碳達峰碳中和背景下老舊小區節能改造探索性研究

姜岳 張云 喬超男

(河北水利電力學院 河北滄州 061001)

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

1 老舊小區改造意義

中國共產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，加快老舊住宅小區的整治，對基礎生產環節以及產業結構進行定向化調整，穩步推進經濟建設。正因如此，才可從宏觀條件下對基礎生產環節以及耗能環節進行改善。從雙碳背景以及生態環保戰略的推動形式而言，老舊小區改造則是社會高速發展產生脫節問題的重要補償機制。

1.1 民生優化舉措的重要實現點

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展之間呈現的不均衡指標，已經成為社會發展的主要矛盾體。此類矛盾作用在老舊居住小區群體之上，極易在基礎生活支出能力的前提下，無法通過既有經濟水平支持社會發展、民生發展之間的問題。從我國現有的老舊住宅統計數據來講，在2000年之前的小區約為22 萬個，受到建成年限的限制，在部分建筑技術以及建設標準方面存在問題，比如：部分老舊小區是按照道路建設情況而修建的，小區內部缺乏活動空間，且公共設施相對不足，后期城區改造以及城市化推進過程中，對老舊小區居住人員呈現缺位問題。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基建設施，結合應用需求點，在民眾的日益增長的需求指標下，實現正向驅動及調節，提高民眾的幸福點[1]。

1.2 社會轉型發展的重要著力點

在城市化建設發展下，我國人口城鎮化率已經高達66%，伴隨土地規劃以及城市邊緣化的拓展，城市建設主體在適宜居住性、系統性、包容性方面呈現多元發展態勢。但是從我國城鄉建設以及城市發展主旋律而言，部分方面則呈現局限性問題，特別是在持續性上漲的房價機制之上，大部分人們缺乏對基礎內生力量的正向調節功能，無法利用自身經濟條件提高生活水平。此方面，國家加強完善老舊小區的建設指標，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劃、建設管理機制等，加強對惠民惠生政策的調整，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型需求，同時也可對老舊小區的整體規劃塑造提供切入點[2]。

2 我國老舊小區能源消耗現狀

據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%。受限于技術組成以及政策機制的調整，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 建筑構件方面

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

2.2 供暖系統方面

供暖系統作為建筑物的重要耗能載體，特別是在北方區域，冬天季節需要大量煤進行供熱，此過程將消耗大量的煤炭資源，才能熱能持續性供應效果。但是，現目前部分老舊小區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，引發結構散熱現象。此外，部分老舊小區在設計安裝以及后期運維過程中存在不規范現象，致使熱功率下降。

2.3 機電系統方面

照明空調系統作為老舊小區的耗能點，部分老舊住宅小區證明系統落后、設計不合理以及設施老化等現象，均將產生照明能源耗用度持續增高現象。除此之外，部分空調系統存在年久失修，將產生大量的能源消耗，例如：部分老舊建筑小區多采取半集中式空調系統，在運行過程中將產生更高阻值，同時內部管線存在腐蝕、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節能改造探索性研究

3.1 建筑結構節能改造探索

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，提高建筑結構的整體保溫性能，在冬季供暖期間有效抑制熱量散發。目前，大部分外墻保溫體系以及相關建筑結構的設定，是在原有的老舊建筑結構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構搭建環節等進行整體優化處理，嚴格保證每類設施在組建過程中不會產生形變問題，避免建筑結構長時間使用期間的冷橋現象。改造完畢后期，應對建筑結構進行質量核驗處理，按照前期預設的機制，對不同的建筑功能或材料結構之間的配比參數進行核驗，保證改造后期的精確性[5]。

3.1.2 門窗保溫

門窗作為建筑結構熱交換的重要設施，部分老舊小區中的門窗裝置設定仍然采用原有鐵質框架，此設施密閉性較低。據調查顯示，門窗結構的熱量損耗比占據建筑總能耗的50%。針對此，應加強分析門窗基礎結構以及相關性能，結合構件組成以及材料工藝等，建設具有正向調節功能的改造機制。這期間，可將原有的鋼制門窗替換為節能類門窗，增加門窗結構的阻熱系數以及密閉性。此外，門窗調整過程中，需按照區域小區內部居民的經濟承載能力進行合理化、技術化調整，兼顧門窗的經濟性與環保性，保證門窗結構在后期投入使用過程中達到節能指標[6]。

3.1.3 屋面改造

對屋面保溫結構進行改造時，主要設置增層或保溫層，提高屋面內部防護性能，但是建筑結構整體規劃下，屋面內保溫措施的建設極易縮減結構空間，同時，內部保溫結構將對原有建筑結構產生更多負載需求。

3.2 采暖供熱系統改造探索

冬季采暖供熱系統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，嚴重危害生態環境。針對采暖供熱系統進行優化處理時，應當遵循“源—網—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控，節約電力能源以及煤炭資源。現場施工作業時，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，通過持續性、高效性的改造工序，避免出現施工中斷問題，最后應當針對熱力能源的改造效果進行驗收處理[7]。

3.3 機電系統改造探索

3.3.1 照明系統改造

目前，部分老舊小區照明系統建設及照明設施布局存在不合理現象，甚至是部分小區內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，將產生更多能耗需求。后期節能管控下，應針對不同建筑結構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，對基礎照明系統進行感應控制，借助智能化、集成化系統，在不同驅動機制下進行自主調節，例如：依據季節、天氣以及光線等，自動調節光照強度。除此之外，可通過風能、太陽能等，實現電能轉換及儲備，降低小區照明系統對電力網絡的耗能需求。

3.3.2 空調系統改造

部分老舊小區空調系統存在嚴重破損問題，甚至部分老舊小區內部并不具備完整的空調系統，采用局部式空調設施，此類裝置極易造成內部空調系統運行期間的失效現象。針對存在問題進行優化及改造，應分析空調系統運行期間的故障問題，檢查易損壞部件，分析風機不轉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境造成干預，同時也可加大空調系統的實際節能效用。

4 碳達峰碳中和背景下老舊小區節能改造案例

以某小區某號樓為例，該樓共有3 個單元，樓高7層，南北向。

4.1 基礎類改造環節

4.1.1 節能改造

針對主流體進行改造時，首先拆除窗戶外護欄結構，結合建筑結構內部尺寸參數進行整體加固處理，避免因為結構缺失引發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構進行外墻保溫處理，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構的熱阻系數。在此過程中，應注意外墻建筑結構建設要起到保溫的效果，還應在外立面起到建筑防護效果，有效增強結構整體的承載性能，以避免因外力風阻或自然風化影響造成結構破損問題。針對屋面進行改造時，主要是對屋面內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，應進行調整，避免出現雷擊風險。針對外地面進行改造時，可換成具有節能效果的門窗結構，且針對各類建筑外部的單元門以及建筑樓道內的門窗等進行分析與規劃，必要條件下可在建筑結構外部增設幕墻，增加保溫隔熱性能，保證后期使用過程中，降低空調設施的使用頻率，達到節能效用。

4.1.2 空調改造

針對老舊小區空調系統進行優化改造時，分析外部結構組成及內部驅動模式，并做出逐步調整處理。第一，空調系統外部線路應做到整體規劃、統一布局處理，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構與容易積水的結構中。第二，增設冷凝水管，及時排除空調系統運行中產生的水分，確保水體的及時排除。第三，針對空調系統內部驅動組件進行檢修，如果發現銹蝕嚴重組件或松動結構時，應進行更換處理，且在更換完畢之后對組件進行養護，增加抗腐蝕性。第四，針對內部空調結構進行處理時，對不同房屋構造及空調出風口位置進行調整，保證冷空氣與熱空氣可實現高效率交換。

4.1.3 樓體結構改造

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

4.1.4 單元門結構改造

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生一定影響。針對此類設施改造前期，應入戶進行統計，成立業主委員會，合理調配時間，保證在最短時限內予以完善處理。針對單元門及室內門窗進行優化設計時，應綜合考慮到新型節能門窗與建筑主體結構之間的尺寸參數，因為部分老舊小區的建設標準與新型建設標準存在差異，如果門窗尺寸較小，則極易加大結構裂縫問題。此時，應合理分析參數，必要情況應提前聯系生產廠商進行加工，提高門窗結構的密閉性。

4.2 完善類改造

4.2.1 照明系統

照明系統作為人們夜間出行的重要保證，部分老舊小區照明系統存在嚴重的缺失現象，且老舊設施及不合理的照明布局等會加大能源耗損問題。針對照明系統進行改造時，分析原有照明體系中的不足之處，結合電力設施的布局節點，合理設定照明系統。可引入智能感應化的照明系統，利用物聯網技術，將照明系統中的各項驅動功能進行關聯，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換裝置，作為照明系統能源供應及轉換的重要承接裝置，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

加設太陽能熱水系統，將太陽能轉變為熱能，為用戶提供熱水，降低家庭熱水器的使用頻率。老小區改造期間，部分小區為平頂，接收太陽能的面積相對較小。對此，需將屋頂統一改變為坡屋面，此類結構在規劃及使用過程的熱能轉換效率相對較高。同時，太陽能熱水系統具有智能調節功能，當吸收的太陽能達到峰值時，轉換的多余能量可存儲在終端電池中，在夜晚可對小區內部照明設施進行供電處理，提高節能效果。

4.3 節能減排效果分析

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

5 結語

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