我國建筑存量巨大，現(xiàn)有建筑面積已超過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)，全國老舊小區(qū)共有近17萬個，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)長江證券測算，僅全國40億平方米老舊小區(qū)改造的投資額，就達(dá)萬億以上。針對舊改、局改萬億市場份額，在地產(chǎn)形勢持續(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)能改造這個話題。

既有建筑低碳改造技術(shù)指南

注：上圖內(nèi)容來自《既有建筑低碳改造技術(shù)指南》

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

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

北京未來設(shè)計(jì)園區(qū)在改造過程中，采用地源熱泵功能、智慧能源管理平臺等多種手段，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號院內(nèi)，有一個灰白色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”十個大字覆蓋了整個樓體。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，也是我國現(xiàn)存的唯一一棟該體系的高層建筑。經(jīng)過近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，形成主動式+被動式的改造方案。

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

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)對排風(fēng)的余冷余熱進(jìn)行利用，同時按照北京市被動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，在南禮士路62號院內(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，通過智慧建筑管理平臺，實(shí)時掌握大樓的運(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，對建筑物內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)行監(jiān)控，涵蓋對樓內(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)是通過實(shí)時能耗監(jiān)測、分析、改進(jìn)實(shí)現(xiàn)能源的自動管理，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，通過屋面氣象站實(shí)時獲得室外數(shù)據(jù)，調(diào)整大樓的遮陽、空調(diào)、新風(fēng)、照明，以滿足人員活動需求。

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座科研樓取得了國家綠色建筑三星級、美國綠色建筑LEED鉑金級、美國健康建筑WELL鉑金級證書等榮譽(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)感的北京未來設(shè)計(jì)園區(qū)。

北京未來設(shè)計(jì)園區(qū)在改造過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、智慧場景

北京未來設(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北京未來設(shè)計(jì)園區(qū)項(xiàng)目。

北京未來設(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、共享的多元活力場景。北京未來設(shè)計(jì)園區(qū)一期共1.3萬平方米，在改造中，沒有大拆大建，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)，對冷熱電等不同能源進(jìn)行分類計(jì)量，對照明、電梯、風(fēng)機(jī)、水泵等進(jìn)行分項(xiàng)計(jì)量，實(shí)現(xiàn)對能源消耗進(jìn)行有效監(jiān)測。

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)控制則是通過二氧化碳濃度監(jiān)測進(jìn)行調(diào)節(jié)。其中，根據(jù)室內(nèi)二氧化碳濃度監(jiān)測值，實(shí)現(xiàn)中央街可變新風(fēng)量的控制模式，以及開場辦公區(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，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，實(shí)時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，無法解決整個系統(tǒng)的節(jié)能問題。

樓控系統(tǒng)在改造項(xiàng)目中的作用

1.提升能源效率：通過實(shí)時監(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)通過自動調(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，同時提高建筑的整體性能。

3.實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)：通過對末端能耗的監(jiān)測和按需供給的策略，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)營成本。

4.智能化管理：集成的管理平臺使得建筑管理者能夠輕松監(jiān)控和控制建筑的各個系統(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.延長設(shè)備壽命：通過優(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，有助于減少建筑對環(huán)境的影響。

隨著國內(nèi)針對超低能耗建筑領(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，國內(nèi)各地的超低能耗建筑項(xiàng)目日益增多，相對的建造過程中施工管理人員的人才缺失情況也是逐漸的凸顯出來。

作為施工方案的主要實(shí)現(xiàn)者，現(xiàn)場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內(nèi)最大的被動房人員和技術(shù)交流平臺，最近經(jīng)常有設(shè)計(jì)師向我們大吐苦水，在國內(nèi)，找到一支專業(yè)的被動房全過程施工團(tuán)隊(duì)很是困難，在一些被動房相關(guān)的專業(yè)施工部位，一些簡單的技術(shù)交底都無法完成，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)。