既有建筑節(jié)能改造管理分析

摘要：我國存在大量的既有建筑，其中部分建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)不夠規(guī)范，會(huì)消耗大量的能源，這使得城市能源供應(yīng)壓力變得愈來愈大，對城市可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生了一定制約。在節(jié)能減排受到廣泛關(guān)注的情況下，既有建筑節(jié)能改造也愈來愈受到重視。既有建筑節(jié)能改造并不是單純性地更換節(jié)能設(shè)備，而是一項(xiàng)技術(shù)含量極高的系統(tǒng)性工程，需要對多種節(jié)能技術(shù)進(jìn)行綜合利用?；诖?，本文從技術(shù)角度出發(fā)，對既有建筑節(jié)能改造管理進(jìn)行了綜合性分析，并提出了相關(guān)觀點(diǎn)，以供參考。

關(guān)鍵詞：既有建筑；節(jié)能改造；管理

中圖分類號(hào)：F4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)2095-6363（2017）04-0066-02

1既有建筑概述

既有建筑是一個(gè)相對性的概念，是相對于新建筑而言的，主要可分為三類形態(tài)：1）古建筑。古建筑主要是指存在時(shí)間較長，并具備一定文化價(jià)值及歷史價(jià)值的建筑。通常情況下，古建筑具備較為典型的地域性特征，這些建筑承載了文化傳承的任務(wù)，是需要重視并保護(hù)的；2）舊工業(yè)建筑及舊城區(qū)建筑。這類建筑是某一段時(shí)期人們經(jīng)濟(jì)生活的主要場所，但隨著時(shí)代的發(fā)展，已經(jīng)無法滿足城市規(guī)劃及發(fā)展需求。這部分建筑通常需要拆除或改建；3）一般性建筑。一般性建筑主要是指一些普遍存在，且還在使用的建筑，但具有功能性缺陷，存在部分安全性、耐久性或適應(yīng)性問題，需要進(jìn)一步完善。

2.既有建筑能耗分析

目前來看，我國建筑能耗情況并不樂觀。相關(guān)統(tǒng)計(jì)表明，我國建筑能耗占社會(huì)總體能耗比例超過30%，建筑能耗問題變得愈來愈嚴(yán)峻。建筑能耗來源于多個(gè)方面，包括采暖、空調(diào)制冷、熱水供應(yīng)、照明、用電等。其中采暖空調(diào)在總體建筑能耗中占比較高（超過60%）。并且部分既有建筑采暖空調(diào)設(shè)備較為陳舊，不僅能耗較高，且舒適性較差。與此同時(shí)，我國建筑能耗呈現(xiàn)了持續(xù)增長態(tài)勢。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人民生活水平不斷提升的背景下，建筑能耗在社會(huì)總能耗的占比將愈來愈大。部分大型城市如北京、武漢、上海等在冬季、夏季高峰期已經(jīng)呈現(xiàn)了較為明顯的缺電現(xiàn)象。由于技術(shù)、環(huán)境等因素，我國建筑用能系統(tǒng)能效整體水平較低。北方地區(qū)建筑供熱熱源以燃煤鍋爐為主，但單臺(tái)鍋爐熱功率較小，且熱效率較低，并且會(huì)污染環(huán)境。再加上供熱輸配管網(wǎng)保溫隔熱性能較低，導(dǎo)致整個(gè)供熱系統(tǒng)的綜合效率不到50%，與歐美等發(fā)達(dá)國家存在較大差距。另外，一些城市公共建筑中央空調(diào)綜合效率較低，且圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能較差，外墻單位面積能耗、屋頂單位面積能耗均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出發(fā)達(dá)國家水平。

3.既有建筑節(jié)能改造的重要意義

結(jié)合上文可以看出，與發(fā)達(dá)國家相比，我國建筑物單位建筑能耗偏高，且能源利用率相對低下，給社會(huì)作者簡介：劉璽，神華準(zhǔn)格爾能源有限責(zé)任公司生產(chǎn)服務(wù)中心。帶來了極大的經(jīng)濟(jì)損失及資源損失。相關(guān)研究表明，至2020年，我國將新增房屋建筑面積總計(jì)約300億平方米，若這些建筑能夠在目前基礎(chǔ)上滿足節(jié)能50%的設(shè)計(jì)要求，全國每年煤炭資源節(jié)約量將超過1.5億噸，所帶來的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益是巨大的。在現(xiàn)存的既有建筑當(dāng)中，很多建筑存在氣密性差、圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱水平低下、供熱系統(tǒng)效率不理想的情況。換句話說，這些建筑具有較大的節(jié)能改造空間及潛力，既有建筑節(jié)能改造將是實(shí)現(xiàn)社會(huì)節(jié)能減排的必然性舉措。

通過實(shí)施既有建筑節(jié)能改造，不僅能夠降低能源消耗，還能夠有效控制溫室氣體排放，有利于實(shí)現(xiàn)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展，這對于轉(zhuǎn)變城鄉(xiāng)建設(shè)增長方式、完善社會(huì)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)也具有重要的意義。隨著建筑能耗問題日益突出，國家對建筑節(jié)能也愈來愈重視，并將其納入了節(jié)能戰(zhàn)略當(dāng)中。當(dāng)然，要實(shí)現(xiàn)持續(xù)性的建筑節(jié)能改造，不僅要有政策、標(biāo)準(zhǔn)的支持，還要配備相應(yīng)的技術(shù)及資金。現(xiàn)階段來看，盡管我國已經(jīng)出臺(tái)了一系列相關(guān)政策，但標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)存在一定滯后，且既有建筑節(jié)能改造項(xiàng)目的投融資體系還不夠成熟。節(jié)能技術(shù)盡管在部分領(lǐng)域已經(jīng)取得了一定成果，但整個(gè)技術(shù)體系還不夠成熟，相關(guān)技術(shù)水平與歐美等發(fā)達(dá)國家還存在一定差距。這就要求政府及相關(guān)部門要進(jìn)一步加快標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建，并完善相關(guān)投融資模式及項(xiàng)目管理模式，為既有建筑節(jié)能改造創(chuàng)造一個(gè)良好的環(huán)境。

4.既有建筑具體改造分析

4.1外圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能改造

既有建筑外墻外飾主要采取面磚、石作為材料。這些材料容易吸收太陽輻射，由于外墻傳熱形成的冷負(fù)荷較高，高溫季節(jié)會(huì)明顯增加空調(diào)用電量。在對外墻外飾進(jìn)行改造的過程中，在不變更原有維護(hù)結(jié)構(gòu)砌體的情況下，可在建筑外表面涂上反射隔熱涂料（主要材料為丙烯酸合成樹脂），能夠提升建筑外表面陽光反射比及半球反射率，有利于提升既有建筑隔熱節(jié)能性能。部分地區(qū)在高溫季節(jié)，可能存在晝夜溫差較大的情況，會(huì)導(dǎo)致外墻疲勞開裂，反射隔熱涂料能夠?qū)扔薪ㄖ鈮ζ鸬奖Ｗo(hù)作用。在改造既有建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的過程中，外窗節(jié)能改造也是十分重要的環(huán)節(jié)之一。通常情況下，既有建筑通過外窗由室外得熱主要分為兩種形式，即太陽輻射傳熱及溫差傳熱。要控制這兩種得熱方式，就需要外窗的遮陽系數(shù)及傳熱阻達(dá)到一定要求。既有建筑外窗多由鋁合金構(gòu)成，將這些鋁合金窗轉(zhuǎn)變?yōu)橹锌詹ＡтX合金窗，能夠有效提升外窗遮陽系數(shù)及傳熱阻，起到輔助節(jié)能效果。除此之外，在對外圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行節(jié)能改造的過程中，還要重視屋面改造。夏季高溫季節(jié)，由屋頂進(jìn)入室內(nèi)的熱量遠(yuǎn)多于外墻，改善屋面隔熱設(shè)計(jì)能夠大幅度增強(qiáng)建筑節(jié)能效果。可以通過綠化屋頂?shù)姆绞綄?shí)施屋面節(jié)能改造，在屋頂種植綠色植物，通過綠色植物來吸收太陽輻射，并增強(qiáng)屋頂隔熱性能，能夠有效控制室內(nèi)溫度，降低空調(diào)能耗。

4.2照明系統(tǒng)節(jié)能改造

多數(shù)既有建筑之所以存在照明系統(tǒng)能耗較高的問題，主要由于設(shè)計(jì)照度、功率偏高，且存在設(shè)備老化、運(yùn)行效率低下的情況。在既有建筑節(jié)能改造過程中，為降低照明系統(tǒng)能耗，可設(shè)置一定數(shù)量天窗，并結(jié)合光導(dǎo)管來實(shí)現(xiàn)自然采光。在陽光充足的情況下，基本上能夠滿足內(nèi)部空間照明，節(jié)約大量電能。同時(shí)，對傳統(tǒng)燈具進(jìn)行更換，換為LED節(jié)能燈，可進(jìn)一步提升節(jié)能效果。另外，還可在既有建筑內(nèi)部設(shè)置相應(yīng)的智能照明控制系統(tǒng)。將傳統(tǒng)開關(guān)更換為各類傳感器開關(guān)（紅外傳感器、照度傳感器、聲音傳感器），利用這些傳感器對整個(gè)照明系統(tǒng)進(jìn)行智能化調(diào)控，并細(xì)化回路控制，優(yōu)化照明系統(tǒng)。

4.3空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造

空調(diào)系統(tǒng)是既有建筑當(dāng)中的能耗大戶。傳統(tǒng)既有建筑的中央空調(diào)設(shè)備大部分時(shí)間在高負(fù)荷（超過80%）狀態(tài)下運(yùn)行。通常情況下，空調(diào)水系統(tǒng)多為定流量方式運(yùn)行。在冷負(fù)荷水平較低時(shí)，冷卻水泵與冷凍水泵無法根據(jù)負(fù)載變化做出對應(yīng)的調(diào)節(jié)，會(huì)造成空調(diào)系統(tǒng)在“小溫差，大容量”的狀態(tài)下運(yùn)行。此時(shí)機(jī)組整體運(yùn)行效率較低，便會(huì)造成較高的能源損耗。在空調(diào)系統(tǒng)改造過程中，最為直接的手段便是更換新型機(jī)組，但投入成本較大。相關(guān)研究表明，在使用中央空調(diào)的過程中，冷凝管壁會(huì)產(chǎn)生大量水垢及污垢。日常清潔所采取的化學(xué)水處理只能減緩污垢生成速率，但無法完全阻止水垢及污垢生成。水垢及污垢累積到一定量，會(huì)影響到中央空調(diào)的制冷量及熱交換率，使得空調(diào)系統(tǒng)能耗逐漸增加。目前，國內(nèi)中央空調(diào)清潔方法主要以物化方法為主。盡管定期物化清理能夠在一定周期內(nèi)獲得節(jié)能效果。但由于人工操作隨意性較大，且相關(guān)工序?qū)I(yè)性要求較高，實(shí)際清洗效果并不理想。PES智能在線清洗系統(tǒng)為中央空調(diào)清洗提供了一種較好的解決方案。該系統(tǒng)清潔效果顯著，可獲得10%～30%的節(jié)能效果，并且能夠抑菌抑藻，清洗成本也相對較低。為進(jìn)一步提升空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能效果，還需要對空調(diào)水系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造?？照{(diào)水系統(tǒng)采用變流量調(diào)節(jié)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)負(fù)荷調(diào)節(jié)，從而達(dá)到節(jié)能目的。經(jīng)由傳感器對空調(diào)系統(tǒng)溫度、壓力等參數(shù)進(jìn)行測定，并由中央系統(tǒng)計(jì)算揚(yáng)程負(fù)荷、流量等，再對主機(jī)狀態(tài)進(jìn)行調(diào)控，讓主機(jī)運(yùn)行維持在最佳狀態(tài)，避免主機(jī)長期處于滿負(fù)荷狀態(tài)，以此來實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

4.4能源系統(tǒng)改造

通過構(gòu)建能源綜合管理平臺(tái)，對既有建筑能源系統(tǒng)進(jìn)行改造。采用集散型方式構(gòu)建能源管理平臺(tái)，各區(qū)域分別設(shè)立監(jiān)控管理子系統(tǒng)，由局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)通訊，最終由能源綜合管理平臺(tái)進(jìn)行集中監(jiān)視、管理。子系統(tǒng)之間相互獨(dú)立，由中央工作站實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一化管理。即便某個(gè)子系統(tǒng)出現(xiàn)故障，其他子系統(tǒng)也能夠保持正常的運(yùn)行狀態(tài)，有利于整合系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。該系統(tǒng)主要分為3個(gè)層級(jí)，依次為中央工作站、數(shù)字控制器、傳感器與執(zhí)行機(jī)構(gòu)。中央工作站為控制中心，是整個(gè)系統(tǒng)的核心構(gòu)成，負(fù)責(zé)系統(tǒng)整體調(diào)控；數(shù)字控制器主要負(fù)責(zé)收集、傳輸現(xiàn)場信號(hào)及數(shù)據(jù)；傳感器可對環(huán)境信息數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，執(zhí)行機(jī)構(gòu)接收到工作站命令后則產(chǎn)生執(zhí)行動(dòng)作。另外，平臺(tái)具備與其他系統(tǒng)連接的通訊接口，能夠?qū)ο嚓P(guān)弱電子系統(tǒng)信息進(jìn)行集中管理，實(shí)現(xiàn)子系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，發(fā)揮綜合管理效能。

5.結(jié)論

既有建筑節(jié)能改造管理是一個(gè)綜合性的過程，也是實(shí)現(xiàn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。一方面，政府及相關(guān)部門要繼續(xù)發(fā)揮引導(dǎo)作用，加快相關(guān)政策、標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化，為既有建筑節(jié)能改造創(chuàng)造一個(gè)穩(wěn)定的環(huán)境；另一方面，要加快節(jié)能技術(shù)研發(fā)，完善節(jié)能產(chǎn)業(yè)鏈，為既有建筑節(jié)能改造提供技術(shù)支持，進(jìn)一步提升節(jié)能效果。