德國(guó)是一個(gè)高緯度國(guó)家，冬天漫長(zhǎng)而寒冷，供暖時(shí)間照慣例是從當(dāng)年的10月1日到第二年的4月31日。即使在夏季，如果出現(xiàn)了極端天氣，驟然變冷的話，室內(nèi)也能隨時(shí)根據(jù)需要供暖。

德國(guó)每年1月的平均氣溫圖，大部分地區(qū)都低于零底

以首都柏林為例，柏林位于北緯52.5度，和中國(guó)最北的漠河只差了不到0.5度，可以說(shuō)比絕大多數(shù)的中國(guó)城市還要更“北”。寒冷的氣候使得“讓每個(gè)家庭用上暖氣”被作為一項(xiàng)國(guó)家大事，暖氣費(fèi)也是家家戶戶的一筆重要開(kāi)支。德國(guó)能源機(jī)構(gòu)從舒適和節(jié)能的角度出發(fā)，向公眾建議的室溫為：臥室為16攝氏度，起居室為20攝氏度，浴室為24攝氏度。德國(guó)《法蘭克福匯報(bào)》的一篇文章說(shuō)，德國(guó)人每月每平方米居住面積的取暖花費(fèi)是1.2歐元，這意味著一個(gè)80平方米的公寓，每月的暖氣費(fèi)用是96歐元，折合人民幣約750元。

供暖需求如此強(qiáng)大，但德國(guó)本身能源十分匱乏，天然氣和煤炭都依賴(lài)進(jìn)口，因此德國(guó)非常注重效率和環(huán)保。德國(guó)的石油幾乎100%依靠進(jìn)口，天然氣80%進(jìn)口，煤的進(jìn)口量也日益增長(zhǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，德國(guó)約有一半的最終能源消費(fèi)用來(lái)生產(chǎn)熱能，其中家庭供暖占熱能消費(fèi)的46%，如何提高熱能生產(chǎn)效率，增加建筑保溫，一直備受關(guān)注。2002年生效的《能源節(jié)約法》就旨在規(guī)范鍋爐等供暖設(shè)備的節(jié)能技術(shù)指標(biāo)和建筑材料的保暖性能等。

德國(guó)的暖氣供給分為集中供暖和獨(dú)立供暖。在前民主德國(guó)地區(qū)，集中供暖占供熱系統(tǒng)的30%，其余為獨(dú)立供暖。在中國(guó)北方，暖氣計(jì)費(fèi)是按照居住面積一次性交一個(gè)采暖季的暖氣費(fèi)，這種“包月”的做法使得很多用戶在使用暖氣時(shí)變得“肆無(wú)忌憚”，很多人出門(mén)后不會(huì)關(guān)掉暖氣，甚至出現(xiàn)了因?yàn)榧依餃囟忍唛_(kāi)著窗戶散熱的現(xiàn)象。這在德國(guó)是無(wú)法想象的在，在德國(guó)，如果下班后忘記關(guān)暖氣，第二天辦公區(qū)的管理人員就會(huì)找上門(mén)來(lái)提醒并警告。

集中供暖在德國(guó)是如何計(jì)費(fèi)呢？

德國(guó)的集中供暖采取分戶熱計(jì)量收費(fèi)，采暖在冬季是一筆不小的賬單。德國(guó)早在1981年就公布了暖氣和熱水計(jì)量收費(fèi)條例,其中包含對(duì)那些不執(zhí)行此條例的房產(chǎn)主的懲罰條款，因而分戶熱計(jì)量收費(fèi)得以在德國(guó)大面積推廣。在德國(guó)，每個(gè)暖氣片上都有一個(gè)調(diào)節(jié)閥，可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)溫度。供暖公司根據(jù)數(shù)據(jù)收費(fèi)，多用多交，少用少交。因此在德國(guó)，人們都習(xí)慣在出門(mén)前或入睡前調(diào)低暖氣用量，如果家里長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)人就直接關(guān)掉暖氣閥門(mén)，這樣既能省錢(qián)也能避免浪費(fèi)。

德國(guó)暖氣片的溫度調(diào)節(jié)閥

再來(lái)看德國(guó)集中供暖的熱力生產(chǎn)。德國(guó)主要采用天然氣和燃油，配合少量的電、煤炭、可再生能源進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn)。過(guò)去，煤炭曾經(jīng)是主要燃料，但由于環(huán)保壓力，德國(guó)超過(guò)75％的新住宅使用天然氣這一相對(duì)清潔的能源，以減少空氣污染。熱力生產(chǎn)企業(yè)往往非常注重生產(chǎn)效率。首先是控制鍋爐大小，現(xiàn)代的鍋爐可以精確控制燃料和空氣的混合比例，使燃料充分燃燒，減少因燃燒不完全而產(chǎn)生的有害氣體。此外還要改良控制系統(tǒng)，通過(guò)合理設(shè)計(jì)煙道、回收預(yù)熱等措施，可以提高能源利用效率。

另外一種就是家庭獨(dú)立供暖。近年來(lái)，隨著科技的發(fā)展，雖然德國(guó)集中供暖系統(tǒng)依舊發(fā)達(dá)，但個(gè)人供暖的比例在逐年上升。德國(guó)家庭大多數(shù)采用天然氣、燃油等方式采暖。德國(guó)城市許多樓房的地下室設(shè)有一個(gè)天然氣鍋爐，負(fù)責(zé)全樓的暖氣和熱水供應(yīng)。在德國(guó)政府的推動(dòng)下，太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源近年來(lái)在獨(dú)立供暖上應(yīng)用得越來(lái)越普遍。

開(kāi)源還要節(jié)流，供暖的另一面是如何“保溫”

德國(guó)人做了大量冬季房屋熱量損失和研究，對(duì)于提高房屋的密閉性和保溫性推出了很多產(chǎn)品。二戰(zhàn)以后的建筑，屋頂、墻壁和窗戶通常都有良好的密閉隔熱措施。但是在我國(guó)，門(mén)窗的熱損失已經(jīng)占50%以上，很多地區(qū)政府補(bǔ)貼外墻保溫，但是窗戶還是普通的玻璃，尤其為了好看，窗戶越變?cè)酱螅涞卮耙呀?jīng)成為一種時(shí)尚，因此冬天屋里也就越冷，浪費(fèi)的能源也就越多。此外，德國(guó)近年來(lái)不斷出現(xiàn)的綠色建筑為民眾提供了新選擇。比如，德國(guó)被動(dòng)房技術(shù)：被動(dòng)房的外墻和門(mén)窗隔熱功能優(yōu)良，通過(guò)新風(fēng)系統(tǒng)可抽掉污濁廢氣輸入新鮮空氣，即使在沒(méi)有供暖的情況下利用太陽(yáng)儲(chǔ)能蓄熱設(shè)備，也可以保持較舒適的室溫。

被動(dòng)房恒溫組成部件，從左到右依次是：保溫層、被動(dòng)房窗戶、新風(fēng)系統(tǒng)、氣密性、無(wú)熱橋

被動(dòng)房設(shè)計(jì)理念的核心思想在于最大限度地減少建筑的熱量損失。其技術(shù)措施可以歸納為以下幾個(gè)方面：

1、加強(qiáng)建筑維護(hù)體系的保溫性能：

建筑維護(hù)體系主要由外墻、屋面、外窗組成，加強(qiáng)圍護(hù)體系的保溫性能是“被動(dòng)房”建筑設(shè)計(jì)和建造中最為重要的技術(shù)措施。正如人在冬季最重要的御寒手段就是穿上保暖衣服一樣，這是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的道理。而“被動(dòng)房”正是充分發(fā)揮了這一原則。在考慮現(xiàn)有建筑材料的性能和價(jià)格的基礎(chǔ)上，為建筑穿上一件最保暖的外套，并把可能存在的“冷橋”盡量阻隔掉。建筑外墻和屋面是圍護(hù)體系主體，在歐洲目前的“被動(dòng)房”中，外墻和屋面的保溫材料較多地采用XPS擠塑聚苯板以及巖棉等。為達(dá)到“被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)”，所采用的厚度都非常大。

例如：德國(guó)達(dá)姆施塔特建成的第一座“被動(dòng)房”建筑中，外墻采用275mm的EPS聚苯保溫板，其傳熱系數(shù)為0.14；屋面采用了445mm的巖棉保溫，其傳熱系統(tǒng)達(dá)到0.1，在其他已建成的“被動(dòng)房”項(xiàng)目中，外墻和屋面的傳熱系數(shù)通常都在0.1左右。外窗的保溫性能對(duì)玻璃和窗框要求度很高，在不少歐洲國(guó)家現(xiàn)有的建筑中，大多數(shù)采用雙層中空玻璃和斷橋鋁合金的窗框，其傳熱系數(shù)為2.4，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到“被動(dòng)房”外窗的保溫性能要求。目前已建成的“被動(dòng)房”中，建筑外窗通常采用3層中空玻璃以及帶保溫夾層的窗框，其傳熱系數(shù)可達(dá)0.8以下。在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的阻熱性能明顯提高以后，“冷橋”就成為一個(gè)影響圍護(hù)體系保溫效果的重要因素。在現(xiàn)有建筑的設(shè)計(jì)中，“冷橋”也已經(jīng)成為一個(gè)被關(guān)注的問(wèn)題，但是遠(yuǎn)沒(méi)有在“被動(dòng)房”設(shè)計(jì)中那樣盡可能的被避免。在“被動(dòng)房”里，盡量避免“冷橋”存在。

2、提高建筑的氣密性能：

基于“被動(dòng)房”的理念，建筑應(yīng)該是一個(gè)盡量不受室外環(huán)境干擾的獨(dú)立系統(tǒng)。因此，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)該具有可以隔絕室內(nèi)外空氣滲透的功能，這一點(diǎn)在冬季尤為重要，所以，“被動(dòng)房”建筑與室外空氣交換都是通過(guò)可以控制的機(jī)械系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。建筑的氣密性能對(duì)于“被動(dòng)房”非常重要，好的密閉性除了可以降低熱量損失以外，還可以控制室內(nèi)環(huán)境的濕度和保護(hù)建筑結(jié)構(gòu)。

在“被動(dòng)房”建筑設(shè)計(jì)中，不少窗扇都是固定不可以打開(kāi)的，部分可開(kāi)啟窗扇在關(guān)閉時(shí)也要滿足很高的氣密性要求。在“被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)”中有一條不做嚴(yán)格要求但是推薦采用的指標(biāo)，就是在建筑的氣密性測(cè)試中，要求在室內(nèi)外50Pa壓力差的情況下，每小時(shí)的空氣滲透量不能超過(guò)建筑總?cè)莘e的60%，在歐洲各國(guó)的現(xiàn)有建筑中，這一指標(biāo)都還遠(yuǎn)不能達(dá)到要求，通常在200%-400%之間，而在德國(guó)達(dá)姆施塔特建成的第一座“被動(dòng)房”中，這一指標(biāo)僅為30%，有效地減少了冬季熱量的損失。

3、機(jī)械送新風(fēng)并進(jìn)行熱回收

當(dāng)建筑的氣密性能大大提高以后，適宜的通風(fēng)換氣方式對(duì)于“被動(dòng)房”就尤為重要了。要保持室內(nèi)空氣的清潔與健康，必須要滿足一定的新風(fēng)量，在歐洲各國(guó)中，新風(fēng)量的指標(biāo)從室內(nèi)空氣每小時(shí)換氣0.4~0.9次，我國(guó)北京居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的冬季換氣指標(biāo)為0.5次，與歐洲各國(guó)的要求大致相同。在現(xiàn)有建筑中，開(kāi)啟窗戶和門(mén)窗縫隙的滲透是實(shí)現(xiàn)建筑冬季換氣的常用方式，但這樣無(wú)疑會(huì)帶來(lái)大量的熱量損失，并且產(chǎn)生室內(nèi)吹冷風(fēng)的不舒適感。在“被動(dòng)房”中，這一換氣指標(biāo)則完全需要通過(guò)機(jī)械通風(fēng)的方式來(lái)完成，在每套住宅中，室內(nèi)污濁的空氣從廚房和衛(wèi)生間的排風(fēng)口排入風(fēng)管中，新鮮空氣則從起居室和臥室的送風(fēng)口中進(jìn)入房間。

把建筑排風(fēng)中的熱量回收，用以預(yù)熱室外的新鮮空氣并送入室內(nèi)是實(shí)現(xiàn)“被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)”的關(guān)鍵技術(shù)之一，在歐洲目前使用的熱交換器的熱回收效率非常高，可以達(dá)到75%~90%的熱回收率，所以傳統(tǒng)建筑在冬季通風(fēng)換氣損失的熱量在“被動(dòng)房”建筑中很大程度上被避免了。新風(fēng)排風(fēng)熱交換器的體積很小，通常裝在建筑吊頂或者閣樓內(nèi)就可以。由于“被動(dòng)房”建筑對(duì)采暖所需的熱量需求已經(jīng)很少，所以甚至可以通過(guò)新風(fēng)系統(tǒng)來(lái)調(diào)節(jié)房間的溫度，把太陽(yáng)光熱通加相變儲(chǔ)能蓄熱設(shè)備，結(jié)合新風(fēng)供給系統(tǒng)，送入房間就足夠保持設(shè)計(jì)的室內(nèi)氣溫，這樣，建筑內(nèi)就可以完全不用安裝傳統(tǒng)意義的采暖系統(tǒng)了。當(dāng)然，在設(shè)計(jì)者看來(lái)，機(jī)械新風(fēng)的另一個(gè)好處是可以保證空氣的質(zhì)量。在新風(fēng)的處理過(guò)程中，除了可以回收熱量以外，還可以過(guò)濾室外空氣的塵土，控制空氣的濕度，使空氣的質(zhì)量可以比自然通風(fēng)的空氣質(zhì)量大大提高。所以，即使是在非采暖季節(jié)，在不必考慮熱量損失的情況下，有不少建筑師還是堅(jiān)持在設(shè)計(jì)采用機(jī)械新風(fēng)系統(tǒng)。

4、低熱負(fù)荷的采暖方式

通過(guò)上述3方面的措施，“被動(dòng)房”的冬季采暖需求已經(jīng)被降低的程度，只需要很少的熱量即可以達(dá)到室內(nèi)的設(shè)計(jì)溫度，有研究者在“被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)”中提出，“被動(dòng)房”建筑的采暖熱負(fù)荷應(yīng)該低于10W/㎡。這時(shí)候，作為被動(dòng)式建筑的設(shè)計(jì)理念已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了，在這個(gè)基礎(chǔ)上，為建筑提供采暖的熱源就完全可以擺脫對(duì)傳統(tǒng)采暖設(shè)備的依賴(lài)，設(shè)計(jì)者可以充分發(fā)揮想象力利用各種“免費(fèi)”能源來(lái)為建筑提供熱量，比如用太陽(yáng)光熱結(jié)合相變儲(chǔ)能蓄熱設(shè)備為冬季供暖。

德國(guó)舒適的供暖系統(tǒng)源自德國(guó)人的“摳門(mén)”，從法律條例、供暖設(shè)備到房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，再到普通老百姓的生活習(xí)慣，節(jié)能、環(huán)保的觀念貫穿始終。當(dāng)前，德國(guó)正在進(jìn)行能源轉(zhuǎn)型，德國(guó)政府希望減少二氧化碳的排放，削減煤炭的使用。中國(guó)是能源消耗大國(guó)，如何保障老百姓的生活，同時(shí)提高能源效率，要“大方”還是要“摳門(mén)”，或許是我們每個(gè)人都值得思考的問(wèn)題。

被動(dòng)式住宅的基本特征：

1、緊湊的結(jié)構(gòu)和良好絕熱性能：房屋外殼的所有部分都是保溫隔熱的，達(dá)到一個(gè)不超過(guò)0.15 W的傳熱系數(shù)。

2、方向定位和陰暗度的考慮：太陽(yáng)能的被動(dòng)使用在被動(dòng)屋的設(shè)計(jì)上是一個(gè)重要因素。

3、節(jié)能玻璃窗和框架：窗戶（組合的玻璃裝置和框架）應(yīng)該達(dá)到一個(gè)不超過(guò)0.80 W的傳熱系數(shù)。被動(dòng)式節(jié)能住宅的窗戶必須是0.8 W或者更好。建議使用優(yōu)質(zhì)的三層玻璃窗戶。

4、圍護(hù)結(jié)構(gòu)氣密性：透過(guò)不封縫的漏氣量，每小時(shí)必須小于房屋體積的0.6倍。

5、新鮮空氣的被動(dòng)預(yù)熱：通過(guò)地下管道時(shí)土壤換熱，新鮮空氣被帶入房間。即使在寒冷的冬天，新鮮空氣也將被預(yù)熱到5攝氏度以上。高效的廢熱回收，使用了一個(gè)空對(duì)空的熱交換器：大多數(shù)廢氣中的易感熱量被轉(zhuǎn)移到引入的新鮮空氣中（熱回收率超過(guò)80%）。

6、使用可再生能源進(jìn)行熱水供應(yīng)：相變儲(chǔ)能蓄熱設(shè)備與太陽(yáng)能板為熱水提供能量。節(jié)能家用電器，低耗能冰箱、爐灶、冷柜、燈具、洗凈器、烘干機(jī)等等，這些在被動(dòng)式住宅中是必不可少的。

地球上的能量從根本上來(lái)說(shuō)都來(lái)自于太陽(yáng)，能源的利用形式主要包括電和熱兩種，也因之產(chǎn)生了儲(chǔ)電和儲(chǔ)熱兩種技術(shù)。尤其需要關(guān)注的事實(shí)是，熱能占終端能源的消費(fèi)需求高于50%，也就是說(shuō)，儲(chǔ)熱的價(jià)值和發(fā)展空間遠(yuǎn)大于儲(chǔ)電。國(guó)際可再生能源署發(fā)布的儲(chǔ)熱專(zhuān)項(xiàng)報(bào)告《創(chuàng)新展望：熱能存儲(chǔ)》指出，當(dāng)前全球約有234GWh的儲(chǔ)熱系統(tǒng)正在發(fā)揮著重要的靈活性調(diào)節(jié)作用。

隨著可再生能源設(shè)備的逐漸安裝，裝機(jī)發(fā)電量猛增，但真正使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)可再生能源不穩(wěn)定，是一種間隙性能源，不能穩(wěn)定的加入電網(wǎng)，致使很多地方出現(xiàn)了棄風(fēng)棄光的浪費(fèi)能源現(xiàn)象?？稍偕茉幢仨毰浜蟽?chǔ)能才可以有效利用，而儲(chǔ)能主要分為儲(chǔ)電和儲(chǔ)熱兩種。儲(chǔ)電需要很多有色金屬，造價(jià)昂貴。而儲(chǔ)熱的材料很多，可以任意選擇，天帥智能科技研發(fā)的相變儲(chǔ)熱材料儲(chǔ)熱密度高，可以直接轉(zhuǎn)換到供暖終端，提高熱轉(zhuǎn)換效率，因?yàn)槟茉丛谙M(fèi)使用終端75%還是通過(guò)熱能來(lái)實(shí)現(xiàn)的。現(xiàn)在人們普能只重視電池等儲(chǔ)電技術(shù)的使用，卻忽視了儲(chǔ)熱才是低成本、高效率的儲(chǔ)能方式。

在儲(chǔ)電熱度極高的情況下，仍然有公司在堅(jiān)持前行。天帥智能科技股份有限公司投入科研力量多年研發(fā)，推出了天帥智能相變儲(chǔ)能供暖系統(tǒng)，在節(jié)能環(huán)保的同時(shí)，為居民提供低成本清潔供暖，為國(guó)家電網(wǎng)削峰填谷，為可再生新能源解決無(wú)法即時(shí)消納而造成的棄風(fēng)棄光等浪費(fèi)可再生能源的難題。

天帥智能科技股份有限公司相變儲(chǔ)熱技術(shù)研發(fā)方向已經(jīng)覆蓋水儲(chǔ)熱、相變儲(chǔ)熱、固體儲(chǔ)熱、熔鹽儲(chǔ)熱等多種儲(chǔ)熱技術(shù)路徑，依托其高性能的儲(chǔ)能技術(shù)，公司清潔供暖總規(guī)模33830MWh，投運(yùn)規(guī)模3102MWh，在建規(guī)模29928MWh，投運(yùn)項(xiàng)目13個(gè)，在建項(xiàng)目10個(gè)，儲(chǔ)能清潔供暖項(xiàng)目覆蓋：大型樓宇儲(chǔ)能供熱、城鎮(zhèn)小區(qū)儲(chǔ)能供熱、工業(yè)園區(qū)儲(chǔ)能供熱、清潔燃煤供熱機(jī)組儲(chǔ)能供熱、大型可再生能源基地儲(chǔ)能供熱等多種類(lèi)型。

儲(chǔ)熱市場(chǎng)發(fā)展空間廣闊規(guī)模超萬(wàn)億元

儲(chǔ)熱的價(jià)值巨大，在清潔供暖領(lǐng)域，儲(chǔ)熱技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了廣泛應(yīng)用：

1、在居民供暖中實(shí)際效果與運(yùn)行成本在眾多供暖技術(shù)路線中占據(jù)優(yōu)勢(shì)；

2、在工業(yè)用熱領(lǐng)域，在峰谷電價(jià)等配套政策較好的地方，儲(chǔ)熱電鍋爐應(yīng)用于工業(yè)蒸汽領(lǐng)域，成本已經(jīng)可以與燃?xì)庀喈?dāng)；

3、在高溫發(fā)電領(lǐng)域，多個(gè)配套長(zhǎng)時(shí)間低成本熔鹽儲(chǔ)熱技術(shù)的光熱發(fā)電項(xiàng)目已投入運(yùn)行；

4、在火電靈活性改造方面，兩批國(guó)家試點(diǎn)項(xiàng)目中有一半以上采用了儲(chǔ)熱相關(guān)技術(shù)路線；

5、在源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化和多能互補(bǔ)綜合能源服務(wù)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)中，儲(chǔ)熱更是不可或缺。