既有居住建筑節(jié)能改造對(duì)建筑可持續(xù)發(fā)展的重要性

牛永強(qiáng)

（中鐵十二局集團(tuán)建筑安裝工程有限公司，山西 太原 030000）

1 項(xiàng)目背景

1.1 社會(huì)背景

2021 年是國(guó)家十四五開(kāi)局之年，在十四五規(guī)劃中提到“加快推動(dòng)綠色低碳發(fā)展，持續(xù)改善環(huán)境質(zhì)量”。目前中國(guó)正處在工業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，居民日益提高的生活質(zhì)量與生活滿意度，既引起了建筑業(yè)的飛速發(fā)展，也增大了建筑能耗的需求量。這一方面的不斷上升，使能源負(fù)擔(dān)和環(huán)境污染日趨加重。所以，若要將現(xiàn)在投入與效能成反比的建筑形式進(jìn)行轉(zhuǎn)變，推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展的計(jì)劃進(jìn)度，就必定要把建設(shè)重心放在節(jié)能建筑這方面。建筑節(jié)能的大力發(fā)展，會(huì)使我國(guó)的綠色環(huán)保的發(fā)展方案在推行中更順利，而發(fā)展低能耗建筑節(jié)能技術(shù)也是我國(guó)建筑節(jié)能發(fā)展的必要方向。

1.2 發(fā)展背景

節(jié)能改造使建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)更加可靠、實(shí)用，大大加強(qiáng)了建筑的保溫性和氣密性，從而減少了由采暖和制冷引起的能源損失。

而在上世紀(jì)四十年代的歐洲，外墻保溫系統(tǒng)就已經(jīng)涌現(xiàn)，此保溫系統(tǒng)在多年的實(shí)際運(yùn)用和長(zhǎng)時(shí)間的磨練下已經(jīng)成為一種成熟且有效的保溫技術(shù)，運(yùn)用該技術(shù)可以給予住戶精致的建筑外觀以及優(yōu)良、舒適的生活環(huán)境[1]。

2 實(shí)施目標(biāo)

2.1 節(jié)能改造實(shí)施的意義及必要性

既有居住建筑節(jié)能改造，是實(shí)現(xiàn)國(guó)家十四五規(guī)劃中“加快推動(dòng)綠色低碳發(fā)展，持續(xù)改善環(huán)境質(zhì)量”戰(zhàn)略的重要舉措，是惠及廣大市民的民生工程。實(shí)施節(jié)能改造對(duì)于改善大氣環(huán)境質(zhì)量、提升城市形象，構(gòu)建節(jié)約型和環(huán)境友好型城市都具有十分重要的意義。

2.2 是貫徹節(jié)約資源基本國(guó)策的需要

根據(jù)《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》第四條規(guī)定：節(jié)約資源是我國(guó)的基本國(guó)策。

國(guó)家制定了節(jié)約與發(fā)展齊頭并進(jìn)的計(jì)劃，就是要將節(jié)約放在能源發(fā)展戰(zhàn)略的首位。而在新建、既有建筑的節(jié)能改造中使用節(jié)能建筑材料，利用可再生能源系統(tǒng)既是國(guó)家的鼓勵(lì)政策，也是我們對(duì)于節(jié)能改造最為有效的辦法。目前我國(guó)的節(jié)能方面的重點(diǎn)之一便是建筑節(jié)能，要著重發(fā)展節(jié)能性建筑，促進(jìn)我國(guó)的節(jié)能改造進(jìn)程，積極響并落實(shí)有關(guān)節(jié)約能源的基本國(guó)策是當(dāng)前的第一要事[2]。

2.3 是提升人民幸福指數(shù)，創(chuàng)造和諧社會(huì)的需要

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展以及經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，建筑節(jié)能改造逐步進(jìn)入了大眾視野。對(duì)既有建筑進(jìn)行節(jié)能改造，既可以有效地限制建筑耗能和資源損耗，又能使所用成本大幅降低，從而優(yōu)化了居民的生活環(huán)境，提升了居民幸福感。當(dāng)前正在進(jìn)行的太原市既有居住建筑節(jié)能改造項(xiàng)目受到社會(huì)各界的高度關(guān)注，集萬(wàn)千目光于一身，被稱為政府為百姓謀福利的“惠民工程”，該項(xiàng)目的進(jìn)行對(duì)于落實(shí)有關(guān)節(jié)約能源的基本國(guó)策，提升人民幸福指數(shù)，構(gòu)建社會(huì)主義和諧社會(huì)具有至關(guān)重要的意義。

2.4 全方位的改善、優(yōu)化省城環(huán)境質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)供熱全覆蓋的有效補(bǔ)充

為了改善大氣環(huán)境、實(shí)現(xiàn)供熱全覆蓋，需進(jìn)一步加快集中供熱的建設(shè)工作，而其中主要矛盾之一便是集中供熱熱源的不足，雖然已經(jīng)實(shí)施了太古供熱項(xiàng)目等大型集中供熱熱源工程，但仍有較多問(wèn)題。而對(duì)現(xiàn)有建筑進(jìn)行節(jié)能改造，既能不增加污染物排放，又可以對(duì)現(xiàn)狀熱源進(jìn)一步挖潛，增加供熱能力，最終實(shí)現(xiàn)供熱全覆蓋的有效補(bǔ)充。

2.5 符合太原市城市發(fā)展政策的要求

發(fā)掘城市特點(diǎn)，推動(dòng)城市轉(zhuǎn)型，提高城市品質(zhì)，優(yōu)化生態(tài)環(huán)境是目前太原市的首要問(wèn)題。既有居住建筑節(jié)能改造項(xiàng)目的進(jìn)行，既可以使太原市的環(huán)境質(zhì)量得以改善，又優(yōu)化投資形勢(shì)，帶動(dòng)城市的可持續(xù)發(fā)展進(jìn)程，對(duì)于建設(shè)服務(wù)全省、影響全國(guó)、吸引世界的新太原有著十分深遠(yuǎn)的意義。

2.6 城市環(huán)保的要求

雖然經(jīng)過(guò)幾年的奮力治理，大氣環(huán)境有所改善，但由于市區(qū)中中、小型采暖鍋以及大量的家庭采暖小爐灶的使用，仍然會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的污染，對(duì)城市的大氣問(wèn)題有著極大困擾。目前太原市集中供熱發(fā)展的主要問(wèn)題之一便是集中供熱熱源的不足，而對(duì)既有建筑進(jìn)行節(jié)能改造，降低建筑能耗，即可擴(kuò)大現(xiàn)有熱源的供熱能力。其優(yōu)越性主要體現(xiàn)在以下幾方面：

1.節(jié)約能源。在進(jìn)行建筑節(jié)能改造后，可以使現(xiàn)有集中供熱熱源的熱源供熱能力有所提高。與此同時(shí)，集中供熱熱源廠的熱電廠鍋爐較之分散的鍋爐容量更大，熱效率更高，燃料的燃燒也更加全面，從而大大減少了無(wú)效熱損失。

2.改善大氣環(huán)境。經(jīng)過(guò)建筑節(jié)能改造，還能使集中供熱的面積更大、燃燒更全面，從而大幅減少城市燃煤和煤灰運(yùn)輸，并且還避免了二次揚(yáng)塵問(wèn)題。

3.節(jié)約城市土地。建筑節(jié)能改造后，可通過(guò)增大集中供熱面積來(lái)減少資源占用，并且由分散供熱變?yōu)榧泄?，能夠減小城市土地的占用，大大促進(jìn)了城市擴(kuò)展。

2.7 是節(jié)能減排、安國(guó)富民、為民添福的民心工程

目前，我國(guó)很多建筑的能耗與能源利用率成反比，極大地限制了社會(huì)的發(fā)展。我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展規(guī)劃綱要明確提出：“落實(shí)節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境基本國(guó)策，建設(shè)低投入，高產(chǎn)出，低能耗，少排放，能循環(huán)，可持續(xù)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)體系和資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)。實(shí)施節(jié)能改造后，不僅響應(yīng)了國(guó)家政策、降低了能耗、保護(hù)了環(huán)境、節(jié)約了資源、推動(dòng)了可持續(xù)發(fā)展計(jì)劃進(jìn)程，而且改善了居民生活質(zhì)量，提升了居民滿意度[3]。

3 項(xiàng)目現(xiàn)狀調(diào)查

通過(guò)對(duì)太原市熱力集團(tuán)有限責(zé)任公司既有供熱區(qū)域內(nèi)既有居住非節(jié)能建筑進(jìn)行詢問(wèn)調(diào)查，本項(xiàng)目中計(jì)劃節(jié)能改造小區(qū)共分為三類。

第一類：1986 年之前未進(jìn)行任何建筑節(jié)能保溫措施的建筑，多為1986 年之前未實(shí)行《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（采暖居住建筑部分）》（JGJ26-86）標(biāo)準(zhǔn)的建筑；采暖平均設(shè)計(jì)熱負(fù)荷指標(biāo)為100W/m2。目前此類建筑在供熱區(qū)域內(nèi)仍占有一定比例，多為3 層以下老舊建筑，建筑為370 磚墻，門窗仍有木質(zhì)門窗，陽(yáng)臺(tái)為120 磚墻陽(yáng)臺(tái)，屋頂為預(yù)制板結(jié)構(gòu)。此類小區(qū)供熱效果較差，能耗也高，使用年代久遠(yuǎn)。

第二類：1986 年至1996 年，在未采取建筑節(jié)能基礎(chǔ)上節(jié)能30%；從1986 年8 月1 日開(kāi)始我國(guó)實(shí)行第一階段節(jié)能30%的《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（采暖居住建筑部分）》（JGJ26-86）標(biāo)準(zhǔn)，采暖平均設(shè)計(jì)熱負(fù)荷指標(biāo)為70W/m2。由于并未執(zhí)行相應(yīng)的實(shí)施細(xì)則，僅僅是建筑圍護(hù)及窗戶比以前有所提高，節(jié)能水平也相應(yīng)提高。其均為7 層以下老舊建筑，建筑為370 墻，門窗多為鋁合金門窗；此部分住宅為本次建筑節(jié)能改造的重點(diǎn)對(duì)象，建筑仍有較長(zhǎng)的使用年限，建筑能耗較高，有較大可以進(jìn)行改善的空間。

第三類：1996 年到2010 年，在未采取節(jié)能建筑基礎(chǔ)上節(jié)能50%。從1996 年7 月1 日開(kāi)始實(shí)行第二階段50%節(jié)能的《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（采暖居住建筑部分）》（JGJ26-95）；采暖平均設(shè)計(jì)熱負(fù)荷指標(biāo)為50W/m2。此類住宅在既有供熱區(qū)域內(nèi)占有一定比例，多為11 層以上建筑，采用雙層窗戶，基本滿足建筑節(jié)能的要求。同時(shí)通過(guò)對(duì)太原市熱力集團(tuán)有限責(zé)任公司既有供熱區(qū)域內(nèi)既有居住非節(jié)能建筑進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，調(diào)查內(nèi)容主要包括：建筑物結(jié)構(gòu)安全、陽(yáng)臺(tái)荷載能力、圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱效能、外部窗戶、單元門、雨水管道等。

除此之外，在太原市既有居住建筑節(jié)能改造（一期）PPP 項(xiàng)目具體施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，陰陽(yáng)角等處節(jié)點(diǎn)部位采用一體成型的聚苯模塊可以提高施工效率、質(zhì)量,臨街防護(hù)，護(hù)欄、太陽(yáng)能、空調(diào)的拆裝及支架加長(zhǎng)等工程也實(shí)際發(fā)生于節(jié)能改造過(guò)程中[4]。

4 實(shí)施方案

4.1 實(shí)施項(xiàng)目

依據(jù)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)75%的要求，進(jìn)行改造的主要內(nèi)容包括外墻、屋面保溫、外部窗戶更換、更換樓宇門等工程。

4.2 實(shí)施過(guò)程中，實(shí)施單位需要滿足下列要求

1.優(yōu)先選用安全可靠、對(duì)居民造成影響小、施工周期較短、對(duì)環(huán)境污染較少、施工方便的墻體保溫技術(shù)，并盡量減少濕作業(yè)施工。

2.嚴(yán)格執(zhí)行施工防火安全管理措施。外墻改造采用的保溫材料必須遵守國(guó)家現(xiàn)行防火標(biāo)準(zhǔn)。

3.既有居住建筑節(jié)能改造不得采取使用國(guó)家嚴(yán)令禁止的、淘汰的、已損壞的設(shè)備和材料。

4.參與項(xiàng)目節(jié)能改造的設(shè)計(jì)單位應(yīng)提供改造小區(qū)完整的建筑熱工節(jié)能計(jì)算書、立面設(shè)計(jì)和相應(yīng)的構(gòu)造措施詳圖。

5 實(shí)施評(píng)價(jià)

1.符合我國(guó)環(huán)保法律法規(guī)和環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)需求功能規(guī)劃。

2.持續(xù)推行污染物總量控制和達(dá)標(biāo)排放政策的要求。

3.堅(jiān)守“三同時(shí)”準(zhǔn)則，即環(huán)境治理設(shè)施的規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)相互配套，施工與項(xiàng)目的主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)實(shí)施生產(chǎn)、同時(shí)上線運(yùn)營(yíng)。

4.力爭(zhēng)環(huán)保和經(jīng)濟(jì)相協(xié)調(diào)，致力于實(shí)現(xiàn)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)的雙贏，力求環(huán)保治理技術(shù)方案的可行性和符合當(dāng)前發(fā)展的經(jīng)濟(jì)運(yùn)營(yíng)模式。

5.注重綜合利用資源，加強(qiáng)環(huán)境治理。項(xiàng)目中廢氣、廢水的產(chǎn)生需要提出處理。

目前，中國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)長(zhǎng)期計(jì)劃便是節(jié)約能源，節(jié)約能源既可以將能源供需的緊張關(guān)系逐步緩解，又可以提升人居環(huán)境，帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，并對(duì)快速推動(dòng)環(huán)境保護(hù)、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)改造和產(chǎn)業(yè)升級(jí)具有不可或缺的重大意義[5]。

6 節(jié)能效益及經(jīng)濟(jì)性

既有居住建筑完全節(jié)能改造后，節(jié)能后能耗變更25%。通過(guò)六城區(qū)上報(bào)小區(qū)名單進(jìn)行數(shù)據(jù)整理與分析可知：1986 年以前建成的小區(qū)改造面積占總改造面積比例為24.69%，1986 年～1996 年建成的小區(qū)改造面積占總改造面積比例29.44%，1996 年及以后建成的小區(qū)改造面積占總改造面積比例為45.87%。改造前未采取保溫效果普通維護(hù)結(jié)構(gòu)建筑，1986 年以前的建筑采暖熱指標(biāo)取100W/m2，1986 年～1996 年的建筑采暖熱指標(biāo)取75W/m2,1996 年及以后的建筑采暖熱指標(biāo)取50W/m2。小區(qū)改造后的平均熱指標(biāo)變?yōu)?5W/m2。根據(jù)《城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ34-2010）可知：

——采暖全年耗熱量（GJ）：

N——采暖期天數(shù)（d），本次取值151 天。

Qh——采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷（kW）。

Ti——室內(nèi)計(jì)算溫度（℃），本次取值18℃。

Ta——采暖期室外平均溫度（℃），本次取值-1.2℃。

Tah——采暖室外計(jì)算溫度（℃），本次取值-9.7℃。

通過(guò)上述可知，改造前年耗熱量為631.6 萬(wàn)GJ，改造后年耗熱量為226.53 萬(wàn)GJ，計(jì)算可得，改造后年節(jié)約耗熱量為405.08 萬(wàn)GJ。

根據(jù)《綜合能耗計(jì)算通則》（GB/T2589-2020）可知，熱力折標(biāo)煤系數(shù)為0.03412kgce/MJ，原煤折標(biāo)煤系數(shù)為0.143kgce/kg。原煤推算價(jià)格按409.68 元/t。

本項(xiàng)目進(jìn)行節(jié)能改造后的既有居住建筑能耗符合相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范要求及規(guī)程制度。項(xiàng)目熱能利用效率提高，綜合能耗水平較低，將很大地提高節(jié)能效益。

6.1 新增擴(kuò)網(wǎng)能力

對(duì)既有建筑節(jié)能改造后，現(xiàn)有供熱能力增大，既有已實(shí)現(xiàn)節(jié)能改造的熱力站可以對(duì)周邊新建建筑進(jìn)一步擴(kuò)網(wǎng)，但一般二次網(wǎng)擴(kuò)網(wǎng)能力有限，受供熱半徑及小區(qū)限制，可以節(jié)約少量擴(kuò)網(wǎng)投資，但極其有限，不予考慮；而新增供熱能力則為上一節(jié)中節(jié)約耗熱量，改造后平均熱負(fù)荷指標(biāo)全部參照節(jié)能改造后平均指標(biāo)25W/m2，完全改造后（2021 年完成10%，2022 年完成50%，2023 年完成40%）可增加供熱能力。

6.2 社會(huì)效益分析

綜上所述，建筑的節(jié)能改造可以很好地體現(xiàn)“保溫隔熱”效果；在冬夏季有利于室溫保持穩(wěn)定，減少了使用空調(diào)等調(diào)溫設(shè)備的需求，有效降低了電能消耗。圍護(hù)結(jié)構(gòu)作為建筑物的外部層，將建筑的外層包裹起來(lái)，不僅提高了保溫性，而且使建筑物的壽命也得以延長(zhǎng)，同時(shí)對(duì)居民的正常生活幾乎沒(méi)有影響。而且本項(xiàng)工程的實(shí)施關(guān)系到太原市經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和提高人們生活的環(huán)境質(zhì)量，已經(jīng)是目前太原市必須處理的第一要事，實(shí)行既有居住建筑節(jié)能改造對(duì)于既有居住建筑的可持續(xù)發(fā)展有著重大、深刻的意義。