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德国、日本建筑节能发展分析及启示

2022-07-21上海市建筑科学研究院有限公司上海200032

绿色建筑 2022年2期
关键词:设计标准围护结构建筑节能

方 舟(上海市建筑科学研究院有限公司, 上海 200032)

1 德国建筑节能发展史及现状

1.1 发展历程

表 1 德国建筑节能发展大事记

综合以上大事记,德国建筑节能的发展经历了起步阶段和五次变革,逐步从对围护结构的性能要求提升为建筑综合一次能源消耗量的限值要求,最新德国《建筑能源法》2020 版成为德国推广近零能耗建筑的标准。

1.2 技术标准

德国《建筑节能法规EnEV2014》确定了能源计算框架,以建立预期的住宅和非住宅建筑的一次能源消耗。能耗指标范围是建筑物所属的采暖、制冷、通风、照明以及热水供应设备和设施。对建筑围护结构的性能参数要求如表 2 和表 3 所示。

表 2 EnEV2014 住宅建筑围护结构单位面积散热损失最高值

表 3 非住宅建筑围护结构传热面积传热系数最高值

德国的新建建筑须进行强制性能效认证,既有建筑在购房或出租时需再次进行认证,认证有效期为 10 a。《建筑能源法》2020 版提出了对近零能耗建筑的要求:①建筑的一次能源消耗量低于基准建筑的 75%;②采取保温隔热措施减少热损失;③必须采用一定比例的可再生能源。

1.3 金融政策

德国的金融政策主要包括激励计划、税收机制。

(1)激励计划。德国复兴信贷银行提供补贴性节能贷款。对开展既有建筑节能改造项目和新建节能建筑提供补贴性贷款,补贴金额视能效水平而定,最高可达到贷款总额。如果采用多项节能措施,有机会获得额外奖金。

(2)税收机制。税收激励政策针对住宅节能改造中20% 的人力成本减免相应的税款(减税基数最高可达 6 000欧元,约42 000人民币,最多可减税 1 200 欧元,约 84 000人民币)。

1.4 德国建筑节能发展总结

德国自 1952 年起开始推行建筑保温标准;1977 年执行建筑保温法规,对建筑围护结构平均传热系数提出限值要求;2002 年,提出一次能源消耗量限值要求;2014 年,引入建筑能源证书。政策方面,德国首先通过行政和税收手段要求各类建筑满足相应标准要求,推行建筑能耗证书制度,鼓励可再生能源企业等。

2 日本建筑节能发展史及现状

2.1 发展现状

日本于 1979 年颁布《节约能源法》,同年发布了《公共建筑节能设计标准》,1980 年《居住建筑节能设计标准》和《居住建筑节能设计和施工导则》发布,其间进行了多轮次修订。2013 年,日本对公共建筑节能标准和居住建筑节能标准进行整合,形成日本《建筑节能标准》。日本建筑节能标准编制与修订情况如表 4 所示。

焊接热裂纹:奥氏体不锈钢具有较高的热裂纹敏感性,热裂纹主要产生在焊缝及近缝区域。要防止N08367焊缝热裂纹的产生,应严格控制焊缝中的S、P、Si等杂质元素的含量,选用纯度较高的优质焊接材料。在焊接工艺上,尽可能的采用小的焊接参数,焊前严格清理坡口,保持坡口高清洁度,有合理的焊接顺序,减少焊接应力水平。

表 4 日本建筑节能标准编制与修订情况

2014 年,日本颁布《第四次能源基本计划》,计划2020 年实现新建公共建筑和标准居住建筑零能耗,2030 年实现所有新建建筑零能耗。2015 年日本颁布《零能耗建筑发展路线图》,将零能耗建筑共分为 3 档:准零能耗建筑(一次能源消耗降低 50%)、近零能耗建筑(可再生能源消减一次能源 75%)、净零能耗建筑(可再生能源消减一次能源 100%)。

2.2 技术标准

日本《公共建筑节能设计标准》评价指标包括两方面,一是围护结构性能指标,对建筑外区全年冷热负荷提出了评价限值,一是机电设备能源转换率,包括采暖、制冷、通风、照明、电梯和热水能源转换率。表 5 列出了日本《公共建筑节能设计标准》中不同类型公共建筑的冷热负荷(PAL)与各个机电设备的能源转换率(CEC)限值。

表 5 日本《公共建筑节能设计标准》中不同类型公共建筑冷热负荷与各个机电设备的能源转换率限值

《居住建筑节能设计标准》规定了居住建筑的单位面积能耗指标、热工性能指标和暖通设备能效。

2013年的《建筑节能标准》提出了更细化的要求:①对建筑一次能源消耗量进行整体限值规定;②更新了建筑能耗计算方法;③按照 201 种房间功能类型将 PAL 和 CEC 值进一步细化。

2.3 金融政策

日本的激励措施包括财政补助、贷款优惠、税金减免等。

(1)政府补贴。2010 年,实施绿色住宅积分制,新建或改造住宅达到一定节能指标可获得奖励积分;2015 年,推进既有建筑节能改造项目,能耗降低 15% 以上的建筑可获最高 5 000 万日元补贴;2015 年对采用先进绿色示范技术的项目,对其提供 50% 的绿色技术补贴。

(2)货款优惠。2007 年,对于认定为低碳住宅的项目,贷款利率可在最初 10 a 内降低 0.3%,对于耐震性能和节能性能优异的住宅项目,贷款利率最初 5 a 内下浮0.3%。

(3)税金减免。2012 年,提出了低碳住宅税收优惠制度,凡认定为低碳住宅,所得税和不动产登记税可减免。2013 年,提出了赠予税优惠政策,对于达到节能标准的住宅,赠予税起征税额上浮 500 万日元。

2.4 日本建筑节能发展总结

日本从 1979 年颁布《节约能源法》和相关设计标准,并在随后的时间里逐步覆盖公共建筑、居住建筑等不同类型,各项性能指标逐步提升,并由推荐性要求向强制性要求过渡。2013 年节能标准体系采用一次能耗为衡量标准,与德国相同,实现从 K 值要求向 Q 值要求的转变。政策方面,日本在强制要求各类建筑项目达标以外,还推行相关激励制度,对节能示范项目提供补贴、贷款优惠和税金减免。

3 中国建筑节能发展及对比

我国的建筑节能工作起步于 20 世纪 80 年代中期。从北方采暖居住建筑起步、逐渐扩展到各气候区的居住建筑和公共建筑,先后经历了 30% 节能、50% 节能、65% 节能 3 个发展时期。从类别上看,大致可分为综合节能标准和设备节能标准 2 大类。其中综合类标准可进一步细分为各类节能设计标准、能耗定额/限额标准以及超低/近零能耗技术导则;设备类标准则按设备系统类型进行细分。

2006 年,GB/T 50378-2006《绿色建筑评价标准》的发布标志着我国从单一的建筑节能跨越到内涵更为丰富的绿色建筑发展时期。其中,GB/T 51161-2016《民用建筑能耗标准》 首次提出了实际能耗绝对值的目标,GB/T 51350-2019《近零能耗建筑技术标准》更是将我国未来建筑的节能目标提到了更高水准。GB/T 50378-2019《绿色建筑评价标准》,在节能板块中针对围护结构热工性能、冷热源机组能效、可再生能源利用等方面做出详细规定;同时在创新部分,鼓励绿色建筑进行超低能耗和近零能耗的技术实践,体现了绿色建筑在高标准节能方向的引导趋势。

相比较而言,我国建筑节能事业起步较晚,目前国家标准《公共建筑节能设计标准》和各气候区的居住建筑节能设计标准构成我国建筑节能设计标准体系,节能率从 50% 逐步向 75% 提升。对比德国和日本等国家的发展历程,我国目前从建筑节能到超低能耗和零能耗建筑体系的整体升级尚在起步阶段,支撑的标准体系、产品设备、工艺工法有待发展完善。与此同时,国内建筑业的工业化和精益化水平还处于较低程度,从设计、施工到验收全流程的质量控制和监管体系还不健全,无法支撑新型城镇化和新农村建设对于高质量建筑发展的要求。

4 结 语

根据德日两国建筑节能发展历程及现状,面向未来发展和国家“双碳”目标,以下从标准、政策、实施 3 个维度对我国进一步提升建筑节能行业水平提出策略建议。

(1)标准维度。建立基于能耗限额的建筑节能技术体系,渐进实现近零能耗/零能耗目标;建立全生命周期视角的绿色建筑评价标准,实现以数据实效导向的评价体系。目前公共建筑、居住建筑限额设计标准正在编制过程中,预计将于 2023 年前后出台。限额设计标准的出台将标志着我国节能设计标准正式完成从基于相对节能率向以实际能耗值为约束的转变,在设计端实现限额设计。2019 更新后的绿建标准将评价阶段放在竣工后进行,未来的绿色建筑将逐步朝技术落地方面发展。具体建议:①设计端以一次能源消耗量控制为目标,鼓励采用分布式可再生能源进行能源和碳排放控制;②运行端增加对实际能耗的控制类标准,并在部分能源消耗大户中强制性执行;③绿色建筑评价体系朝全生命周期的评价,尤其是运行实效的后评估发展。

(2)政策维度。从开源节流角度出发,建立面向超低能耗、近零能耗建筑以及分布式可再生能源利用的财政资金引导机制和性能监管体系。3 个方面的政策建议:①加大在财力投资的公共建筑中全面推广超低能耗、近零能耗建筑,在保障性住房中加大可再生能源利用比例,并根据运行实效实施补贴,形成一批示范项目和领军型企业;②加大培养专家型行业管理人员队伍,强化政府在建筑建设全过程各关键节点的把控;③加大绿色节能建筑的民众参与度,建立“绿色积分银行”,鼓励消费者购买或租赁绿色节能建筑。

(3)运维维度。全面推广建筑能耗和环境分监测系统及区域能耗平台,与智慧城市相结合,逐渐实现建筑运行实效的评估及监管。通过建筑能耗系统-区域能耗平台-智慧城市的联接,将建筑的运行实效融入城市管理中,促使绿色建筑及节能技术的发展向实际落地方向发展。

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