为了更好地执行中德合作项目“既有建筑节能改造”中产业合作部分工作内容，笔者有幸作为项目执行单位中国建筑材料科学研究总院考察团成员不久前赴德国进行了节能建筑与产品的调研。德国的建筑节能经历了一个循序渐进的过程，1995年颁布保温法（WschVo1995）中规定建筑供热能耗为110kwh/m2a，2002年颁布节能法（EnEV2002）中规定供热能耗75kwh/m2a，现在正在积极发展低能耗和超低能耗房屋如太阳能被动式房屋（供热能耗为15kw.h/m2a）等，以零能耗、零排放住房为未来目标。笔者将德国三种最为典型的节能建筑介绍给大家。
日光温室
此日光温室建于1994年，目前已运行12年，它模仿向日葵的原理，可以根据阳光的角度进行旋转；旋转角度可达到400度。此建筑主体为圆形木质结构。建筑的旋转装置运用轴承+滚珠的原理，以利用最少的能量进行旋转，耗电低。向阳面主体为玻璃幕墙，并结合真空集热管、太阳能集热器等设备以利用太阳能；背光面为保温墙体。夏天时玻璃幕墙背光，随太阳转动；冬天时玻璃幕墙向阳，随太阳转动。房屋和顶部太阳能集热器分别转动，太阳能集热器每天随着阳光角度不同而转动，房屋根据季节和阳光角度不同而转动。
顶部的太阳能集热器发电量是房屋总电耗的5～6倍。该建筑建造时遵循的原则为：尽量用再生能源、所有电器不使用时处于待机状态，有3个类似原理建成的建筑。
万板被动房屋
通过这次考察，我们接触到一个全新的节能概念——“被动房屋”，被动房屋意味着房屋基本不需要去主动供应能量，每年单位面积供热能耗仅为15度电，远远低于目前德国的标准75度电。
在德国，被动房屋的发展已经历了十几年。德国在上个世纪九十年代末建立了第一个真正的被动房屋，目前，德国已有4000~6000单元房为被动房屋。
此建筑建于1999年，为德国第一家被动房屋多户住宅，每户为90平方米的三居室，主体为木质结构每平米供热能耗仅为15kwh/年。此房屋建筑成本仅比普通房屋高7%%，运行成本非常低，利用太阳能供热，供电可自给自足，2004年全年一户的供暖、供水、供电仅为114欧元，房屋增量成本回收期为10年～12年。该房屋所采取的技术措施有：房屋朝南；楼间距大，保证阳光照射；采用了外墙保温系统；屋面保温与外墙相同；内墙用了隔火板；门窗采用三层玻璃，白色隔热框，玻璃镶嵌在木质结构中，使用白色密封条。地面一层与地下室之间采用40厘米PU保温；供电、供暖、供热、供水等管理也采取了保温措施。
通风系统采用板式换热器。如外部空气为-20℃，进入到房间的空气为16℃，不需要开窗换气，节省能源1/5。在室内能源方面，各种放热全部利用于建筑，内部取能提供50%%的能源。
Energon被动房屋
我们参观了被动房屋研究所，该研究所成立以来一直致力于被动房屋的研究和设计，还为德国被动房屋颁发证书，并建立了德国被动房屋数据库网站。目前德国一工程师正在中国建被动房屋，如果将来建成，他们也希望可以将数据传给他们，可在网上公布。据悉，为使房屋达到低能耗，被动房屋应从保温性能、三层玻璃、通风系统的热回收率、围护结构的气密性好、防止热桥效应五个方面进行控制。通过以上几个方面，达到被动房屋最终的基本衡量指标。
该研究所还给出了以下几个人们容易忽视的问题：如外墙保温，德国冬天平均最低温度为-5℃，根据德国标准规定EPS厚度≥15厘米，但通常20厘米最为保险。其次是，防止热桥和霉斑。第三，窗户安装在保温层中，而不是砼层中。窗户玻璃中放入干燥剂，吸蒸馏水用。第四，用膨胀珍珠岩等制成隔热地基。
Ulm的Energon被动房屋是目前世界上最大的被动节能办公大楼，外形为曲面三角形的五层建筑。建筑供暖能耗为15kWh/m2a。此建筑具有以下技术特征：在建筑围护结构方面：结构为砼和木质混合结构；建筑外墙50%为玻璃，光照过强时百叶窗会自动降下；50%%保温外墙。屋面天窗设有自动百叶窗系统，中午光照过强时，会自动闭合。窗户百叶窗自动升降，上部进光，下部闭合。外墙由里向外四厚木板、矿棉保温层、厚木板、防水层、砂浆层组成。楼板由28厘米砼楼板组成，从下向上约10厘米处为预埋管道（通水）通到地下（100米），通过地热和地冷调节水和空气的温度。
屋面、外墙、底层地板、窗户等不同建筑部位保温性能均达到该研究所给出的标准。
据最初设计，此楼每年一次能源消耗为120kwh/m2，通过收集建成以来3年的能耗运行指标，实际值仅为70kWh/m2。
据德国《建筑费用索引》，Energon被动办公楼无论从建筑费用还是运行费用上，都明显低于普通办公大楼，可见，并非节能的被动房屋就意味着高费用。此楼从最初的规划时就进行了优化设计，并选用低造价且有效节能的建材，以达到最终建筑造价低且能耗低的目标。且此楼设备机房的面积仅占房屋总面积的5%，而一般建筑空调等设备占总面积的20%左右。普通办公大楼运行费用为：每月2.5~3欧元/平米（电费）；建筑费用：1200欧元/平方米（毛坯，不含设备）→1800～2000欧元/平方米（装修+暖通等）。Energon被动办公楼：建筑费用：仅1400欧/平米（全部费用），运行费用：每月0.75欧元/平米（电费）。被动房屋还充分利用了太阳能。屋顶有光电设备，膜式太阳能集热板有两种功能：光电转换和屋面密封层。一般光电转化效率：16%；此建筑式太阳能集热板光电转化效率3%～4%。
德国在建筑节能和建筑节能改造方面具有先进方案和理念，我们应根据中国实际情况，借鉴他们的先进经验，推进我国的建筑节能及既有建筑节能改造工作。
