能源转型:德国海德堡的被动式建筑
海德堡的被动式建筑新区
笔者认为,我们不必过于纠结“被动式”一词,应把注意力集中于被动式建筑的核心理念,即最大程度减小热损失。无论“零能耗房”还是“正能源房”,无论是德国复兴银行低能耗房(KfW40/55/70房)还是“三升房”,其原理近似。笔者在新疆天山曾拍摄到这样一个景象:在一片几乎光秃秃的湿地上,有一块冰却未融化,因为它顶着的一坨动物粪便结结实实遮挡住了阳光的照射。这就是建筑节能的核心内容了。
我们来看看,海德堡为营造一个被动式建筑的新城区,具体都做了些什么。以“科学创造城市”为口号,海德堡确立了建筑节能与气候保护的紧密关系,以及建筑节能在能源与城市发展战略中的重要地位。新城区Bahnstadt的所有建筑,全部采用被动式建筑标准建设。该城区位于已废弃的货运火车站和部分美军军营所在地,规划共占地116公顷,总人口容量为12000人,建设期为2008-2022年,总投资额预计达20亿欧元。这里未来将形成高质量的多功能生活科技区,包括居住、科研、商业及休闲等空间。区内将创造7000个工作岗位,计划建设2500个居住单元。截至2014年5月,已迁入居民1500人。整个城区将由海德堡市政公司供热供电,其热电厂以木材等可再生能源为原料,配合地热和生物质能(仅供热一项便可减排二氧化碳56%)。为支持智能电网,城区还全面安装使用智能电表。2014年10月下旬,第83届德国环境部长会议在海德堡召开,现任环境部长亨德里克斯女士参观访问了Bahnstadt被动式建筑城区项目。同期并行举办的能效大会,将建筑节能推向了一个新高潮,更出现了“供热转型”和“建筑转型”两个新概念。
相应地,也有针对资金压力的措施。因新城区建设需要高额投入,这些项目的市场接受度难免受到影响,为此,德国复兴银行、巴符州国家银行及环境银行,分别针对不同对象,提供不同形式的低息贷款。在海德堡市政府的主导下,海德堡市发展公司将落实总额为600万欧元的资助计划,共涉及区内住宅20%的总面积(300个居住单元,30万平方米),使中等收入的市民也有机会购买或租用。此外,海德堡市开发并实施“合理能源消费”激励方案,以高于联邦和巴符州政府的资助标准,大力鼓励市民投入高节能标准的改造和新建建筑。德国建筑节能升级造成的成本增量一般约为5%~10%,而能源价格相对较高,再配合银行低息贷款和政府激励措施,可在10年左右收回投资成本,并带来经济利益。当然,这里的经济性,也是基于德国的国情而言。
国情差异与借鉴方式
中德国情不同,在对建筑节能的认知上,两国存在很多差异,这使得中德两国在科研和实践领域,在交流和借鉴经验时,效果往往大打折扣。
其一,系统界定。当我们看到技术参数指标时,应深究其包含的具体内容,即系统边界的设定。笔者认为建筑节能的关键是提高建筑“外壳”(建筑能源需求示意图中黑色虚线部分)的热工性能,即采暖空间。
其二,参数定义。15kWh/m2a是被动式建筑的核心参数,常用于中德建筑质量的比较。但因中德情况存在差异,直接比较往往不能令人信服(详见表格)。
其三,气候条件。中国地域广阔,气候条件多样。技术参数度日数(degree-days,日平均温度低于或高于某临界温度时的累积度数)的计算结果,展示了中德城市间巨大的气候差异,并再次证明了中德建筑技术参数未经气候参数修正而直接比较的不严谨性。
“能源转型”与“供热转型”,既是生态与气候保护的必然,又是人类对自然的回应。因历史遗留原因,中国北方供暖是社会福利,而南方即使冬季寒冷也没有集中供热。在不同的政策环境、经济机制、管理水平、监管质量等因素的影响下,中国建筑节能行业正面临严峻的产业化问题。
中国借鉴被动式建筑的意义何在?就此,笔者提出下列四点建议,仅供参考,欢迎各界人士批评指正:
一、利用私人与工商业热价和电价差异,实现跨行业补贴,从而建立北方建筑节能市场化机制;
二、配合建筑节能改造,在南方逐步实现小型热电联产和集中供热供冷,在提高生活质量的同时,改善供能以电力为主的能源结构,并降低一次能源消耗量;
三、严格执行建筑节能“三部曲”并强调其应用顺序的必要性。即,在现有技术条件下,首先应用外保温围护结构最大限度降低建筑能耗,然后最大限度提高技术设备、能源转换和使用效率(主要针对供热设备设施),最后应用可再生能源逐步覆盖或完全替代剩余的建筑能源需求量。要达到建筑节能整体系统效率,这个三部曲的顺序不能任意颠倒。
四、结合居民的工作生活,大力宣传建筑节能与个人的经济性和社会性的关系,更有效地促进实现行为节能。
编辑:zhaoai
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