我國北方嚴寒地區民用建筑進行節能改造及經濟性利益淺析

摘 要：隨著我國經濟社會的快速發展和工業化的到來，能源的大量消耗嚴重影響了經濟可持續發展，特別是我國民用既有建筑能耗呈現居高不下的態勢。文章對我國北方嚴寒地區民用建筑進行節能改造的現狀、改造重點進行了分析，對改造成本和改造后的經濟利益性進行了分析，為居民小區或單個家庭進行節能改造提供了經濟上的參考依據。

關鍵詞：民用建筑 節能改造 經濟利益

中圖分類號：F293 文獻標識碼：A

文章編號：1004-4914（2013）03-281-02

隨著我國城市的不斷發展，城鄉房屋建筑規模越來越大，建筑能耗越來越高，建筑能耗的發展嚴重制約著我國經濟的發展，對既有建筑進行節能改造已經成為我國建筑節能工作中的重要組成部分。本文以我國北方嚴寒地區民用建筑為例來討論使用過程中的能耗及相關節能問題。

一、我國目前建筑能耗的現狀

1.概念。建筑能耗的概念從廣義上講是指從建筑材料制造、建筑施工，一直到建筑使用的全過程能耗。而從狹義上講是指建筑的運行能耗，就是人們日常用能，如采暖、空調、照明、炊事、洗衣等的能耗。本文中所指建筑能耗是指狹義上的建筑能耗，即保障建筑室內空氣品質所需運行使用能耗。

2.現狀。我國建筑可分為工業建筑、農村居住建筑和城鎮民用建筑三大類。據建設部統計的數據，目前我國人均住宅面積為30平方米，按中國13億多人口計算，我國建筑面積已達到400億平方米，而我國每年新建住宅近20億平方米，預計到2020年還將新增建筑面積約300億平方米。而建筑能耗已從10年前占社會總耗能的15%，上升到現在的占16.7%。現有存量建筑大多是20世紀70、80年代的建筑，屬于非節能的高能耗建筑，建筑能耗在社會總能耗中所占的比例占到30%以上。如果按照現在的建筑能耗，到2020年我國的建筑能耗將達到10億噸標煤的水平，約等于4.5個三峽發電站的年發電量。

3.重點地區。我國北方大部分采用集中供熱系統，而建筑圍護結構保溫不良、供熱系統效率不高和熱源調節不當等問題從而使系統損失的熱量高達30%，導致我國建筑采暖能耗偏高。北方城鎮采暖能耗占全國城鎮建筑總能耗的45%，為建筑能源消耗的最大組成部分。單位面積采暖能耗折合標準煤平均為20kg/平米/年，因此我國北方建筑采暖能耗高、比例大，北方采暖地區城鎮既有居住建筑就有大約35億平米需要和值得節能改造，為建筑節能的重點地區。我國傳統的采暖區域集中在北方寒冷地區和嚴寒地區15個省市，城鎮供熱面積約100億平方米，供熱能耗接近2億噸標準煤，是我國能源消耗的重點。我國有400億平方米既有的建筑，估計至少有1/3（約130多億平方米）需要進行節能改造，既有建筑的節能改造任重而道遠。2012年，山西省對700萬平方米的既有居住建筑進行“穿衣、戴帽、戴口罩”的節能改造。

二、對現有建筑進行節能改造的重點

既有建筑節能改造通常是指我國嚴寒和寒冷地區未執行《民用建筑節能設計標準（采暖居住建筑部分）》建設，并已投入使用的采暖居住建筑，通過對其外圍護結構、供熱采暖系統及其輔助設施進行供熱計量與節能改造，使其達到現行建筑節能標準的活動。2012年1月29日，住房和城鄉建設部辦公廳印發了《既有居住建筑節能改造指南》。《指南》的發布對節能改造提出了具體的目標和要求，為現有建筑的節能改造提供了具體的操作規范。

目前節能改造的主要內容有：（1）外墻、屋面、外門窗等圍護結構的保溫改造。（2）采暖系統分戶供熱計量及分室溫度調控的改造。（3）熱源（鍋爐房或熱力站）和供熱管網的節能改造。

1.對門窗進行節能改造。窗戶是建筑外墻保溫隔熱的薄弱環節，建筑圍護結構的各部分在冬季保溫中，6%的熱量是通過屋頂流失的，15%的熱量是通過地面流失的，外墻承擔了20%的作用，外窗承擔了64%的作用，其中外窗熱傳導占30%，外窗氣密性占34%。因此，提高窗戶的保溫能力對建筑的節能效果十分重要。將普通的單層玻璃窗戶改為間隔空氣厚度為6mm，玻璃厚度為5mm的雙玻中空塑鋼窗，提高門窗的熱工性，增加門窗的密封性。

2.對外墻進行保溫改造。對于建筑結構來說，其本身是建筑空間的外皮，通俗地講就是建筑空間的衣服，外墻主要功能就是隔熱保溫，由于施工技術及建材品質落后的原因，我國北方老舊建筑普遍存在“走風漏氣”的現象。因此，通過外墻內保溫，墻體自保溫可以有效地提高室內的溫度。外墻外保溫材料主要使用厚度在30mm的防火聚苯乙烯板，這種材料保溫性能好，施工方便，造價較低，在我國既有建筑節能改造中普遍使用。

3.對室內采暖系統進行分戶供熱計量及分室溫度調控改造。分戶供熱計量及分室溫度調控就是在家中每一組暖氣片上都安裝了電子式“熱力分配表”和一個“兩通恒溫閥”，居民可以按照自己的需要，隨時對室內溫度進行調節。在居民樓外，供熱站安裝一個總熱量表，一個采暖季結束，整棟樓的住戶將按照“熱力分配表”記錄的數字分擔總熱量，由此測算一個熱用戶采暖季的費用。實現分室控溫，按戶計量，真正實現采暖用熱按戶計量。

三、技術經濟分析及改造后的經濟效益

建筑節能改造的投資回報是一個長遠的概念。對既有建筑進行節能改造后，不僅可以有效地降低能耗，還可以節約成本，提高居住的舒適性，達到實際節能50%的效果。目前，投資回報應該如何計算還沒有一個明確的公式，而回報周期將由于不同的既有建筑工況和采取的節能技術種類而長短不一。

1.技術經濟分析改造成本估算。以山西太原市某小區為例對改造成本進行分析。該小區共380戶，共有建筑面積：55160.35m2；外墻外保溫面積：20580.12m2；屋面面積：9193.38m2；外窗面積：12725.63m2。外墻保溫改造需要20580.12m2×190元/m2=391.02萬元；屋面改造需要9193.38m2×210元/m2=193.06萬元；外窗改造需要12725.63×300元/m2=381.77萬元。采暖改造費預計需要200萬元。加上其他費用。預算工程費用合計：1265.85萬元。每平方造價：1265.85÷55160.35=229.48元/m2.

補助政策：根據國家的補貼政策，改造資金按照國家相關政策，政府補助一塊；產權單位和職工出一塊的方式解決。其中：國家、省財政、市財政按照1：1：1的比例進行補助，國家補助45元/m2，省財政補助45元/m2，市財政補助45元/m2，合計補助135元/m2。按照50%建筑節能標準進行改造，建筑面積55160.35m2，共需要改造資金1265.85萬元，其中政府補助按照135元/m2，共計補助744.66萬元。預算工程費用1265.85萬元-744.66萬元=521.19萬元。產權單位需要出資：521.19萬元。以上資金如果分攤到380戶小區用戶，每戶需要分擔資金：521.19萬元÷380=1.37萬元。實際每戶只需要出資13700元人民幣。

2.改造后的經濟效益分析。（1）降低了居民的熱費開支。從表2中可以看出，在冬季采暖季室內平均溫度達到設計要求的同時，節能率達到了50%。節煤量：（28.06-12.77）kg×55160.35m2=843.40t

即改造后一個采暖季大約可節約標準煤843.40噸，按現行煤價約600元/噸計算，改造后該小區每年可節約600元/噸×843.40t=506040元燃煤費用。

（506040元÷380戶=1331元）

假如將每年節省下來的506040元燃煤費用分攤到該小區380居民住戶，每戶每年可節省費用1331元人民幣。此節約的費用可以看成是該建筑經過節能改造后每年的固定收益。假如該小區后續使用年限為50年，每年節省1331元。每戶的前期投資成本大約11年可全部收回。（13700元÷1331元=10.29）。從目前的狀況來看，按照能源價格以每年超過資本收益率5%的速度增長，則回收期約為7年。該建筑通過節能改造后，在后續使用的50年中，前期11年為收回成本期，后期39年為收益期。39年累計每戶可節省資金51909元。（1331元×[50-11]=51909元）。（2）促進了節能減排。據相關部門統計的北方某一地區的2009-2010年采暖季的數據為例，進行節能改造后的效果明顯，一個采暖季可以節約標煤3.79萬噸，減排二氧化碳9.49萬噸、粉塵2.58萬噸、二氧化硫0.28萬噸、氮氧化物0.14萬噸，有力地促進了節能減排，大大改善了城市的生態環境。（3）改善居民生活質量。對門窗和外墻進行節能改造后，可以達到冬季保溫，夏天隔熱的效果，相對地保持室內溫度的恒溫的狀態。對供熱進行分戶計量改造，供熱質量明顯改善，供熱區域遠端和垂直單管系統層間供熱平衡，降低了系統阻力，頂層和一樓供水溫差由改造前的10多度縮小到3度左右，實現室溫均等。同時解決了個別用戶不繳費而影響其他繳費用戶用熱的問題，維護了多數繳費用戶的利益，避免了因少數住戶長期只享受熱不繳費致使整個小區停暖現象的發生。經對完成節能改造的小區采暖期運行實測，居民室內平均溫度由14℃上升至23℃，平均耗熱量比改造前可節能約30%，提高了居住的舒適性。

結論：本文對我國北方嚴寒地區既有居住建筑節能改造進行了分析，對節能改造前后的經濟性效益進行了對比，且經濟效益良好。這些建筑的節能改造對于節約能源、改善室內熱環境、減少溫室氣體排放、促進住房城鄉建設領域發展方式轉變與經濟社會可持續發展，具有十分重要的意義。

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（作者單位：太原市建筑節能管理中心 山西太原 030001）

（責編：芝榮）