歐洲超低能耗建筑和綠色建筑發展趨勢及對我國的啟示

宮瑋 彭夢月 /GONG Wei，PENG Mengyue

1 前言

歐洲國家為應對氣候變化、實現可持續發展戰略，都在不斷提高建筑能效和綠色水平，德國和比利時是歐洲在上述方面走在前列的典型國家。其中，德國為歐洲超低能耗綠色建筑發展的策源地，其技術水平、工程數量和產業規模居歐盟之首。德國政府正在《2020年氣候保護行動計劃》（Climate Action Plan 2050）基礎上制定2050年氣候保護框架，預計到2050年所有建筑實現近零排放，屆時建筑領域一次能源需求與2008年相比可減少約80%。同時，德國在上述框架下制定的《建筑能效戰略》（Energieeffizienzstrategie Geb?ude，ESG）將通過政策、技術和市場等多因素的協調整

合，實現建筑領域能源轉型的戰略目標。比利時也是歐盟超低建筑發展迅速的國家之一，該國已將被動式超低能耗建筑要求納入到建筑節能法規中大力推廣，且成效顯著。在對德國弗萊堡麗瑟菲爾德（Rieselfeld）生態城區、海德堡列車新城（Bahnstadt Heidelberg）、比利時布魯塞爾（Brussels）等地區的典型超低能耗建筑和綠色建筑項目進行實地考察（圖1），并與相關單位進行座談的基礎上，本文對歐洲超低能耗綠色建筑發展現狀與趨勢進行了總結，并對我國相關工作推動提出了具體建議。

2 歐洲超低能耗建筑和綠色建筑發展現狀與趨勢

2.1 發展超低能耗建筑已成普遍趨勢

在歐洲，以“被動房”為代表的超低能耗建筑、近零能耗建筑發展已是一種普遍趨勢。一方面，隨著超低能耗建筑技術發展和成熟應用，單體建筑規模逐步擴大，起步時以中低層小型項目為主，發展至今已有很多大型公共建筑案例（圖1）。另一方面，逐步實現了由單體建筑的試點示范向區域規?；苿拥倪^渡。例如，比利時從2006年開始推動被動房項目建設，2011年起出臺了引導政策，對被動房項目示范項目給予100歐元/m2的補貼，數量和面積逐年迅速增加，并于2015年起強制要求新建建筑全面執行“被動房”標準，實現了規?；茝V（圖2）。截至2018年底，首都布魯塞爾已有約139萬m2的被動房。德國海德堡列車新城等新建城區的新建建筑項目也全部按照超低能耗建筑標準進行建設。

2.2 建筑能效水平不斷提升

在推廣以“被動房”為代表的超低能耗建筑的基礎上，歐洲新建建筑能效水平還在不斷提高，逐步開展了 “零能耗建筑”、“產能建筑”等技術體系的示范應用。同時，越來越多的既有建筑改造為低能耗或超低能耗建筑，并已成為城市傳統工業區或低收入家庭聚集區更新建設的亮點，為老舊城區發展提供了新的契機，顯著改善了低收入家庭居住環境，吸引了優秀企業、人才的入駐。例如，布魯塞爾Linné-Plantes項目通過一體化設計方法，將兩棟老舊建筑改造成為滿足被動房標準要求的經濟適用房公寓和幼兒園（圖3），使空間規劃、采光、通透性融合在一起，重新賦予了建筑與環境新的聯系，被稱為布魯塞爾“可持續建筑建造和可持續性既有建筑改造最佳案例”。在超低能耗建筑技術應用方面，該項目從圍護結構入手，將外立面除結構以外全部拆除，重新安裝了木結構的夾心保溫裝飾盒（圖4～6），填充了300mm的纖維素棉。同時，項目加大了可再生能源的利用比例，公寓南向立面安裝了太陽能光伏板，屋面安裝了太陽能集熱板，并設置了熱回收效率為90%的新風系統。此外，項目在地下室和上部主體還采取了熱橋隔斷的措施（圖7）。通過綜合采用上述技術措施，改造后的公寓樓采暖需求由原來的160kWh/m?·a下降到了13kWh/m?·a（被動房規劃設計軟件包PHPP計算），幼兒園的年熱能需求由50 000kWh下降到5900kWh。

圖1 比利時被動房項目單體規模逐步增加

圖2 比利時被動房項目逐年迅速增長情況

圖3 項目改造前后對比

圖4 窗戶與木質夾心保溫結構一體化裝飾板的節點

圖5 木質夾心保溫結構一體化裝飾板

圖6 外窗安裝

圖7 地下室頂板及延伸保溫

圖8 內部安裝防水隔氣膜

圖9 形式多樣的外遮陽

圖10 獨立承重的斷熱橋鋼結構陽臺

2.3 理論和技術應用不斷成熟

歐洲超低能耗建筑和綠色建筑領域已形成比較成熟的理論和技術體系，包括有較完善的產業支撐、高性能材料、綠色高效的施工工藝等。相關技術應用強調以結果為導向，并非簡單的技術堆砌，而是講求因地制宜和精細化設計，實現途徑和技術體系靈活多樣，產品和工藝選擇也不唯一。以外窗防水和氣密膜安裝工藝為例，項目會根據窗戶的安裝位置、所在地區的氣候條件選擇合適的防水膜和氣密膜的安裝方式（圖8）。同時，歐洲超低能耗建筑普遍采用外遮陽，具體形式多樣，充分考慮了建筑特征和周邊地域環境（圖9）。由于德國、比利時的抗震設防要求與我國不同，且大多數住宅為中低層建筑，因此獨立承重的斷熱橋鋼結構陽臺構件也被廣泛應用（圖10）。

2.4 相關技術統籌應用

首先，在單體建筑技術應用方面，歐洲推動超低能耗建筑發展的同時，綠色建筑技術、裝配式技術、綠色建材等相關理念和技術也同時貫穿于設計和建設的各個環節，實現了協同應用。因此，很多超低能耗建筑可以同時滿足DGNB（Deutsche Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen，德國可持續建筑評估體系）、BREEAM（Building Research Establishment Environmental Assessment Method，英國建筑研究院環境評估方法）等綠色建筑標準要求。布魯塞爾環境署大樓就是各類綠色技術統籌應用的典型代表，其建筑面積16750m2，是歐洲最大的被動房項目之一，同時也獲得了英國綠色建筑BREEM“杰出”等級認證（BREEAM-Excellent certified）。為滿足被動房要求，該項目體型緊湊，外墻采用三明治夾心保溫板保溫體系，保溫材料為20cm的巖棉，中庭玻璃幕墻采用雙層玻璃，其他垂直部位的玻璃幕墻為三層玻璃。大樓設有內外活動遮陽，外遮陽可以根據風、光、雨的環境變化自動開啟或關閉，當室內溫度超過26℃時，外遮陽會自動降下（圖11）。同時，大樓采暖制冷采用地源熱泵系統，屋面有366塊太陽能光伏板（圖12），總面積為660m2，年產能量為88 000kWh，占建筑總用電量的18.5%，相當于建筑內所有計算機用電量之和。該項目除致力于提升建筑能效水平外，還采用了中庭采光、雨水收集、節水器具、可再循環利用材料、無障礙設施、智能監控等綠色技術，確保了建筑整體的綠色水平。

在區域建設方面，歐洲十分注重區域設施設備建設與單體建筑技術應用的統籌銜接。例如，德國麗瑟菲爾德生態城區和海德堡列車新城在規劃建設過程中，既注重區域綠色生態技術的應用，也十分關注為建筑的綠色化提供基礎與條件。麗瑟菲爾德生態城區在整個區域都建立了完善的雨水收集設施（圖13），為單體建筑雨水收集利用創造了條件。此外，兩個生態城區均在綜合考慮區域建筑規模和用能需求的基礎上，建立了與單體建筑項目供熱需求相匹配并可直接應用的集中供熱設施，從而提升了能源利用效率。

圖11 自動外遮陽

圖12 屋面光伏板

圖13 麗瑟菲爾德生態城區綠色雨水設施

2.4 注重以人為本

建筑是人類生活和工作的主要空間。歐洲的超低能耗建筑、綠色建筑在提升建筑自身綠色水平的同時，還將以人為本作為基本的設計理念。如比利時布魯塞爾環境署大樓首層多功能廳采用了五顏六色的座椅（圖14），避免了建筑深色系內飾帶來的壓抑感。二層是信息中心、培訓教室和咖啡餐廳，首層和二層對公眾開放且易于到達（圖15），不影響在3～7層工作的員工。對于盲人或有視力障礙的人士，該項目還配備了自動語音提示電梯和出口門等無障礙設施。

此外，歐洲很多項目十分注重對人綠色節能行為的引導，以此提升建筑能效水平。如布魯塞爾貝勒維（Belle-Vue）啤酒廠超低能耗改造項目在初始投入運營時，節能效果顯著，運營成本較低。但隨著酒店客房入住率的攀升，運營費用增加了一倍，一方面是由于入住率增加帶來了能耗的增加，另一方面是由于住客并不了解該建筑為低能耗建筑，存在隨意開窗等不節能行為。因此，運營單位在酒店的客房和公共走廊都設置了標識（圖16），對建筑的低能耗建筑技術和特點進行說明，以此引導住客的綠色節能行為。

圖14 布魯塞爾環境署大樓多功能廳彩色座椅

圖15 布魯塞爾環境署大樓二層公共空間

3 推動我國超低能耗建筑和綠色建筑的建議

3.1 超低能耗建筑推動建議

與國際領先水平相比，我國超低能耗建筑起步較晚，理論和標準體系初步建立，還需進一步的研究、驗證和完善；設計正由規定性設計向性能化設計轉變，尚有許多設計理論與方法需進一步完善；工程的實際應用效果還需進一步跟蹤、監測和評估；產品體系和工藝相對單一，施工工藝和水平、產品質量性能還需進一步提升。為促進我國超低能耗建筑發展，提出以下建議。

（1）加大基礎理論研究和計算工具的開發

以氣候特征和自然條件為基礎，超低能耗建筑通過利用自然通風、自然采光、太陽能輻射和室內得熱等各種被動式技術，并與建筑圍護結構高效節能技術相結合最大限度降低建筑采暖制冷需求，同時通過高效熱回收新風技術、采暖制冷系統和可再生能源利用為建筑提供輔助采暖制冷。該類建筑以超低能耗滿足室內環境舒適性要求，最大限度降低了對傳統主動式機械采暖和制冷系統的依賴。目前，國內主要借鑒了歐洲以“被動房”為代表的超低能耗建筑理念、標準和理論，但在這方面基礎理論的研究還比較薄弱，積累不足，特別是對超低能耗建筑在高氣密性、超低負荷特性下，有關空間形態特征、熱濕傳遞、熱舒適性、新風及能源系統的最優運行模式等各參數間的規律和耦合關系等基礎理論的研究還比較缺乏。此外，國內還比較缺乏完全能滿足實際設計需求且簡易準確的計算模擬軟件，特別是濕熱模擬分析、熱橋模擬分析等精細化設計所需的軟件，大部分依賴國外進口軟件，因此需要這方面加大投入和研究。

（2）推動既有建筑超低能耗節能改造

我國目前超低能耗建筑還是主要聚焦于新建建筑，對于量大面廣的既有建筑，囿于成本原因鮮有涉及。歐洲正在大力推動將公共建筑改造為低能耗建筑或超低能耗建筑，此類項目將綜合考慮氣候條件、經濟成本和實際項目的技術條件等因素，優化設計方案以達到最低能耗的目標。目前，將既有建筑改造為低能耗或超低能耗已成為許多歐洲城市傳統工業區或平民聚集區進行城市更新的重要內容和亮點之一。我國目前同樣也面臨著城市更新、老舊小區改造等方面的挑戰與任務，可以積極探索既有建筑改造成超低能耗的標準和技術路線，并推動公共建筑的率先垂范。

（3）加強超低能耗建筑產品研發、標準建設和產業的發展

超低能耗建筑技術并非高不可攀的前沿技術，而是原材料好、加工工藝水平高、耐久性好的適應性技術，這些技術在國外已是非常成熟的技術。國內經過近十年超低能耗建筑的推廣，產品體系不斷豐富，產業鏈不斷完善，比如高性能外墻保溫系統、低傳熱系數高氣密性長壽命的門窗系統等，但與國際先進水平相比，我國在該領域還存在產品線單一、性能不穩定、缺乏系統性解決方案等問題。一些關鍵技術和產品，如降低熱橋的預制構件、干掛幕墻和應用于裝配式夾芯保溫體系中的斷熱橋拉接件、轉接固定件、門窗密封的纖維加強材料、防水隔汽材料、屋面防水隔汽系統、高效熱回收的新風系統中熱濕交換的膜材料等，還依賴于進口。因此，一方面需要進一步加強國產產品的研發，特別是標準化、工業化預制構件和配件的研發以降低建造成本，另一方面需加強對產品安裝配套工藝及配套材料的研發，實現系統性的解決方案。在產品研發的基礎上，還需加強標準和圖集編制，指導工程應用。

（4）加強宣傳和技術培訓

在職業技術培訓系統比較健全的歐洲國家，對超低能耗建筑的技術宣傳和培訓依然非常重視。比利時在2015年出臺強制性建設“被動房”法規前，許多開發、設計、施工單位對被動房的技術并不了解，主要通過行業協會對人員的培訓，逐步使從業人員熟悉掌握了相關技術要求和應用方式。目前，我國可嫻熟掌握超低能耗建筑設計方法的設計人員還很缺乏，施工人員則大多是未受過正規職業培訓的農民工。因此，需要加大宣傳培訓的力度，利用線上線下平臺、交流會、研討會、講座等多種手段形式，不斷提高人們對超低能耗建筑理念、技術、標準的認識，通過持之以恒、系統化的技術培訓加強全產業鏈的人才培養和龍頭企業的培育，實現建筑節能產業的升級換代。

圖16 布魯塞爾Belle-Vue 啤酒廠超低能耗改造項目低能耗建筑特點介紹標識

3.2 綠色建筑推動建議

（1）推動相關技術統籌應用，更加注重效果

與我國相似，歐洲在推動綠色建筑發展的同時，也十分注重超低能耗建筑、綠色建材和裝配式建筑技術的推廣應用，倡導項目根據自身情況和周邊地域環境特點，通過精細化設計，遵循宜用則用，不宜用則棄的原則，以實現項目經濟環境效益最大化為目標，推動不同技術的融合應用和合理銜接。目前，我國各項工作的推動還缺乏統籌，國家和很多地方都采用“一刀切”的方式，對裝配式建筑、綠色建材等綠色建筑相關技術提出了應用比例要求，技術協調和銜接并不順暢，導致很多項目都為了完成不同的目標任務，機械地堆砌各類技術，實際綠色生態效果并不明顯。因此，建議我國在相關工作推動過程中還應加強統籌，明確綠色建筑、超低能耗建筑、綠色建材和裝配式建筑等不同技術要求之間的銜接關系。同時，綠色建筑評價標準應以性能評價為核心，而非項目是否采用了綠色技術措施為評價依據，使項目有更多自主選擇技術的空間，并倡導由建筑專業主導推動精細化設計和各類技術的統籌應用，提升項目綠色性能。

（2）更加關注經濟性和獲得感，推動市場需求形成

歐洲的綠色建筑不僅注重綠色生態性能的提升，也十分關注經濟性和用戶的實際獲得感。一方面對建筑建造、運營和回收成本進行評估，指導項目有效控制建設和投資風險，通過提高可持續性獲得更大經濟回報，可引導項目實現綠色性能與經濟成本的平衡，激發相關市場主體開展綠色建筑投資建設的積極性；另一方面，十分注重體現社會文化和功能性方面的要求，主要包括建筑舒適度、適用性和人文關懷等方面指標，有效提升了用戶的實際獲得感和歸屬感，推動綠色建筑市場需求的形成。我國綠色建筑發展可借鑒歐洲經驗，在評價標準制定過程中更加注重體現經濟性和建筑適宜性、舒適性方面要求，使用戶可以更加直接地感受到綠色建筑在節能減排和健康舒適方面的作用，同時也使投資建設單位更加明確綠色建筑的收益情況，推動綠色建筑供需市場形成，使我國綠色建筑發展由政府主導向市場引導轉變。

（3）與區域綠色化銜接，提升整體綠色水平

規?；苿泳G色建筑在歐洲已成為普遍趨勢，尤其在很多新建城區。但建筑并不孤立存在，其建設需要依托于周邊環境，建筑綠色化無法脫離其所在的區域綠色生態水平，只有加強兩者銜接才能更好地提升綠色發展水平。因此，我國在新區規劃建設過程中，應借鑒德國麗瑟菲爾德生態城區和海德堡列車新城的建設經驗，結合區域內綠色建筑的建設規模，充分考慮其對集中供熱、雨水收集、再生水處理等綠色公共設施運營服務能力的需求，提前謀劃，統籌建設，以提升總體綠色發展水平。目前，江蘇、浙江等地已開展了綠色建筑專項規劃的編制，并與區域總規、控規，以及能源利用等專項規劃實現了有效銜接，其經驗值得借鑒。

4 總結

超低能耗建筑和綠色建筑已成為建筑領域發展模式變革的必然趨勢。在充分借鑒國外典型國家發展經驗的基礎上，我國應結合自身實際情況，創新體制機制和推動模式，探索適宜的發展道路，不斷提升建筑的資源能源節約水平，從建筑領域滿足人民日益增長的美好生活需要。