碳達峰碳中和背景下老舊小區(qū)節(jié)能改造探索性研究

姜岳 張云 喬超男

(河北水利電力學院 河北滄州 061001)

碳達峰、碳中和戰(zhàn)略是以綠色環(huán)保節(jié)能為核心，降低碳排放量，對基礎生態(tài)環(huán)境進行保護。在城市化戰(zhàn)略的不斷推進下，先進建筑技術(shù)、建筑結(jié)構(gòu)的大范圍應用，助力可持續(xù)化戰(zhàn)略、節(jié)能環(huán)保戰(zhàn)略的開展，但也間接凸顯老舊小區(qū)的高耗能、高污染問題，產(chǎn)生此類問題的主要原因是由于老舊小區(qū)基建設施、建筑技術(shù)及電氣設備存在落后問題，造成小區(qū)能源耗用超出固定指標，由技術(shù)及設備所引發(fā)的實質(zhì)性問題，必然增加老舊小區(qū)的功率耗能指數(shù)。對此，應加強完善老舊小區(qū)節(jié)能體系，結(jié)合雙碳戰(zhàn)略導向，對基礎設施起到優(yōu)化及完善作用，在滿足結(jié)能需求下提高民眾的生活品質(zhì)，逐步增強節(jié)能效果。該文則是針對雙碳背景下老舊小區(qū)節(jié)能改造探索性進行探討，僅供參考。

1 老舊小區(qū)改造意義

中國共產(chǎn)黨第十九次全國代表大會指出，打造共建共治共享的社會治理格局，加快老舊住宅小區(qū)的整治，對基礎生產(chǎn)環(huán)節(jié)以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進行定向化調(diào)整，穩(wěn)步推進經(jīng)濟建設。正因如此，才可從宏觀條件下對基礎生產(chǎn)環(huán)節(jié)以及耗能環(huán)節(jié)進行改善。從雙碳背景以及生態(tài)環(huán)保戰(zhàn)略的推動形式而言，老舊小區(qū)改造則是社會高速發(fā)展產(chǎn)生脫節(jié)問題的重要補償機制。

1.1 民生優(yōu)化舉措的重要實現(xiàn)點

黨的十九大報告指出，目前群眾美好生活的需求指標與社會發(fā)展之間呈現(xiàn)的不均衡指標，已經(jīng)成為社會發(fā)展的主要矛盾體。此類矛盾作用在老舊居住小區(qū)群體之上，極易在基礎生活支出能力的前提下，無法通過既有經(jīng)濟水平支持社會發(fā)展、民生發(fā)展之間的問題。從我國現(xiàn)有的老舊住宅統(tǒng)計數(shù)據(jù)來講，在2000年之前的小區(qū)約為22 萬個，受到建成年限的限制，在部分建筑技術(shù)以及建設標準方面存在問題，比如：部分老舊小區(qū)是按照道路建設情況而修建的，小區(qū)內(nèi)部缺乏活動空間，且公共設施相對不足，后期城區(qū)改造以及城市化推進過程中，對老舊小區(qū)居住人員呈現(xiàn)缺位問題。對此，需在后期的建設及改進中，加強對基礎民生工程的開展，從不同層面完善小區(qū)基建設施，結(jié)合應用需求點，在民眾的日益增長的需求指標下，實現(xiàn)正向驅(qū)動及調(diào)節(jié)，提高民眾的幸福點[1]。

1.2 社會轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要著力點

在城市化建設發(fā)展下，我國人口城鎮(zhèn)化率已經(jīng)高達66%，伴隨土地規(guī)劃以及城市邊緣化的拓展，城市建設主體在適宜居住性、系統(tǒng)性、包容性方面呈現(xiàn)多元發(fā)展態(tài)勢。但是從我國城鄉(xiāng)建設以及城市發(fā)展主旋律而言，部分方面則呈現(xiàn)局限性問題，特別是在持續(xù)性上漲的房價機制之上，大部分人們?nèi)狈A內(nèi)生力量的正向調(diào)節(jié)功能，無法利用自身經(jīng)濟條件提高生活水平。此方面，國家加強完善老舊小區(qū)的建設指標，堅持落實“房住不炒”的政策機制，擴大資金的投入力度以及宏觀規(guī)劃、建設管理機制等，加強對惠民惠生政策的調(diào)整，只有這樣才可保證在新城市建設過程中，資源體系的完善及拓展是符合城市轉(zhuǎn)型需求，同時也可對老舊小區(qū)的整體規(guī)劃塑造提供切入點[2]。

2 我國老舊小區(qū)能源消耗現(xiàn)狀

據(jù)中國建筑能耗研究報告顯示，2021年我國建筑總能耗達到12.58億t標準煤，占全國總能耗量的21%。受限于技術(shù)組成以及政策機制的調(diào)整，在能源利用方面存在滯后問題。從具體的耗能原因角度來講，大體可以分為以下幾點。

2.1 建筑構(gòu)件方面

老舊小區(qū)各類基礎構(gòu)件的建筑耗能基準相對較高，例如：在建筑構(gòu)件組成期間，基礎隔熱能力相對較低，在熱量產(chǎn)出以及耗用過程中，大多數(shù)是通過外墻屋頂或門窗結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生熱量溢散問題，氣密性不足造成的熱損耗現(xiàn)象，將加劇建筑結(jié)構(gòu)耗能。除此之外，長時間的使用過程中，各類構(gòu)件將受到內(nèi)外部因素影響產(chǎn)生冷橋現(xiàn)象，如果未能進行定期的運維處理，極易產(chǎn)生階段性破損問題，降低建筑結(jié)構(gòu)的隔熱效能[3]。

2.2 供暖系統(tǒng)方面

供暖系統(tǒng)作為建筑物的重要耗能載體，特別是在北方區(qū)域，冬天季節(jié)需要大量煤進行供熱，此過程將消耗大量的煤炭資源，才能熱能持續(xù)性供應效果。但是，現(xiàn)目前部分老舊小區(qū)供熱采暖設施相對落后，甚至部分供熱管道裸露在外部，在供暖期間供暖管將消耗大量熱能，引發(fā)結(jié)構(gòu)散熱現(xiàn)象。此外，部分老舊小區(qū)在設計安裝以及后期運維過程中存在不規(guī)范現(xiàn)象，致使熱功率下降。

2.3 機電系統(tǒng)方面

照明空調(diào)系統(tǒng)作為老舊小區(qū)的耗能點，部分老舊住宅小區(qū)證明系統(tǒng)落后、設計不合理以及設施老化等現(xiàn)象，均將產(chǎn)生照明能源耗用度持續(xù)增高現(xiàn)象。除此之外，部分空調(diào)系統(tǒng)存在年久失修，將產(chǎn)生大量的能源消耗，例如：部分老舊建筑小區(qū)多采取半集中式空調(diào)系統(tǒng)，在運行過程中將產(chǎn)生更高阻值，同時內(nèi)部管線存在腐蝕、保溫材料存在破損、元器件存在銹蝕問題，增加能源耗用量[4]。

3 碳達峰碳中和背景下老舊小區(qū)節(jié)能改造探索性研究

3.1 建筑結(jié)構(gòu)節(jié)能改造探索

3.1.1 外墻保溫

外墻作為建筑物能耗的關鍵點，針對外墻外立面進行保溫處理，提高建筑結(jié)構(gòu)的整體保溫性能，在冬季供暖期間有效抑制熱量散發(fā)。目前，大部分外墻保溫體系以及相關建筑結(jié)構(gòu)的設定，是在原有的老舊建筑結(jié)構(gòu)之上進行外加式的防護處理，提高保溫功能。在改造施工中期，應針對各類契合工藝以及結(jié)構(gòu)搭建環(huán)節(jié)等進行整體優(yōu)化處理，嚴格保證每類設施在組建過程中不會產(chǎn)生形變問題，避免建筑結(jié)構(gòu)長時間使用期間的冷橋現(xiàn)象。改造完畢后期，應對建筑結(jié)構(gòu)進行質(zhì)量核驗處理，按照前期預設的機制，對不同的建筑功能或材料結(jié)構(gòu)之間的配比參數(shù)進行核驗，保證改造后期的精確性[5]。

3.1.2 門窗保溫

門窗作為建筑結(jié)構(gòu)熱交換的重要設施，部分老舊小區(qū)中的門窗裝置設定仍然采用原有鐵質(zhì)框架，此設施密閉性較低。據(jù)調(diào)查顯示，門窗結(jié)構(gòu)的熱量損耗比占據(jù)建筑總能耗的50%。針對此，應加強分析門窗基礎結(jié)構(gòu)以及相關性能，結(jié)合構(gòu)件組成以及材料工藝等，建設具有正向調(diào)節(jié)功能的改造機制。這期間，可將原有的鋼制門窗替換為節(jié)能類門窗，增加門窗結(jié)構(gòu)的阻熱系數(shù)以及密閉性。此外，門窗調(diào)整過程中，需按照區(qū)域小區(qū)內(nèi)部居民的經(jīng)濟承載能力進行合理化、技術(shù)化調(diào)整，兼顧門窗的經(jīng)濟性與環(huán)保性，保證門窗結(jié)構(gòu)在后期投入使用過程中達到節(jié)能指標[6]。

3.1.3 屋面改造

對屋面保溫結(jié)構(gòu)進行改造時，主要設置增層或保溫層，提高屋面內(nèi)部防護性能，但是建筑結(jié)構(gòu)整體規(guī)劃下，屋面內(nèi)保溫措施的建設極易縮減結(jié)構(gòu)空間，同時，內(nèi)部保溫結(jié)構(gòu)將對原有建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生更多負載需求。

3.2 采暖供熱系統(tǒng)改造探索

冬季采暖供熱系統(tǒng)將消耗大量的煤炭資源，并排放出大量二氧化碳氣體、有毒氣體等，嚴重危害生態(tài)環(huán)境。針對采暖供熱系統(tǒng)進行優(yōu)化處理時，應當遵循“源—網(wǎng)—末端”原則，通過分級控制對熱站管道以及用戶端等進行模塊化改造，保證基礎溫度控制與后期用戶終端熱量計量的調(diào)控，節(jié)約電力能源以及煤炭資源?，F(xiàn)場施工作業(yè)時，應當嚴格控制各階段的工程建設指標，對人員的工作行為以及整體環(huán)境的改造狀況進行宏觀約束。除此之外，細化處理用戶末端，做好與用戶的溝通及對接，通過持續(xù)性、高效性的改造工序，避免出現(xiàn)施工中斷問題，最后應當針對熱力能源的改造效果進行驗收處理[7]。

3.3 機電系統(tǒng)改造探索

3.3.1 照明系統(tǒng)改造

目前，部分老舊小區(qū)照明系統(tǒng)建設及照明設施布局存在不合理現(xiàn)象，甚至是部分小區(qū)內(nèi)部在天未黑之前便開啟照明燈，長時間運行荷載以及老舊的燈泡設施，將產(chǎn)生更多能耗需求。后期節(jié)能管控下，應針對不同建筑結(jié)構(gòu)進行定型化照明處理，按照不同建筑需求進行照明設定，例如：樓梯間、地下車庫等空間設置感應燈，實現(xiàn)人來燈亮，人走燈滅。同時，對外界部分景觀燈以及大型照明體系來講，則可采用智能控制燈，對基礎照明系統(tǒng)進行感應控制，借助智能化、集成化系統(tǒng)，在不同驅(qū)動機制下進行自主調(diào)節(jié)，例如：依據(jù)季節(jié)、天氣以及光線等，自動調(diào)節(jié)光照強度。除此之外，可通過風能、太陽能等，實現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換及儲備，降低小區(qū)照明系統(tǒng)對電力網(wǎng)絡的耗能需求。

3.3.2 空調(diào)系統(tǒng)改造

部分老舊小區(qū)空調(diào)系統(tǒng)存在嚴重破損問題，甚至部分老舊小區(qū)內(nèi)部并不具備完整的空調(diào)系統(tǒng)，采用局部式空調(diào)設施，此類裝置極易造成內(nèi)部空調(diào)系統(tǒng)運行期間的失效現(xiàn)象。針對存在問題進行優(yōu)化及改造，應分析空調(diào)系統(tǒng)運行期間的故障問題，檢查易損壞部件，分析風機不轉(zhuǎn)以及冷熱風交替不足的具體成因，并制定解決措施。除此之外。應定向查找系統(tǒng)運行中的問題點，并做好針對性防護處理，例如：針對管線進行保溫處理，針對閥門進行防腐蝕處理，施行多用戶同步改造，保證設施體系的建設及運行不會對居民生活環(huán)境造成干預，同時也可加大空調(diào)系統(tǒng)的實際節(jié)能效用。

4 碳達峰碳中和背景下老舊小區(qū)節(jié)能改造案例

以某小區(qū)某號樓為例，該樓共有3 個單元，樓高7層，南北向。

4.1 基礎類改造環(huán)節(jié)

4.1.1 節(jié)能改造

針對主流體進行改造時，首先拆除窗戶外護欄結(jié)構(gòu)，結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部尺寸參數(shù)進行整體加固處理，避免因為結(jié)構(gòu)缺失引發(fā)的縫隙或連接不足問題，同時也可增強防盜效果。針對外墻進行改造時，首先應針對建筑主體結(jié)構(gòu)進行外墻保溫處理，設定外立面，加設a級保溫板，后期的實際使用過程中，可通過外墻保溫功能增加建筑結(jié)構(gòu)的熱阻系數(shù)。在此過程中，應注意外墻建筑結(jié)構(gòu)建設要起到保溫的效果，還應在外立面起到建筑防護效果，有效增強結(jié)構(gòu)整體的承載性能，以避免因外力風阻或自然風化影響造成結(jié)構(gòu)破損問題。針對屋面進行改造時，主要是對屋面內(nèi)里面進行保溫防水以及防滲透處理，如果存在電器設施銹蝕的問題，應進行調(diào)整，避免出現(xiàn)雷擊風險。針對外地面進行改造時，可換成具有節(jié)能效果的門窗結(jié)構(gòu)，且針對各類建筑外部的單元門以及建筑樓道內(nèi)的門窗等進行分析與規(guī)劃，必要條件下可在建筑結(jié)構(gòu)外部增設幕墻，增加保溫隔熱性能，保證后期使用過程中，降低空調(diào)設施的使用頻率，達到節(jié)能效用。

4.1.2 空調(diào)改造

針對老舊小區(qū)空調(diào)系統(tǒng)進行優(yōu)化改造時，分析外部結(jié)構(gòu)組成及內(nèi)部驅(qū)動模式，并做出逐步調(diào)整處理。第一，空調(diào)系統(tǒng)外部線路應做到整體規(guī)劃、統(tǒng)一布局處理，保證線纜走線的合理性與整潔性，且外部線纜應避免設置在承重結(jié)構(gòu)與容易積水的結(jié)構(gòu)中。第二，增設冷凝水管，及時排除空調(diào)系統(tǒng)運行中產(chǎn)生的水分，確保水體的及時排除。第三，針對空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部驅(qū)動組件進行檢修，如果發(fā)現(xiàn)銹蝕嚴重組件或松動結(jié)構(gòu)時，應進行更換處理，且在更換完畢之后對組件進行養(yǎng)護，增加抗腐蝕性。第四，針對內(nèi)部空調(diào)結(jié)構(gòu)進行處理時，對不同房屋構(gòu)造及空調(diào)出風口位置進行調(diào)整，保證冷空氣與熱空氣可實現(xiàn)高效率交換。

4.1.3 樓體結(jié)構(gòu)改造

老舊小區(qū)外立面存在嚴重破損問題，降低基礎結(jié)構(gòu)力，且影響城市美觀。針對樓體結(jié)構(gòu)進行整改時，先分析樓體顏色與城市環(huán)境之間的契合性，合理調(diào)整局部、整體的翻新色調(diào)，并針對建筑結(jié)構(gòu)屬性，采取保溫或加固措施。在此過程中，應加強對建筑結(jié)構(gòu)的防雨處理，避免出現(xiàn)建筑縫隙問題。針對外部防水管道進行設計時，應對破損區(qū)域進行修復處理，避免出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。

4.1.4 單元門結(jié)構(gòu)改造

單元門及建筑門窗改造的工程量相對較大，且將對民眾具體生活產(chǎn)生一定影響。針對此類設施改造前期，應入戶進行統(tǒng)計，成立業(yè)主委員會，合理調(diào)配時間，保證在最短時限內(nèi)予以完善處理。針對單元門及室內(nèi)門窗進行優(yōu)化設計時，應綜合考慮到新型節(jié)能門窗與建筑主體結(jié)構(gòu)之間的尺寸參數(shù)，因為部分老舊小區(qū)的建設標準與新型建設標準存在差異，如果門窗尺寸較小，則極易加大結(jié)構(gòu)裂縫問題。此時，應合理分析參數(shù)，必要情況應提前聯(lián)系生產(chǎn)廠商進行加工，提高門窗結(jié)構(gòu)的密閉性。

4.2 完善類改造

4.2.1 照明系統(tǒng)

照明系統(tǒng)作為人們夜間出行的重要保證，部分老舊小區(qū)照明系統(tǒng)存在嚴重的缺失現(xiàn)象，且老舊設施及不合理的照明布局等會加大能源耗損問題。針對照明系統(tǒng)進行改造時，分析原有照明體系中的不足之處，結(jié)合電力設施的布局節(jié)點，合理設定照明系統(tǒng)?？梢胫悄芨袘恼彰飨到y(tǒng)，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將照明系統(tǒng)中的各項驅(qū)動功能進行關聯(lián)，例如樓道照明燈、應急照明燈、單元門照明燈、室外照明燈等，需按照燈泡設施的照明輻射距離，設定照明裝置的間距位置。此過程中，應采取感應燈，通過光聲傳感器，控制燈泡的照明與熄滅。此外，可在室外設置太陽能轉(zhuǎn)換裝置，作為照明系統(tǒng)能源供應及轉(zhuǎn)換的重要承接裝置，利用不同功能點，增強能源的供給能力，有效降低能源損耗量。

4.2.2 太陽能熱水系統(tǒng)

加設太陽能熱水系統(tǒng)，將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，為用戶提供熱水，降低家庭熱水器的使用頻率。老小區(qū)改造期間，部分小區(qū)為平頂，接收太陽能的面積相對較小。對此，需將屋頂統(tǒng)一改變?yōu)槠挛菝?，此類結(jié)構(gòu)在規(guī)劃及使用過程的熱能轉(zhuǎn)換效率相對較高。同時，太陽能熱水系統(tǒng)具有智能調(diào)節(jié)功能，當吸收的太陽能達到峰值時，轉(zhuǎn)換的多余能量可存儲在終端電池中，在夜晚可對小區(qū)內(nèi)部照明設施進行供電處理，提高節(jié)能效果。

4.3 節(jié)能減排效果分析

經(jīng)上述節(jié)能優(yōu)化之后，測定一段時間后的能耗量，結(jié)合模擬量，得出平均值。該樓在改造前期，年耗指標為42.12 Wh/m2，改造后年耗指標經(jīng)計算為32.98 Wh/m2，節(jié)約能量約為15%，按照二氧化碳排放系數(shù)而言，改造后的建筑結(jié)構(gòu)每年排放量大約降低0.2 t。從經(jīng)濟性與環(huán)保性來講，借助先進的技術(shù)工藝對建筑結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化處理，可最大程度地降低碳排放量，助力節(jié)能減排工作的開展。

5 結(jié)語

綜上所述，節(jié)能環(huán)保戰(zhàn)略的推進下，老舊小區(qū)節(jié)能改造工作也逐步提升日程，分析老舊小區(qū)的高耗能點，結(jié)合先進的技術(shù)工藝、建筑材料等，分析建筑結(jié)構(gòu)存在的問題點并進行逐步優(yōu)化處理。為進一步加強對老舊小區(qū)的全面優(yōu)化處理，應加強分析老舊小區(qū)建筑耗能模式及地區(qū)政策機制等，建立健全管控體系，全面推動小區(qū)改造。首先，結(jié)合“放管服”改革，精簡城鎮(zhèn)老舊小區(qū)改造工程審批事項和環(huán)節(jié)，讓項目實施流程清晰、明確。其次，老舊小區(qū)改造中項目體系的規(guī)劃及承接，應做到策劃與管理對接，提高基礎服務能力，并適當放寬產(chǎn)業(yè)扶持政策，打造良性市場環(huán)境。最后，確保安全和質(zhì)量的前提下，理性分析改造項目的執(zhí)行標準要求，逐步建立完善適應改造需要的技術(shù)標準體系。