建筑节能技术对我国的启示

大量文献已对被动房技术要点，如围护结构保温性能，气密性以及热回收新风系统等予以了详细介绍，这里不再赘述。对于被动房的定义，各界说法不一。根据德国被动房协会的定义，被动房是指在保证室内空气质量(DIN 1946)，且无需再循环利用室内回风的前提下， 仅靠热交换后加热或后冷却入室的新鲜空气，即能满足室内热舒适度(ISO 7730) 。依据此原理，在北纬40至60度的中欧地区（包括比利时，瑞士，奥地利，德国及丹麦等）均采用了德国标准，即供热或冷却一次能源年消耗量为15 kwh/m2，总的一次能源年消耗量为120 kwh/m2。北欧地区如瑞典、挪威和芬兰，由于气候寒冷以及对室内空气质量要求较高，因此其供热能耗也相应提高。例如，根据三个不同气候区和建筑面积计算，瑞典对年峰荷供热的要求在10-14 kwh/m2之间(Thullner, 2010)。目前全球范围内，除了德国部分州对公共建筑采用被动房强制标准外，挪威是第一个宣布所有新建改建建筑在2015年执行本国被动房标准的国家。 被动房技术在20年间经历了技术改进及应用范围的拓广。起初由于强调工程参数，对于建筑美学，夏季制冷以及室内空气质量关注不够，且各方对被动房了解不足，因此技术创新的初期市场接受比较缓慢。后期由于政策扶持，设计师及施工人员的经验积累，以及被动房配套设备成本的降低等，如今不分气候区、住宅高度、新建改建，均有了被动房的实践，技术上的障碍已被逐渐消除。

二、研究方法

本文运用技术创新体系TIS，分析被动房技术的市场渗透过程。该研究框架基于进化经济学，由Carlsson和Stankiewicz (1991)提出，认为创新的推广不是简单的科研投入和线性产出，其扩散过程是以技术为中心，不同的利益相关者通过各种网络，围绕技术制定强制性或志愿性政策，通过信息引导等软件措施影响技术的市场占有率。利益相关者、网络和制度构成了技术创新体系的三个主要成分。这三个系统成分的强弱，直接影响了该技术的市场扩散程度，而评价成分强弱的程度则由以下七个系统功能决定。本文评价结果基于国内外文献和专家采访。

三、技术创新体系结构

1、制度及政策

德国为联邦制国家，减缓气候变化政策由中央规划，各联邦州则全权负责具体措施的执行(Power & Zulauf , 2011)。35年间，德国的建筑节能标准经历了多次修改。其第一个围护结构热工性能条例于1977年执行，与欧盟其他国家相比并不严格，如图2所示。其外墙导热系数约为4.7W/m2K，九十年代中期显著提高了标准，该值大幅下降至1.5 W/m2K左右。自2002年推出节能规范以来，联邦政府又频繁于2004、2007、2009进行了更新，近期德联邦参议院(Bundesrat)通过了“节能法修正案(EvEn2014)”，要求2014-2016期间，新建建筑能耗需在2009年的基准上减少25%。德国的节能标准除了提高基准外，逐渐从处方式规范（强调各类建筑材料单项达标）转变到半性能式要求（强调总能耗达标和建筑材料规定），同时标准的更新日渐频繁。从Feist试验第一栋被动房，并倡书建议市政府加以重视以来，德国对被动房的摸索大约经历了15年实践，才在立法上予以支持。除了完善法律外，德国国有复兴信贷银行(KFW)提供的被动房低息贷款，被业界认为是推广的重要手段之一。瑞典为君主立宪制国家，地方政府长期以来享有较高的自主权。北欧由于气候严寒，对建筑保温隔性能的关注较早。1973年石油危机后，瑞典于1975年制定了首个建筑节能法，对外墙导热系数的要求为0.3W/m2K (Smeds , 2004)，是当时全球节能标准最严格的国家。1988年起标准不再对单项建筑围护配件作要求，调整规定总体导热系数的平均值。自2006年起除了小型房屋保留U值选项外，新建改建建筑采用终端能耗性能式指标要求。考虑到气候特点及与其他法规（如通风系统规范）的协调性，瑞典零能耗建筑中心（FEBY）制定了本国的志愿性被动房标准，并在此基础上增加可再生能源指标，以此定义零能耗建筑标准。目前瑞典政府并没有专门针对被动房的资金补助，开发商通过申请其他建筑节能专项基金获得资助。如今新建建筑中，多层建筑有3-4％为认证被动房，别墅为0.5％(Svensson , 2012)，造价仍比一般房屋多5％左右。在不增加成本的情况下，更多的建筑无经认证，但已接近被动房标准。

2、利益相关者和网络

由于两国的政治经济体制不同，各利益相关者在推广技术时所起的作用不同。比如德国非常鼓励政企合作和中小型企业发展，德联邦教育和研究部称，过半的创新经费提供给中小型企业(PRO INNO Europe)，其创建许可申请程序也相应简化。联邦交通、建设与城市规划部(BMVBS)、地方政府、被动房屋协会以及上千个小型房地开发商和设计院，均参与到被动房发展的各个环节。瑞典由于高度的地方自治，大部分被动房属市政公司开发，主要大型设计和工程建造公司如SKANSKA、NCC和PEAB参与其中。隆德大学节能设计方向历史悠久， 则提供教育和技术支持，并参与了瑞典第一个被动房屋的示范设计和项目跟踪。瑞典被动房中心旨在提供政府和企业教育培训、信息推广等。除了官方联盟外，一些非正式的网络也起到积极的推动作用。比如德国BMVBS于2001年建立可持续建筑信息交流平台，供政府、企业和研究单位对节能目标和期望各抒己见。瑞典则在国家和地方政府、政府和企业、公企和私企、能源署和16家主要房地产开发商之间，建立了各类网络以利于沟通对话。增加对话还有益于消除委托代理问题，从而使节能要求贯穿始终。信息推广的其他手段，还包括每年11月中旬的国际被动房日，经住户同意，届时部分被动房对公众开放，以减轻未来消费者对新技术固有的消极情绪。

3、外部因素

德国和瑞典选择了不同的技术推广策略，除了与上述制度因素息息相关外，还与其面对的国内能源安全、国际减排压力、供热等基础设施的发展有关。与可再生能源关注技术竞争和出口不同，建筑行业通常比较本地化。尽管两国目前均是出口型经济，然而被动房技术的开发主要由环保利益驱动。如今德国开始出口其技术及相关配件，但长期来看建筑本土化仍是大势所趋。根据欧盟统计数据(2009年)，德国供热用能中天然气占49%，煤炭(solid fuels)占32%，可再生能源比例大约为8%（2011年为11％），其中天然气和煤炭进口依存度分别在70％和80％以上。2022年的电力脱核计划更对节能提高了要求。在能源安全问题上，瑞典的压力较小，其供热用能中60％以上来自可再生能源，建筑行业在经历1970年代的石油危机后，于1990年代末已基本实现低碳转型，因此目前国家的能源战略主要关注电力脱核和提高生物燃油比例。

四、功能评价及分析

图3为基于TIS的评价结果。鉴于被动房在德国已逐渐成为官方标准，其各功能都相对完善。从创新技术扩散曲线来看（图1），市场仍有从成熟发展到饱和的空间。其企业活动、市场形成、知识扩散和资源构架方面仍有提升空间，欠缺主要表现在人才资源的储备上。因此更多的教育和知识分享将有利于其他功能的增强。瑞典由于在立法和资金扶持方面都没有明确规定，一些大企业拥有意愿和专业知识，但由于政府态度不明确，致使企业发展蓝图的制定受到制约，再加上装配式建筑开发行业联盟的游说反对，使得各功能的表现好坏参半。其市场渗透率的提高有待于明确政府意愿、增加大型示范项目，以及更多教育培训活动。两国推广经验的共同点在于知识开发在早期已成熟，而外溢是一个缓慢的过程，知识的积累和传播长期影响着其他功能的完善。因此创新技术发展过程中，不仅应关注某项功能的完善，也应考虑到各功能之间的相互影响。在不同技术发展阶段，侧重点也应有所区分。功能的完善依靠创新系统的三要素，即制度、利益相关者及网络来实现。如图4所示，在起始阶段，应关注知识和经验的储备功能，企业活动、信息推广、设计和施工人员培训及配件开发，都是为了完善该功能。在技术的发展阶段，各类功能变得错综复杂，重点需关注企业活动，项目朝大型发展来扩大规模效应。在技术成熟阶段，市场的形成则变得更重要，可通过完善立法和资源构架，从而影响企业活动来进一步提高市场渗透率。

五、结论

从两国的被动房发展曲线来看（图1），德国和瑞典分别用了20和10年的时间，才有了显著的市场扩散。同时瑞典的市场渗透率比德国快得多，可见后发优势对增长的贡献是显著的。由于该技术并非传统竞争型，此案例中可利用技术引进和集成学习的后发优势，并借鉴自下而上的推广方式，通过适当政府引导产生规模效应，来达到节能目的。如前所述，无论是通过研发或学习产生的创新，知识的积累和传播都将长期影响其他功能的完善。因此在推广被动房，或是其他类型节能建筑的过程中，除了关注标准的制定，还需认识到它只是创新系统中的一部分，推广策略需顾及更多功能要素，并依据发展阶段适时调整。为提出更有针对性的建筑节能参考政策，下一步工作将对中国案例进行深入研究。