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[魯]叩問建筑節能前行路徑——來自中德現代建筑節能技術高層論壇的聲音

放大字體  縮小字體 發布日期:2007-08-27  來源:中國混凝土網轉自人民網   作者:人民網
核心提示:[魯]叩問建筑節能前行路徑——來自中德現代建筑節能技術高層論壇的聲音

       一個共同的課題

      到底是什么將這些不同國度、不同膚色的人們維系在一起的呢?

      也許正如德國能源署建筑節能部主任菲里特斯·克勞斯女士所認為的那樣,無論是在中國還是德國,建筑業都具有舉足輕重的地位,近年來,中國建筑以兩位數的速度高速增長,而在德國,有超過50%的投資都與建筑有關。一個十分現實的經濟背景是:即從長遠角度來看,全球能源價格將持續上漲,資源缺失情況將愈演愈烈。特別是石油和天然氣等最重要的能源價格在近10年內幾乎翻了一番,家庭在水、暖、電方面的支出相應增加,建筑與住房經濟必須應對這些挑戰。

      我們要與我們的中國伙伴一起找到一種運用現代技術,創造更高的生活舒適度并大幅降低能耗的方式。投資商和業主將從中受益,同時這對世界范圍內的氣候保護也是一個重要的貢獻。克勞斯說。

      在中國,公眾與政府已經從單純追求GDP增長速度向經濟增長與節能減排并重的科學發展軌道轉型,中國開展建筑節能工作以來最好的歷史時期已然到來,這也為中德兩國的交流與合作鋪平了道路,國家建設部科技司副司長韓愛興如是說。

      在青島,這樣的愿望異常強烈。數據顯示,截止到2006年底,我市現有房屋建筑總面積1.3億平方米,其中居住建筑總面積約8200萬平方米,非節能住宅面積約為6200萬平方米,按我市目前供暖145天,每平方米年平均耗能32千克標煤計算,我市居住建筑采暖季耗標煤約280萬噸標煤(包括采暖消耗煤、電、燃氣)。預計到2010年,我市居住建筑總量將達到9600萬平方米左右,如果按照現在的建筑能耗水平,到“十一五”末,居住建筑采暖能耗將達到300萬噸標煤/年。另外,公共建筑總面積約為1800萬平方米,公共建筑尤其是大型公共建筑(兩萬平方米以上)由于其內部發熱量大,普通公共建筑用電能耗指標約為居住建筑2-3倍,大型公共建筑用電能耗指標為居住建筑的8-18倍。據初步統計,我市公共建筑采暖能耗約50萬噸標煤,用電能耗約為15.37億度,占我市居民生活用電總量(33.8億千瓦時)的40%。預計到2010年,我市公共建筑總量達到2700萬平方米左右,如果按照現在的建筑能(電)耗水平,到“十一五”末,公共建筑采暖能耗將達到80萬噸標煤/年,用電能耗將達到23億度。

      如此巨大的消耗其實意味著建筑節能大有可為。

      未來建筑宣言:少就是多

      對于如何提高能源效率,劉暢認為,全球化經濟和生態的緊密聯系導引未來建筑和城市規劃進入新的方向,即“少就是多”。生態利益和經濟利益將被斟酌和平衡,從這個角度出發,既需要采用傳統的、成熟的方法,又需要探索最新的材料和技術來降低能源消耗,從而直接為環境保護出力。

      而實現該目標最廉價最有效的方式,無疑是充分利用環境這個天然調節器。德國最大工程設計咨詢公司——歐博邁亞設計咨詢公司工程師劉暢說,優化了的建筑結構本身可以使整個建筑工程實現低造價,并大幅度地改善舒適條件。而優化了的建筑結構本身就意味著在設計建筑物結構時,充分考慮了如何最大限度地利用自然條件。以英國BRE的節能辦公建筑為例,其建筑物正面設計有智能型太陽能集成采光系統,外置百葉窗,使用者可自行調節。在背面設計有太陽能風道,太陽能熱溫暖了風道里的空氣,使熱空氣由于“煙囪效應”而上升,帶動在建筑物內產生自然通風。內部采用了通透式夾層頂棚板,以便于自然通風;通過建筑物背面的格子窗進風,建筑物正面頂部墻上的格子窗排風,形成貫穿建筑物內部的自然通風,并連通太陽能風道,充分利用太陽能風道內產生的煙囪效應,使室內工作人員享受充分的自然通風。當然,太陽能在建筑中的應用有好多方面,如用太陽能集熱器供應熱水,用太陽能光電池發電等等。

      我國地熱資源十分豐富,隨著地熱資源的開發,地熱能也有巨大的應用空間。例如,利用地熱回水的余熱進行地板輻射供暖就是一個很好的例子。這種供暖方式不僅僅具有室內溫度分布均勻、舒適性好、節約能源等一切地板輻射供暖的優點,更主要的是因為它能進一步降低地熱回灌水的溫度,因而可以提高地熱能的利用率,節約常規能源的消耗量。當然,建筑綠化也是常見的利用自然能源的方法。在建筑物周邊廣植樹木,有防風、遮陽、蓄水及改善景觀等效果。

      基于這樣的思維邏輯,海水源和土壤源被更多地關注,目前已經形成了比較成熟的技術。穆昭鋼介紹說,海水源和土壤源熱泵技術,以海水和土壤為熱源或冷源,溫度相對恒定,受外界影響小。而空調則不同,冬天最冷需要供熱量最大時,空氣源的溫度最低,因而要消耗大量的電能,機組的容量及效率此時最低,這一矛盾在夏天制冷的時期同樣存在。因而海水源和土壤源熱泵的節能效果十分明顯。據統計,傳統空調的COP值(1KW電能可產生的熱量或冷量)為2.0,而海水源和土壤源熱泵的則要高達4.2到5.5。據介紹,在瑞典的首都斯德哥爾摩,整座城市有超過一半的建筑是采用海水源熱泵供熱和制冷;在瑞士與挪威,水源熱泵采暖以及供應生活熱水已超過96%;而在美國,新建建筑中超過30%的采用了土壤源熱泵技術。

      青島這個海濱城市當然不會輕易“放過”土壤和海水這個取之不盡用之不竭的能源寶庫。經過近幾年的有效探索,青島在可再生能源技術的建筑應用方面取得了實質性突破。先后引進了國內外先進的海水源熱泵技術、土壤源熱泵技術、太陽能光熱技術,并選取了奧帆賽媒體中心、運動員中心、法制教育基地、山水名園等項目開展試點工作。同時通過麥島改造區污水/海水熱泵空調系統和石老人生態旅游健身區兩項國家級示范工程帶動作用,我市大榮置業綜合樓、千禧國際村、空港工業區生活配套項目、銀盛泰國際商務港工程等多個項目正在進行可再生能源建筑應用設計、施工,目前,全市可再生能源建筑應用工程已開工40萬平方米,預計建成后年可節約標煤1萬噸,減排二氧化硫220噸、氮氧化物100噸和煙塵170噸。

      規劃設計環節就應有節能的理念

      在建筑史上,建筑師留給后人的無外乎兩樣東西:要么是不朽之作,要么是一堆難以處理的建筑垃圾,而現代建筑師留給后人的除了不朽的作品之外,還應該是可以回收利用的資源,建設部建筑節能中心高級工程師張小玲這樣定義現代建筑師。

      那么在市場前期——規劃設計環節,如何實現低能耗理念與市場行為的完美結合呢?

      張小玲和劉暢都試圖提供了一整套解決方案。張小玲認為,房屋外圍結構設計必須滿足保溫隔熱和耐候性的要求,外墻保溫材料除了具備保溫功能外,還應當符合審美需求,這不是要迎合市場,建筑本身就是一件藝術品,它應當符合居者的審美要求。此外,建筑師應當用”全生命周期“的評價模式來指導設計方案,從重點抓圍護結構等“中端”環節為主,轉變為向原材料的獲取、生產運輸、建造、使用維護等“多端”延伸,使建筑節能工作涵蓋建筑的“全生命周期”。

      節能從城市設計開始,為一個持續的過程,優化設備方案是這個過程中的最后一步,劉暢這么認為。為此,他給出了一整套建筑師與工程師節能規劃方案,他把這套方案叫做優化工程之路,該方案通過規范設計過程來控制新建建筑未來的能源消耗,并為熱、冷、通風、空調、內部熱水和光等所有能源消耗形式制定有條理的計算方式,而這種計算方式完全考慮到了當地特定的氣候條件和建筑結構。

      優化設備雖然處于設計環節的末端,但它卻是實現設計理念的重要手段。

      在我國建筑氣候區域中,青島處于第Ⅱ建筑氣候區,屬寒冷地區,建筑節能的主要任務就是提高建筑物冬季保溫性能,同時兼顧夏季隔熱。我市自1998年起開始推行墻體材料革新和建筑節能工作,截至2006年12月,全市新型墻體材料生產企業經過多年來的優化、整合,現有116家,生產能力由1998年的1億塊標準磚上升到22.6億標塊,2006年實際應用量達22.1億標塊,應用比例由1998年的不足5%上升到91%,其中市內四區應用比例達到100%。節能利廢效果明顯,全年節約土地3647畝,節能13.7萬噸標準煤,減少廢氣排放0.53萬噸,新型墻材產品結構進一步優化,產品質量提高到一個新水平。

      供熱分戶計量:向左走向右走

      “熱改”的話題也被帶到了論壇,關于供熱分戶計量的好處似乎已經無人質疑,然而此前被人寄予厚望的分戶計量供熱改革試點——匯統花園和百花小區作為濟南市熱計量改革的試點小區,并未結出理想的果實,最后,兩個小區均走上了按建筑面積交納采暖費的回頭路。

      緣何如此,丹麥最大的工業集團丹佛斯銷售經理郭新川給出了答案:表只是計量元件,而非節能手段。他認為,計量本身并不能節能。為此,郭新川給出了一整套分戶計量的系統方案:戶內采用雙管道系統,安裝差壓式控制閥,每戶安裝熱量表,每個散熱器上安裝散熱器溫控閥,使用超聲波熱量計為樓棟總表,供熱站安裝氣候補償器,控制流量和溫度。“但這一切都建立在建筑節能的基礎之上,”郭新川補充說,“供熱系統的調控與計量收費為建筑節能提供了手段,而建筑節能則為前者提供了動力,住戶只有看到了實惠,‘熱改’才有推行的可能。”

      市建筑節能與墻體材料革新辦公室副主任單蘇新說,實現分戶計量后,戶間傳熱和用戶居住位置將造成繳費差異。就拿戶間傳熱來說,熱的物理屬性決定了它具有傳導性,現在住宅建筑圍護結構,多采用磚混結構,傳熱率大約在60%左右,也就是說,當一戶80平方米的住宅停止供暖后,在其兩邊的相鄰住戶如果保持18攝氏度的室溫,停暖房間溫度也可維持在10攝氏度以上。這對周圍鄰居來說是極不公平的。另外用戶因居住的位置而造成交費差異較大,也是一個很明顯的問題。樓層之間、南北房之間、內部房間與外部房間的室溫與耗熱量都存在著差異。同樣面積的房間,位于頂層與位于中間層的房間要保持同樣室溫,耗熱量相差30%;而位于頂層北側角上的房間與中間層中間位置的房間,耗熱量相差2.1倍。如何保證用戶按用熱量計量繳費的公平性?這也是目前分戶計量試點中亟待解決的問題。不保溫、不隔熱的房子裝再多表也沒用,不僅影響老百姓用熱,還會加大供熱企業成本,造成供熱企業虧損。因此,單獨提出分戶計量問題沒有意義,應該從根本上探討建筑本身的節能問題。

   

     既有建筑節能改造亟待“破冰”

     破舊立新往往比單純立新來得困難得多。即便是在德國這樣一個建筑節能居于世界領先地位的國家,其既有建筑的改造仍舊滯后。正如克勞斯所言,對既有建筑的節能改造是一項具有挑戰性的工作,德國目前新建建筑不到1個百分點,既有建筑占到99%,對數量龐大的既有建筑“動手術”是一個宏大的工程。

     在我國,既有建筑節能改造也只在個別城市“摸著石頭過河”,到目前為止,全國每年既有建筑節能改造量只有幾十萬平方米,相當于數量巨大的既有建筑而言,這項工作還有很長的路要走,韓愛興說。

     在這個大“手術”中,資金瓶頸是亟須解決的問題。據估算,每平方米既有建筑節能改造成本為200元,青島既有房屋建筑總面積1.3億平方米,如果全部進行改造,就意味著要拿出260億元的資金,而在全國,這個資金為8萬億元,這顯然是政府財力負擔不起的。

     德國在利用財政激勵手段提高效能方面的經驗值得我們借鑒。克勞斯介紹說,在德國,有很多覆蓋全國的以提高建筑領域能效為目的的資助計劃,其中,德國復興信貸銀行集團為房產開發商、鄉鎮或擁有大量出租房屋的私人企業主提供財政資助,包括幫助他們利用工程承包合同的形式改造采暖實施,目的在于為住宅建筑節能及二氧化碳減排投資項目提供長期的低息貸款。此外,各州銀行還提供各種地區性的資助計劃。從2000年到2003年的時間里,這些計劃項目總共提供了7.5億歐元的貸款,其中約50%-80%的資金使用在了建筑維護結構的保溫工程及安裝新門窗上,此外,用于安裝新式采暖鍋爐的投資貸款比例也相當高。

    合同能源管理:“病人”治病 “醫生”埋單

    在節能改造上,我們的專家還給出了“合同能源管理”這樣一種全新的模式。專家解釋,合同能源管理(EMC)是指由節能專業服務公司帶資金、技術為能源用戶實施節能改造提供診斷、設計、融資、改造、運行、管理一條龍服務,為能源用戶減輕節能技術改造的資金負擔和投資風險。

    單蘇新進一步解釋說,如果把能耗大戶比成“病人”,那么,節能服務公司就如同“醫生”,不用“病人”投入一分錢,醫生卻能對癥下藥,開出療效顯著的“節能藥方”,然后再從節約的能耗中獲得分成收入。傳統的節能投資方式下,節能項目的所有風險由實施節能投資的企業承擔,而在合同能源管理方式中,其資金可以由企業投入,也可以由專業的節能服務公司投入,合同能源管理實質是把“節能”當作投資,項目實施后節省的能源費用成為投資回報,投資各方根據事先協議從中分享利潤,合同期滿后,節能設備及長期收益全部歸耗能企業所有。

    我們在論壇上獲得的信息是,目前,青島正在積極引進國外能源服務公司的模式和運行機制,投資供熱計量改造,探索合同能源管理在供熱節能方面的市場化運營機制。在改造中,能源服務公司與供熱單位和業主簽訂能源服務合同,改造既有建筑供熱采暖系統,為用戶安裝溫控及熱計量裝置,對供熱采暖系統進行管理,為供熱用戶計算、返還熱費等,能源服務公司從節能費用中償還投資成本并獲取相應的效益。

    合同能源管理模式無疑為既有建筑節能改造探索出一條新路線。通過將中國農業銀行青島分行、中國網通集團青島分公司膠州分局、環保局多項工程列為試點工程,青島繼續探索著既有建筑節能改造模式。  

 
 
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