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德国老建筑的节能改造

 中国房地产报   编译 黄邦艳林达

     除对新建建筑和改建建筑进行节能规范外，德国于2002年颁布的新法规也鼓励企业和个人对老建筑进行节能改造。德国拥有大批老建筑急需得到改造，提高其建筑节能性。由于老建筑通常在所有建筑中能耗是最大的，因此其中潜在的可节约能源是巨大的。

     新建筑节能法规对老建筑的节能改造也采取了一些强制措施，例如新建筑节能法规要求对旧的锅炉进行强制性改造，改造完成期限取决于锅炉的类型，但至2008年所有锅炉必须全部改造完成。根据德国相关部门的统计，德国家庭的平均能源消耗中，供热能耗是最大的，占到49%，远远大于汽车35%的能耗。因此，德国老建筑的节能改造也主要集中在建筑热绝缘性能的改造上。

    Sabine Glaser公寓节能改造

    从外观上看，德国路德维希港的公寓楼Sabine Glaser与大街上其他楼房并无二致。但这座具有70年历史的老楼房并非如呈现在眼前的外观那样简单，它是德国第一座从大能耗住宅改建为节能住宅的旧楼房。由于最新绝缘技术和建筑技术的应用，Sabine Glaser100平方米公寓的供暖账单从每年700欧元猛减至每年100欧元。

    为一座老房子供暖，每年每平方米将消耗掉相当于20升油的能源，并导致每平方米产生60公斤的二氧化碳。现在，这所房子被授予“3升房”的称号，屋如其名，改造后的Sabine Glaser每年每平方米消耗的能源相当于3升油，与以前20升的能耗相比，建筑能耗实现了大幅度降低。

    德国新的建筑节能法规EnEV规定，新建建筑和改建建筑每平方米耗油量必须低于7升。不过，化工公司BASF在Sabine Glaser公寓楼的节能改造中制定了更大的节能目标，让一座旧物业的节能效果远远超出最新的德国建筑节能标准。

    改造后的公寓装有150多个传感器，用于监控室温、建筑的能量流和空气质量，以便对能源消耗和热损失进行严格的监控。例如，当住户出去度假时，研究者经过一年的测试，发现能耗实际上小于每平方米3升。

    新型节能材料

    绝缘材料在大幅度降低房屋燃料消耗方面起着最重要的作用。建筑外墙被加上了20cm厚的NEOPOR板，这是由BASF公司开发的一种新型热绝缘材料。这种基于聚苯乙烯的材料含有可以形成热反射的石墨微片，使热辐射很难穿透建筑物。

    NEOPOR的热传导性远低于普通住宅建筑中常用的泡沫聚苯乙烯，这样只需要相当于传统聚苯乙烯绝缘材料一半的数量，NEOPOR绝缘材料便可达到相同的热绝缘效果，这对空心墙间几乎没有空隙的旧楼房而言极为理想。房屋原有的屋顶和天花板中的绝缘材料也由NEOPOR取代。据计算，生产一块面积为1m2、厚为20cm的NEOPOR热绝缘板大约需要10升原油，但是评估显示，它可以在50年的时间内节约大约1200升的供暖用油。

    房屋的内墙涂有一层特殊的石膏，有助于夏天房间不使用空调的情况下就可以保持凉爽。这种石膏也是由BASF设计，石膏含有充满蜡粒的微囊体，蜡粒中储存潜热，如果外面温度很热，蜡就融化从而吸收热量，而不会让室内温度升高。试验显示，2cm厚的新石膏涂层与20cm厚的木砖墙具有相同的热吸收能力。

    减少热桥效应

    除了重点对建筑热绝缘性能进行改造，设计者也致力于减少“热桥”效应，像穿过绝缘材料的螺栓和螺钉会传导热量。例如，为将热损失降至最低，公寓的阳台采用单独的独立结构设计，而不是用螺栓直接固定在建筑物上。此外，窗户采用三层玻璃，热损失比单层玻璃减少5倍，窗框由塑料制成，内有隔热聚亚安酯。大窗户还起到另一个重要的作用，它既可以增加进入卧室与客厅的自然光，也可以增加太阳热辐射使得南向房间温度升高。

虽然房屋实际上是密封的，但节能通风系统为居住者提供了新鲜空气。不新鲜热空气从厨房和卫生间被抽进顶楼的一个热交换器，并将85%的热量转换成新鲜空气。然后这些新鲜空气在送入居室和卧室之前再被加热。研究人员还监控部分公寓产生的二氧化碳量，以判断通风系统工作是否正常。如果二氧化碳浓度太高，则表明需要提高通风率；如果太低，则可减少通风率，以节省费用。

    BASF计划明年在地下室安装聚合体电解膜燃料电池用于发电，以减少温室效应气体的排放。这种微型发电设备首先将天然气转变为一种富含氢气的气体，然后这种气体被抽进燃料电池并产生电流。BASF在德国路德维希港“3升房”的投资是500欧元/平方米，但随着价值4000亿欧元的旧房改造市场正在开始浮现，很明显这家公司的投资是物有所值。

    BASF不是惟一开发节能建筑材料的公司。德国斯图加特市Fraunhofer建筑物理学研究所的一位建筑物理学家Norbert Konig与其同事研发了一种新型的双层玻璃，名为T-OPAL，高温时它不传热，以防楼房在夏天时过热。现在的玻璃建筑(如花房、温室和写字楼)普遍装有百叶窗或空调，这样即使在热天时屋内也能保持舒适温度。而T-OPAL相对来说更便宜，其成本只有相同面积百叶窗价格的1/10。这种新型双层玻璃的绝缘间隙填充有一种被称为“热光聚合体”的物质，其光学性能可随温度而改变。天冷时，聚合体以晶体形式存在并传导光，而天热时，聚合体发生相变，成为融化状态，其反射的光线和红外线辐射比它传导的还要多。目前这种玻璃已由Fraunhofer研究所申请了专利。

    Konig的斯图加特同事还开发了一种由回收玻璃制成的无机热绝缘体，代替聚苯乙烯和矿棉，因为如果使用不当，后两者会引起呼吸问题。玻璃碎片被研磨后与膨化剂相混合，产生一种可塑形的粒状物质。在热处理的最后阶段，膨胀的玻璃颗粒粘合在一起，产生一种导热性较低的多孔绝缘体。这种新型材料被称为REAPOR，可耐高压，因而可与其他设备和装置装配在一起。Konig认为，对建筑物理学家来说，重要的是研发实用的材料，既符合建筑规范又符合建筑公司的预算。

    那么，有没有可能以普通住宅的价钱建造环保住宅呢？建筑师Bill Dunster认为是可能的，但关键是在设计过程，每个决定都要考虑到可再生能源和节能设计，而不是把它们寄希望于增加昂贵的设备来实现。