我國(guó)建筑存量巨大，現(xiàn)有建筑面積已超過(guò)600億平方米，且每年還在新增約20億平方米。這些建筑能耗極高，根據(jù)住建部數(shù)據(jù)，全國(guó)老舊小區(qū)共有近17萬(wàn)個(gè)，建筑面積約40億平方米。這些舊住宅小區(qū)主要集中于一二線城市的老城區(qū)，很難拆除，房屋改造翻新是提升居住質(zhì)量的最佳選擇。

據(jù)長(zhǎng)江證券測(cè)算，僅全國(guó)40億平方米老舊小區(qū)改造的投資額，就達(dá)萬(wàn)億以上。針對(duì)舊改、局改萬(wàn)億市場(chǎng)份額，在地產(chǎn)形勢(shì)持續(xù)低迷的大背景下，材料企業(yè)似乎都把目光瞄準(zhǔn)到了舊改市場(chǎng)這塊蛋糕。

今天就和各位了聊一聊既有建筑節(jié)能改造這個(gè)話題。

既有建筑低碳改造技術(shù)指南

注：上圖內(nèi)容來(lái)自《既有建筑低碳改造技術(shù)指南》

對(duì)于低碳或者零碳建筑來(lái)講，與新建筑相比，既有建筑改造在減碳的落地實(shí)施過(guò)程中受到更多的束縛。

從目前來(lái)看，在既有建筑改造的實(shí)踐中，既有提質(zhì)增效的升級(jí)，又有改變功能用途的重生。那么，改造后的低碳建筑長(zhǎng)啥樣？如何實(shí)現(xiàn)近零碳？

北京未來(lái)設(shè)計(jì)園區(qū)在改造過(guò)程中，采用地源熱泵功能、智慧能源管理平臺(tái)等多種手段，成為老舊廠房利用碳中和技術(shù)的代表項(xiàng)目。

一、案例1：1982年裝配式建筑獲“新生”綜合節(jié)能率達(dá)61%

在北京西城區(qū)南禮士路62號(hào)院內(nèi)，有一個(gè)灰白色12層高的北京建院C座科研樓，“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”十個(gè)大字覆蓋了整個(gè)樓體。這座樓宇始建于1982年，從表面上看不出有什么特別之外，但在經(jīng)歷低能耗、環(huán)境優(yōu)化、可再生能源利用、室內(nèi)外舒適度等多方面性能提升后，成為國(guó)內(nèi)典型的超低能耗的既有建筑改造項(xiàng)目。

設(shè)置約300平方米光伏發(fā)電板

C座科研樓的結(jié)構(gòu)體系是上世紀(jì)80年代的裝配式建筑，梁、板、柱全部為裝配式，為裝配整體式預(yù)應(yīng)力板柱體系，也是我國(guó)現(xiàn)存的唯一一棟該體系的高層建筑。經(jīng)過(guò)近30年的使用，這座樓宇出現(xiàn)設(shè)施老化、結(jié)構(gòu)安全等諸多問(wèn)題。在改造中，北京建院以低碳、綠色化改造為目標(biāo)，減少大拆大建，保留原主體結(jié)構(gòu)和墻體，形成主動(dòng)式+被動(dòng)式的改造方案。

早在2016年，C座科研樓在結(jié)構(gòu)檢測(cè)中被判定為危樓，而預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)無(wú)法直接加固，北京建院通過(guò)其自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的小型屈曲約束支撐（BRB)結(jié)構(gòu)，對(duì)主體建筑進(jìn)行抗震加固，延長(zhǎng)建筑的使用壽命。

作為辦公建筑，C座科研樓人員較密集，新風(fēng)需求量較大，為此設(shè)置新風(fēng)熱回收，也就是在系統(tǒng)方案中利用熱回收技術(shù)對(duì)排風(fēng)的余冷余熱進(jìn)行利用，同時(shí)按照北京市被動(dòng)式超低能耗綠色建筑的相關(guān)指標(biāo)要求，全熱熱回收段焓效率（全熱效率）不低于75%，實(shí)現(xiàn)較高的節(jié)能減排效果。

同時(shí)，在南禮士路62號(hào)院內(nèi)設(shè)置約300平方米的光伏發(fā)電板，所發(fā)的電用于大樓使用；屋面光伏系統(tǒng)全年發(fā)電量可滿足節(jié)能的需求。

實(shí)現(xiàn)綠色低碳建設(shè)目標(biāo)

C座科研樓改造完成投入使用后，通過(guò)智慧建筑管理平臺(tái)，實(shí)時(shí)掌握大樓的運(yùn)行情況。

C座科研樓建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)采用物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)、分布式控制系統(tǒng)，就地控制為主、集中控制為輔，對(duì)建筑物內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)行監(jiān)控，涵蓋對(duì)樓內(nèi)冷熱源系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、空氣凈化系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、空氣品質(zhì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。

值得一提的是，C座科研樓建筑能效監(jiān)管系統(tǒng)是通過(guò)實(shí)時(shí)能耗監(jiān)測(cè)、分析、改進(jìn)實(shí)現(xiàn)能源的自動(dòng)管理，實(shí)現(xiàn)綠色低碳的建設(shè)目標(biāo)。高效的圍護(hù)結(jié)構(gòu)給大廈運(yùn)維提供了較好的基礎(chǔ)條件，通過(guò)屋面氣象站實(shí)時(shí)獲得室外數(shù)據(jù)，調(diào)整大樓的遮陽(yáng)、空調(diào)、新風(fēng)、照明，以滿足人員活動(dòng)需求。

此外，C座科研樓內(nèi)所使用的材料以綠色材料為主，包括為員工配置的服務(wù)設(shè)置、建筑空間改造、家具配置，充分考慮建筑的使用者的感受。

通過(guò)智慧建筑管理系統(tǒng)，這座樓宇的空調(diào)節(jié)能率達(dá)到57%，照明系統(tǒng)節(jié)能率達(dá)到75%，綜合節(jié)能率達(dá)到61%，滿足設(shè)計(jì)之初的節(jié)能目標(biāo)，尤其是通過(guò)光伏發(fā)電、空氣源熱泵、熱回收系統(tǒng)，最大限度地利用可再生能源。

據(jù)悉，C座科研樓取得了國(guó)家綠色建筑三星級(jí)、美國(guó)綠色建筑LEED鉑金級(jí)、美國(guó)健康建筑WELL鉑金級(jí)證書等榮譽(yù)，為既有公共建筑、低效樓宇的高性能化節(jié)能性改造工作提供了新的思路和技術(shù)路線方法。

二、案例2：加持碳中和技術(shù)老銅牛廠蝶變未來(lái)設(shè)計(jì)園區(qū)

在北京城市副中心的張家灣設(shè)計(jì)小鎮(zhèn)，昔日的北京銅牛廠經(jīng)過(guò)騰籠換鳥，由老廠房蝶變成為工業(yè)風(fēng)兼具現(xiàn)代藝術(shù)感的北京未來(lái)設(shè)計(jì)園區(qū)。

北京未來(lái)設(shè)計(jì)園區(qū)在改造過(guò)程中探索綠色可持續(xù)發(fā)展，采用地源熱泵功能、智慧能源管理平臺(tái)等多種手段，成為老舊廠房利用碳中和技術(shù)的代表項(xiàng)目。

從舊廠房到綠色、智慧場(chǎng)景

北京未來(lái)設(shè)計(jì)園區(qū)一期在2020年12月亮相，是存量建筑更新的標(biāo)桿之作。

而早在2002年，北京銅牛廠入駐張家灣工業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)。2013年，伴隨非首都功能疏解和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，其生產(chǎn)線外遷。2019年12月，北京建院作為首批企業(yè)簽約入駐張家灣設(shè)計(jì)小鎮(zhèn)，與北京通州投資發(fā)展有限公司、北京銅牛股份有限公司三方合作，在銅牛地塊先行啟動(dòng)北京未來(lái)設(shè)計(jì)園區(qū)項(xiàng)目。

北京未來(lái)設(shè)計(jì)園區(qū)是張家灣設(shè)計(jì)小鎮(zhèn)的示范樣板工程，構(gòu)建綠色、智慧、共享的多元活力場(chǎng)景。北京未來(lái)設(shè)計(jì)園區(qū)一期共1.3萬(wàn)平方米，在改造中，沒(méi)有大拆大建，而是尊重園區(qū)現(xiàn)有規(guī)劃格局、建筑空間和工業(yè)建筑特征，對(duì)老廠房進(jìn)行保護(hù)性利用，成為工業(yè)風(fēng)十足的現(xiàn)代化辦公空間。

北京未來(lái)設(shè)計(jì)園區(qū)一期利用多種碳中和技術(shù)。比如，采用LED光源，提高照明效率，降低電能消耗；采用光感照明調(diào)節(jié)技術(shù)，室內(nèi)照明隨室外自然光調(diào)節(jié)，降低電能消耗。

在智慧管理平臺(tái)方面，采用智能化設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，有效提高設(shè)備運(yùn)行效率；采用智能化能源管理系統(tǒng)，對(duì)冷熱電等不同能源進(jìn)行分類計(jì)量，對(duì)照明、電梯、風(fēng)機(jī)、水泵等進(jìn)行分項(xiàng)計(jì)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)能源消耗進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)。

分層空調(diào)、空氣源熱泵供熱供冷

由于老舊廠房具有空間高大的特性，北京未來(lái)設(shè)計(jì)園區(qū)在改造中采用分層空調(diào)氣流組織形式，以提高通風(fēng)效率，減少供冷量和送風(fēng)量。

園區(qū)新風(fēng)控制則是通過(guò)二氧化碳濃度監(jiān)測(cè)進(jìn)行調(diào)節(jié)。其中，根據(jù)室內(nèi)二氧化碳濃度監(jiān)測(cè)值，實(shí)現(xiàn)中央街可變新風(fēng)量的控制模式，以及開(kāi)場(chǎng)辦公區(qū)新風(fēng)換氣機(jī)啟停的控制。新風(fēng)系統(tǒng)還設(shè)有排風(fēng)熱回收裝置，在制熱工況下，焓效率（全熱效率）>55%，溫度效率>65%。

在可再生能源應(yīng)用上，園區(qū)采用空氣源熱泵供熱供冷。未來(lái)，園區(qū)擬采用分布式光伏發(fā)電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自發(fā)自用余電上網(wǎng)，提高可再生能源占比；擬采用直流微電網(wǎng)技術(shù)，降低能源轉(zhuǎn)換損耗，提高能源利用率。此外，園區(qū)擬設(shè)置可視化碳足跡展示平臺(tái)，實(shí)時(shí)顯示碳排放及碳中和數(shù)據(jù)等。

三、既有建筑中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造的全面策略

既有建筑中央空調(diào)設(shè)備和系統(tǒng)的綠色改造主要可從以下幾個(gè)方向著手進(jìn)行，包括：能耗分項(xiàng)計(jì)量和能源智能化管理改造、空調(diào)冷熱源機(jī)組和輸配設(shè)備改造、智能化控制升級(jí)改造、余熱回收裝置和蓄冷蓄熱系統(tǒng)改造等。但傳統(tǒng)的高效機(jī)房和蓄冷蓄熱系統(tǒng)主要關(guān)注局部設(shè)備的節(jié)能高效，無(wú)法解決整個(gè)系統(tǒng)的節(jié)能問(wèn)題。

樓控系統(tǒng)在改造項(xiàng)目中的作用

1.提升能源效率：通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控和分析建筑的能源使用情況，能源樓控系統(tǒng)可以精準(zhǔn)地調(diào)控能源的分配和供應(yīng)，確保能源的高效利用，減少浪費(fèi)。

2.優(yōu)化建筑性能：系統(tǒng)通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)建筑內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，如溫度、濕度、光照等，創(chuàng)造更舒適、健康的室內(nèi)環(huán)境，同時(shí)提高建筑的整體性能。

3.實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)：通過(guò)對(duì)末端能耗的監(jiān)測(cè)和按需供給的策略，能源樓控系統(tǒng)有助于建筑實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)，降低運(yùn)營(yíng)成本。

4.智能化管理：集成的管理平臺(tái)使得建筑管理者能夠輕松監(jiān)控和控制建筑的各個(gè)系統(tǒng)，包括能源產(chǎn)生、冷熱平衡、智能照明等，實(shí)現(xiàn)智能化管理。

5.延長(zhǎng)設(shè)備壽命：通過(guò)優(yōu)化設(shè)備的運(yùn)行模式和減少不必要的能耗，系統(tǒng)可以延長(zhǎng)建筑內(nèi)設(shè)備的使用壽命，減少維修和更換的頻率。

6.增強(qiáng)可持續(xù)性：能源樓控系統(tǒng)的應(yīng)用是推動(dòng)建筑向綠色、可持續(xù)發(fā)展的重要手段，有助于減少建筑對(duì)環(huán)境的影響。

隨著國(guó)內(nèi)針對(duì)超低能耗建筑領(lǐng)域的政策數(shù)量大幅度提升，各省的補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)不斷出臺(tái)，國(guó)內(nèi)各地的超低能耗建筑項(xiàng)目日益增多，相對(duì)的建造過(guò)程中施工管理人員的人才缺失情況也是逐漸的凸顯出來(lái)。

作為施工方案的主要實(shí)現(xiàn)者，現(xiàn)場(chǎng)的施工管理人員及相關(guān)的產(chǎn)品安裝調(diào)試人員的專業(yè)素養(yǎng)顯得尤為重要；我們單位作為目前國(guó)內(nèi)最大的被動(dòng)房人員和技術(shù)交流平臺(tái)，最近經(jīng)常有設(shè)計(jì)師向我們大吐苦水，在國(guó)內(nèi)，找到一支專業(yè)的被動(dòng)房全過(guò)程施工團(tuán)隊(duì)很是困難，在一些被動(dòng)房相關(guān)的專業(yè)施工部位，一些簡(jiǎn)單的技術(shù)交底都無(wú)法完成，一方面大大增加了設(shè)計(jì)師的工作任務(wù)，另一方面也導(dǎo)致工程質(zhì)量達(dá)不到預(yù)期的目標(biāo)。