海归论坛 :: 阅读主题 - 欧洲三国建筑节能的情况（转贴）

　摘要：本文就欧洲三国建筑节能技术的考察报告，基本上反映了当前欧洲在建筑节能方面的动向和在发展新技术、新材料方面所取得的成就，为我国今后制订新标准、发展新技术提供了较为丰富的有益经验。
　　关键词：建筑节能 CO2排放量热工指标零能耗标准评估程序能耗自理标准智能化住宅环保型建筑

　　2001年9月，由中国建筑业协会建筑节能专业委员会和北京亿丰豪斯沃尔新型建材有限公司共同组团，去欧洲三国——法国、德国和英国进行建筑节能考察。在考察期间主要听取了欧洲各国的节能规范、标准以及近期发展的新材料新技术，并就有关我国在节能工作遇到的问题座谈探讨。
　　

　　各国建筑节能标准的有关内容
　　
　　1997年联合国气候变化框架公约组织通过了《京都议定书》，在议定书中欧盟国家承诺在2008～2010年间，其温室气体排放量比1990年要减少8%。为此，目前各国对建筑的能耗和CO2气的排放都做出了规定，并制订了相应的标准。
　　
　　⒈法国
　　在法国，对CO2气体的排放，提出了“空气法”，这一政府法令在建筑中主要对烟囱、采暖、炊事、空调、燃料中有害气体的排放量加以限制。在节能方面，法国于1974年～1988年先后发布过三个法规，其目的是节约能耗，减少空气中CO2的排放量，提高居住舒适度，同时考虑在运行过程中减轻用户负担。新法规还进一步考虑夏季的舒适度和降低空调的能耗措施。法国在节能和排放CO2的标准上共出台了四个法令，第一个是政府令，由总理签署，即RT2000令，两个是住房部法令，其一是建筑节能应用标准的技术要求，其二是计算方法，最后一个即“空气法”。这些法令在2001年6月1日已开始实施，建筑部门以此法令为准绳进行设计才能获得建筑许可证。
　　住房部法令对建筑节能方面提出两个值，第一是参考值，主要是鼓励技术进步，要求在不增加投资或附加费用的条件下能达到的标准，第二是最低限值(又称警戒线)这是强制性规定，其中包括采暖、空调、热水、照明、气密性、通风等方面指标。计算包括冬季和夏季，尤其是夏季空调的节能，如何通过遮阳来减少热辐射，同时要求通风良好，规定窗户面积不得小于30%。
　　

　　⒉德国
　　德国在欧洲国家中，其节能标准处于领先地位，其主要特点考虑三方面的因素，一是建筑材料的制造能耗，二是制订建筑物围护结构各部位的热工指标，三是CO2浓度排放量的指标。
　　据德国BASF公司估计，用在EPS板的生产能耗，通过建筑上节约的能耗，一年能回收。
　　说明：德国对节能的指标以油为计量单位，它的计算公式是：
　　QH=0.9·(QT+ QL)-(Qi+Qs)kW/年
　　QT=屋顶、地面及外墙热损失
　　QL=窗户热损失
　　Qi=照明得热
　　Qs=太阳光得热
　　QH=总热耗
　　CO2排放量的限值越来越重要，据英国研究机构认为它主要来源于建筑物(占45%)，建筑物中住宅又是主要的，占26.7%，而德国又认为在住宅中主要来源于采暖和热水，解决的办法，一是搞好围护结构和门窗的节能，二是提高锅炉的运行效率，三是从建筑规划设计、朝向以及从阳光和建筑内部的散热来获取能源是有效的途径。
　　2001年新标准指标为：外墙0.2～0.3W/m2·K，门窗1.5W/m2·K，平屋顶0.20W/m2·K。
　　

　　⒊英国
　　英国每年大约新建175 000套住宅，其中85%是私人住宅，公有房屋仅占15%，但均得遵守英国政府颁布的节能标准，其标准有几种，一种是一般标准见表1-4。
　　在此说明，屋面0.15 W/m2·K是指平均值，根据屋面不同形式又定出具体标准，如坡屋面分两种：有椽子的为0.2 W/m2·K，带檩条的为
　　0.15 W/m2·K，平屋顶则为0.25 W/m2·K，窗包括天窗采光窗。

　　英国建筑研究院(BRE)最近又提出了节能住宅的新概念，名为家庭能耗(计算)模式(BREDEM)，是一种模拟计算程序计算居住建筑的能耗，内容涉及到采暖、生活热水、炊事、照明和家用电器等方面的能耗，为此，他们将建筑执行三种标准，一是零CO2排放(ZERO CO2)，二是零能耗采暖(ZERO HEATING)和能耗自理标准(AXD AUTONOMOUS STANDARDS)。这三类标准的概念是：
　　⑴零CO2排放，每户每年CO2的排放量是根据每户每年使用的能耗计算而得出，要求这一值为零，故希望住户使用的能耗来源于再生能源(如太阳能或风能等)。但如果用户暂时还使用不了再生能源，只能从能源公司购买“绿色”能源(如电)。则日后住户必须将自产的可再生能源(如电)，并入电网以补偿以前由于使用其它能源而生产的CO2，使两者得以平衡。
　　⑵零能耗采暖住宅
　　这种住宅根据BREDEM有关条例，按家庭人口生活所需各种能耗，如采暖、照明、家电等，均要求这些能耗均来源于太阳能和其它非正式采暖热量，使能耗为零。
　　⑶(能耗的)自理型节能计算标准
　　这类住宅必须满足上述两种住宅的采暖标准，住宅本身必须有可再生能源采集装置，可以是单独系统，也可以若干幢住宅联网，不得用不可再生能源，如与公用电网联接，必须输出和输入平衡。此外还应设污水处理装置和中水回收利用装置，使用水源后，还要用中水补充地表水。英国还对建筑物节能提出一种标准评估程序即SAP(Standard Assessement Procedute)，根据建筑物每年采暖和热水的能耗费用以及年CO2的排放量计算，做出从1～100评分，1为最差，100为最佳。这种评估与房间大小、人口多少、自置家电、采暖温度和时间以及建筑物所在地理位置无关，评分后在建筑物上做标志和分值。在英国采用BREDEM标准时，对围护结构及建筑物的密闭性和通风也提出标准。
　　
　　保温建材及新型保温建材的开发应用
　　
　　⒈概况
　　当前世界各国使用的节能建材品种很多，大致有几类，一类属聚脂类，如泡沫聚苯板，挤塑聚苯板和发泡聚胺脂等，另一类是属于棉类如岩棉、矿棉、玻璃棉。再一类属于天然的无机材料，如软木、植物纤维和废纸浆，还有一类是属矿物经加工的保温材料，如泡沫珍珠岩，泡沫玻璃等。
　　欧洲各国对各种保温材料的选择，以及在建筑各个部位上的用法以及构造等也各不相同，如德国泡沫聚苯板用量最多。1950年开始生产，1955年首先在建筑上使用，其产量1997年达到高峰，年产4 500万立方米，在全球而言，1995年达78万吨。在德国泡沫聚苯板大部分用于外墙，约占总产量的53%。但在屋顶上聚苯板用得少，仅占总产量的5%，大部分用岩棉或玻璃棉。
　　
　　⒉新型保温材料
　　为适应建筑外保温需要，德国BASF公司开发了两种新型保温材料。
　　⑴NEOPOR
　　这种保温材料的外观、形状与普通EPS板没有什么区别，在原材料中加入石墨，所以其产品呈银灰色，这种产品的特点是可以降低产品的吸水率和导热系数，从而改变了聚苯颗粒之间辐射、对流和传导之间的性能，并减少了制品的静电，其性能指标见表2-1。

　　⑵PERIPOR
　　这种新产品是应用在建筑物±0.00以下地下室的外墙部分，起挡土和保温作用，过去该部分均采用挤塑聚苯，因为这部分要求高强制品，但是挤塑聚苯虽有密度低，强度高，吸水率小的特点，但是毕竟价格贵，在该部位的产品，保温性能并不是主要的，而强度和吸水性能才主要。
　　其主要性能：
　　①导热系数 ≤0.04W/m·K
　　②密度 31kg/m3
　　③水蒸汽扩散 3.85%(允许值为12%)
　　④吸水(28天) 1.0%(允许值为2%)
　　
　　能耗的计量和收费
　　
　　⒈服务公司
　　各种节能咨询或顾问公司是欧洲特有的一种服务公司，其中包括对能耗的计量、各种表的安装、计算和收费等成套业务的服务公司。如德国的Viterra是这类经营较好的一家公司。公司的服务内容是首先对用户提供各种计量表，并为用户安装，从系统安装完毕后，实行读表、计量、算钱、收费一条龙服务，最后向用户开出帐单。其服务内容是全方位的，不仅是热能计量还包括用水和用电计量。
　　
　　⒉计量方法和收费
　　计量分总计量和分计量，在各住户中均有各分计量表，在热、水、电、气上均设有分表，如热量分配表、水表、电表等，在各个单元，根据不同单元不同住户还设有总表(这种表的类型有人工读表，半自动化读表和全自动化读表)，最后汇总、算出帐单，但是这份帐单并不是根据每户分表上的累计，因为这样收费不尽合理，中间单元能耗省，边角单元则费，所以公司根据每户所处不同位置进行调整，做到合理收费，它是通过整栋建筑的调节加以计算，对各户进行调节。
　　
　　⒊计量在欧洲各国发展概况
　　德国是目前世界上热表装得最多的国家，在欧洲占首位，98%的用户均安装计量。仅计量方面就节约了15-20%的能耗，德国的规范始于1981年，并于1984年和1989年又经过两次修订，目前装热表达100万块(该表价格较贵)，装热量分配表达4 500万块(该表价格便宜)，目前德国3 400万套公寓中1 400万套是集中供暖，安表计量都指这一类的建筑。奥地利是1980年开始，1992年开始规范化。丹麦是发明热计量表的发源地，是世界上最先进的国家，用户100%的安表计量。意大利和西班牙属南欧，气候温和，现在刚刚起步。
　　
　　既有建筑的改造
　　
　　在考察过程中参观了三处既有建筑改造的工地，二处在法国，均系单元式公寓外墙外保温，其中一处采用块型的泡沫聚苯板，块材尺寸约500mm×500mm，板厚方向均开槽，采用金属构件分层承托，粘、钉结合的方式，固定在既有建筑外墙上，具体构造节点见图1。另一处是采用装饰保温一体化构件，这种构件是工厂预制的保温板，这种板有三层，外表是面砖，后背保温层为发泡聚胺脂，面砖和保温层之间有一加强层。这种保温板共有两种型号，一是平板，尺寸约1200mm×600mm，二是角板，其构造形式是由金属构件分层承托，窗口有金属挡板，将保温板用胀管直接锚固在墙上，锚固件的位置承梅花状，间距约300mm，将其钉在“灰缝”的加强层上。因为原建筑为清水红砖墙，保温板也做成各色的面砖，这样可以与改造前原建筑风格完全一致。构造节点见图2，施工过程及完工后外貌见图3～6。
　　再一处是德国BASF职工宿舍的改造，上述两工程的改造均为外墙面，并不影响居民的生活，BASF宿舍的改造较为彻底，不仅外保温，而且对采暖系统进行全面改造，它在外保温改造上的特点是利用BASF新产品，名为NEOPOR石墨的泡沫聚苯板，采用粘、钉相结合的方式固定在墙上，原墙体是300厚空心灰砂砖。
　　
　　低能耗住宅、智能化住宅和环保型建筑
　　
　　⒈低能耗住宅
　　德国住宅建筑耗油量的新标准是6L/m2·年，为进一步节约能耗，最近修建成了3L/m2·年的低能耗住宅。试点工程是一幢两层坡屋顶的单元住宅，外墙为300mm厚空心灰砂砖，外贴200mm厚热工性能优异的NEOPOR(掺有石墨的)泡沫聚苯块，地下室顶面贴140mm厚，楼板上部贴6mm厚这种材料，±0.00下地下室外墙保护层采用180mm厚PIRIPOR高强聚苯板，屋面采用双层保温，将90mm厚的NEOTEET与200mm厚的NEOPOR复合，屋顶设交换器，85%的热能重复利用并经常保持室内空气新鲜，窗户采用UPVC塑钢窗，三层玻璃，中间充惰性气体，传热系数约为0.8W/m2·K，在窗户外墙有推拉式的防护板以调节太阳光和热能，在细部构造处理上为避免“热桥”，将阳台与建筑主体结构分开，仅用连接构件连接，见图7，室内抹灰采用一种掺有石腊的保温砂浆。
　　
　　⒉智能化住宅
　　在英国BRE(英国建筑技术研究院)院内修建了一幢智能型节能建筑，这是一幢两层坡屋顶独立住宅，见图8～9。
　　该科技含量较高，其中围护结构外墙采用装配式预制复合大板，外部是木板，中间保温材料为废纸浆，内部为纸面石膏板，该建筑室外设置一个类似暖棚的斜玻璃阳光室。其上部有金属自动卷帘百页，随阳光的强弱，由红外线自行开启、关闭，也可手动开启、关闭；阳光室设有可自动开启的百页窗，可调节室内空气；该阳光室可种植植物以改善室内空气和美化环境；玻璃斜顶上设有太阳能集热板和太阳能真空热水器，还装有风力发电装置，室内装有防盗监控器、烟感器、自动喷淋、音响及家电自控设备，卫生间有节水装置，如浴缸、洗手盆均装有不同水位的按钮，可根据需要水量操作不同按钮；厨房设有遥控装置，对炊事用具如微波炉、烤箱及燃气灶可遥控开关；室内还配备有智能化办公设备；房间门上装有活动通风百页，以形成室内空气对流；采暖用水由地下15m处抽水打入顶层，通过热泵，转换成热水，暖气片为串联散热片，设于房间地面一侧下部，上设约300mm宽的散热篦子；在阳台门与阳台之间为落地玻璃门，不设帘子，而采用液晶技术，通过开关，可使玻璃成为雾状玻璃；屋顶为坡屋面，上种草皮，其具体做法是在草皮下设30mm土层，土层下为聚苯保温板，保温板下为防水层，为浇灌屋面草坪，上设喷淋设备。
　　
　　⒊环保型建筑
　　该建筑是英国建筑技术研究院的一幢办公楼,见图10。其使用的材料和设施均来源于可再生的能源，如建筑所使用的砖瓦、木材均是旧房拆下来的材料(包括混凝土90%的骨料)，如墙体、木地板等等，其价格可能比买新的还要贵。该建筑为钢结构，楼板采用钢筋混凝土楼板，下有通风吊顶，室内不设空调，夏天室内热空气通过楼板下空间与南面垂直风道形成对流，同时还通过窗户自然通风,见图11。电能利用南立面47m2的集热板，窗户采用自动调光的百页窗，可随光线强弱通过液压件自动调节，办公室的工作人员也可通过自己桌上的鼠标进行调节。
　　
　　建筑节能保温中若干问题
　　
　　在工作中就常遇到的问题进行了探讨。
　　
　　⒈内外保温及用材
　　德国建筑绝大部分为外保温，占总建筑量的80%以上，而外保温使用的材料又是以泡沫聚苯板为主，占70%，用泡沫聚苯的优点主要是质轻价廉，保温性能和耐久性好，且能用工业化方法大量生产，生产中不产生有害气体和污染环境。
　　对泡沫聚苯板的耐久性问题是大家十分关心的问题，德国BASF公司做过如下两件工作，一件是对历年产品的强度和压缩的关系做了检测。
　　另一件是一个实例，德国BASF公司于1969年在奥地利修建了一幢12层的高层住宅采用泡沫聚苯板做外保温，于1996年将产品剖析，对其保温性能，吸水性能以及其它性能做了检验，均无多大变化，因此可以认为泡沫聚苯板是一种耐久性好的保温材料。
　　法国还有一大部分做内保温(既有建筑改造绝大部分采用外保温)。原因两方面一是气候相对温和，二是经济问题，与德国相比还有一定差距。
　　英国把外保温作为发展方向，他们把外保温体系称作EI，并分作三种类型，一种为湿作业型，即我们现今发展得最多的，将聚苯板粘贴在墙上后做聚合物砂浆，玻纤网格布加强的做法。第二种为干挂体系，在墙上固定保温材料和金属或木框架，然后在框架外挂各种板材，保温层与外挂板之间设空气层。第三种做法为定型外保温体系，内墙可能为砌块或砖墙，墙外为保温层，保温层外为木龙骨，木龙骨外用不锈钢钉钉木鱼鳞板。这是一种欧洲传统型建筑的夹心墙做法，欧洲把这些统称外保温做法。一般外贴保温层做法，材料大部分采用发泡聚苯板，也有外贴岩棉抹灰做法，不过经试验这种形式抗负风压较差，岩棉玻璃棉作保温大量的应用于屋面和夹心墙。
　　
　　⒉外保温防火问题
　　根据英国建筑规范规定，外保温如果采用塑料制品，要考虑防火，主要是火焰由窗口窜出，溶化保温材料，一般二层建筑可不设保温防火带，二层以上建筑则要在层间设不燃材料的防火带，但防火带必须由钢构件支托保护。见图12～13。
　　在英国对保温制品附设在墙上必须要求用钉锚固，钉不能用塑料钉，应该采用不锈钢钉，如用镀锌螺丝外加塑料胀管时，要求塑料是聚丙稀或尼龙制品，锚固件的间距不得大于1m，每平方米保温面积不得少于1个钉子，详见图14。
　　
　　⒊外保温外墙不允许贴面砖
　　如采用泡沫聚苯板做外保温，不允许贴面砖，尤其是高层建筑中这种做法太危险。
　　

　　⒋外贴外保温，用胶粘贴还要用钉锚固
　　要求采取粘、锚结合方式。这种外贴型外保温，得分层由金属件承托，有的在保温板之间还得用金属插件。但也有例外，如采用装饰保温一体化外保温板，其背面没有用胶，而是仅用胀管锚固，但锚固钉密度相当大，1m2可能有10多个且下部有承托件，分析原因可能是基层为面砖，用胶粘结不一定可靠，用加密固件的方法可能更为牢固可靠，又是全部干作业。
　　
　　⒌外保温材料与墙之间不设隔气层
　　在欧洲国家如外保温采用泡沫聚苯板均不设隔气层，BASF曾作了演示，以证明EPS板是一种透气但不透水的材料，BASF公司对他们开发的低能耗住宅经过测试，当室内温度达23℃～24℃时，内墙墙体温度可达到24.2℃～25.0℃，墙体温度高于室内温度。
　　
　　⒍如何解决局部“热桥”问题
　　从法国既有建筑改造工地看，对窗口的“热桥”问题都不做处理，在德国则处理得较好，如窗口部位，采用窗口与墙外平做法，不出现窗口外周圈墙体外露现象，同时是将外保温材料直接压窗框，只要不影响窗户开启,见图15。阳台处理，如前所述是与主体建筑分离，单独设置，仅局部用拉结件拉结。欧洲的住宅平面设计都比较简练，相应立面处理也很简单，很少有出挑部位，如单元入口处一般无雨罩，即便有也是做金属挂架。窗台部位均为彩板、铝板或不锈钢定型窗台，内置保温材料，所以为避免局部“热桥”，首先在建筑设计上就要尽可能减少出挑构件。
　　本文经由涂逢祥、方占和、游广才和邸占英同志审核，部分资料由白胜芳同志翻译。
　　作者单位：北京市建筑设计研究院
　　收稿日期：2002年2月

完工后局部		施工中
施工中		完工后全貌
3立升低能耗住宅阳台与主体分开做法		智能化节能建筑正面外观
英国BRE办公楼		智能型节能建筑背面
室内通风系统图