既有居住建筑節能改造對建筑可持續發展的重要性

牛永強

（中鐵十二局集團建筑安裝工程有限公司，山西 太原 030000）

1 項目背景

1.1 社會背景

2021 年是國家十四五開局之年，在十四五規劃中提到“加快推動綠色低碳發展，持續改善環境質量”。目前中國正處在工業化發展的關鍵時期，居民日益提高的生活質量與生活滿意度，既引起了建筑業的飛速發展，也增大了建筑能耗的需求量。這一方面的不斷上升，使能源負擔和環境污染日趨加重。所以，若要將現在投入與效能成反比的建筑形式進行轉變，推動可持續發展的計劃進度，就必定要把建設重心放在節能建筑這方面。建筑節能的大力發展，會使我國的綠色環保的發展方案在推行中更順利，而發展低能耗建筑節能技術也是我國建筑節能發展的必要方向。

1.2 發展背景

節能改造使建筑的圍護結構更加可靠、實用，大大加強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。

而在上世紀四十年代的歐洲，外墻保溫系統就已經涌現，此保溫系統在多年的實際運用和長時間的磨練下已經成為一種成熟且有效的保溫技術，運用該技術可以給予住戶精致的建筑外觀以及優良、舒適的生活環境[1]。

2 實施目標

2.1 節能改造實施的意義及必要性

既有居住建筑節能改造，是實現國家十四五規劃中“加快推動綠色低碳發展，持續改善環境質量”戰略的重要舉措，是惠及廣大市民的民生工程。實施節能改造對于改善大氣環境質量、提升城市形象，構建節約型和環境友好型城市都具有十分重要的意義。

2.2 是貫徹節約資源基本國策的需要

根據《中華人民共和國節約能源法》第四條規定：節約資源是我國的基本國策。

國家制定了節約與發展齊頭并進的計劃，就是要將節約放在能源發展戰略的首位。而在新建、既有建筑的節能改造中使用節能建筑材料，利用可再生能源系統既是國家的鼓勵政策，也是我們對于節能改造最為有效的辦法。目前我國的節能方面的重點之一便是建筑節能，要著重發展節能性建筑，促進我國的節能改造進程，積極響并落實有關節約能源的基本國策是當前的第一要事[2]。

2.3 是提升人民幸福指數，創造和諧社會的需要

隨著社會的不斷發展以及經濟的快速增長，建筑節能改造逐步進入了大眾視野。對既有建筑進行節能改造，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，從而優化了居民的生活環境，提升了居民幸福感。當前正在進行的太原市既有居住建筑節能改造項目受到社會各界的高度關注，集萬千目光于一身，被稱為政府為百姓謀福利的“惠民工程”，該項目的進行對于落實有關節約能源的基本國策，提升人民幸福指數，構建社會主義和諧社會具有至關重要的意義。

2.4 全方位的改善、優化省城環境質量，實現供熱全覆蓋的有效補充

為了改善大氣環境、實現供熱全覆蓋，需進一步加快集中供熱的建設工作，而其中主要矛盾之一便是集中供熱熱源的不足，雖然已經實施了太古供熱項目等大型集中供熱熱源工程，但仍有較多問題。而對現有建筑進行節能改造，既能不增加污染物排放，又可以對現狀熱源進一步挖潛，增加供熱能力，最終實現供熱全覆蓋的有效補充。

2.5 符合太原市城市發展政策的要求

發掘城市特點，推動城市轉型，提高城市品質，優化生態環境是目前太原市的首要問題。既有居住建筑節能改造項目的進行，既可以使太原市的環境質量得以改善，又優化投資形勢，帶動城市的可持續發展進程，對于建設服務全省、影響全國、吸引世界的新太原有著十分深遠的意義。

2.6 城市環保的要求

雖然經過幾年的奮力治理，大氣環境有所改善，但由于市區中中、小型采暖鍋以及大量的家庭采暖小爐灶的使用，仍然會產生嚴重的污染，對城市的大氣問題有著極大困擾。目前太原市集中供熱發展的主要問題之一便是集中供熱熱源的不足，而對既有建筑進行節能改造，降低建筑能耗，即可擴大現有熱源的供熱能力。其優越性主要體現在以下幾方面：

1.節約能源。在進行建筑節能改造后，可以使現有集中供熱熱源的熱源供熱能力有所提高。與此同時，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，從而大大減少了無效熱損失。

2.改善大氣環境。經過建筑節能改造，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輸，并且還避免了二次揚塵問題。

3.節約城市土地。建筑節能改造后，可通過增大集中供熱面積來減少資源占用，并且由分散供熱變為集中供熱，能夠減小城市土地的占用，大大促進了城市擴展。

2.7 是節能減排、安國富民、為民添福的民心工程

目前，我國很多建筑的能耗與能源利用率成反比，極大地限制了社會的發展。我國國民經濟和社會發展規劃綱要明確提出：“落實節約資源和保護環境基本國策，建設低投入，高產出，低能耗，少排放，能循環，可持續的國民經濟體系和資源節約型、環境友好型社會。實施節能改造后，不僅響應了國家政策、降低了能耗、保護了環境、節約了資源、推動了可持續發展計劃進程，而且改善了居民生活質量，提升了居民滿意度[3]。

3 項目現狀調查

通過對太原市熱力集團有限責任公司既有供熱區域內既有居住非節能建筑進行詢問調查，本項目中計劃節能改造小區共分為三類。

第一類：1986 年之前未進行任何建筑節能保溫措施的建筑，多為1986 年之前未實行《民用建筑節能設計標準（采暖居住建筑部分）》（JGJ26-86）標準的建筑；采暖平均設計熱負荷指標為100W/m2。目前此類建筑在供熱區域內仍占有一定比例，多為3 層以下老舊建筑，建筑為370 磚墻，門窗仍有木質門窗，陽臺為120 磚墻陽臺，屋頂為預制板結構。此類小區供熱效果較差，能耗也高，使用年代久遠。

第二類：1986 年至1996 年，在未采取建筑節能基礎上節能30%；從1986 年8 月1 日開始我國實行第一階段節能30%的《民用建筑節能設計標準（采暖居住建筑部分）》（JGJ26-86）標準，采暖平均設計熱負荷指標為70W/m2。由于并未執行相應的實施細則，僅僅是建筑圍護及窗戶比以前有所提高，節能水平也相應提高。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能改造的重點對象，建筑仍有較長的使用年限，建筑能耗較高，有較大可以進行改善的空間。

第三類：1996 年到2010 年，在未采取節能建筑基礎上節能50%。從1996 年7 月1 日開始實行第二階段50%節能的《民用建筑節能設計標準（采暖居住建筑部分）》（JGJ26-95）；采暖平均設計熱負荷指標為50W/m2。此類住宅在既有供熱區域內占有一定比例，多為11 層以上建筑，采用雙層窗戶，基本滿足建筑節能的要求。同時通過對太原市熱力集團有限責任公司既有供熱區域內既有居住非節能建筑進行詳細調查，調查內容主要包括：建筑物結構安全、陽臺荷載能力、圍護結構熱效能、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能改造（一期）PPP 項目具體施工過程中發現，陰陽角等處節點部位采用一體成型的聚苯模塊可以提高施工效率、質量,臨街防護，護欄、太陽能、空調的拆裝及支架加長等工程也實際發生于節能改造過程中[4]。

4 實施方案

4.1 實施項目

依據節能標準75%的要求，進行改造的主要內容包括外墻、屋面保溫、外部窗戶更換、更換樓宇門等工程。

4.2 實施過程中，實施單位需要滿足下列要求

1.優先選用安全可靠、對居民造成影響小、施工周期較短、對環境污染較少、施工方便的墻體保溫技術，并盡量減少濕作業施工。

2.嚴格執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家現行防火標準。

3.既有居住建筑節能改造不得采取使用國家嚴令禁止的、淘汰的、已損壞的設備和材料。

4.參與項目節能改造的設計單位應提供改造小區完整的建筑熱工節能計算書、立面設計和相應的構造措施詳圖。

5 實施評價

1.符合我國環保法律法規和環保標準需求功能規劃。

2.持續推行污染物總量控制和達標排放政策的要求。

3.堅守“三同時”準則，即環境治理設施的規劃、建設和運營相互配套，施工與項目的主體工程同時設計實施生產、同時上線運營。

4.力爭環保和經濟相協調，致力于實現環境與經濟的雙贏，力求環保治理技術方案的可行性和符合當前發展的經濟運營模式。

5.注重綜合利用資源，加強環境治理。項目中廢氣、廢水的產生需要提出處理。

目前，中國經濟可持續發展的一項長期計劃便是節約能源，節約能源既可以將能源供需的緊張關系逐步緩解，又可以提升人居環境，帶動經濟發展，并對快速推動環境保護、促進產業結構升級改造和產業升級具有不可或缺的重大意義[5]。

6 節能效益及經濟性

既有居住建筑完全節能改造后，節能后能耗變更25%。通過六城區上報小區名單進行數據整理與分析可知：1986 年以前建成的小區改造面積占總改造面積比例為24.69%，1986 年～1996 年建成的小區改造面積占總改造面積比例29.44%，1996 年及以后建成的小區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結構建筑，1986 年以前的建筑采暖熱指標取100W/m2，1986 年～1996 年的建筑采暖熱指標取75W/m2,1996 年及以后的建筑采暖熱指標取50W/m2。小區改造后的平均熱指標變為25W/m2。根據《城鎮供熱管網設計規范》（CJJ34-2010）可知：

——采暖全年耗熱量（GJ）：

N——采暖期天數（d），本次取值151 天。

Qh——采暖設計熱負荷（kW）。

Ti——室內計算溫度（℃），本次取值18℃。

Ta——采暖期室外平均溫度（℃），本次取值-1.2℃。

Tah——采暖室外計算溫度（℃），本次取值-9.7℃。

通過上述可知，改造前年耗熱量為631.6 萬GJ，改造后年耗熱量為226.53 萬GJ，計算可得，改造后年節約耗熱量為405.08 萬GJ。

根據《綜合能耗計算通則》（GB/T2589-2020）可知，熱力折標煤系數為0.03412kgce/MJ，原煤折標煤系數為0.143kgce/kg。原煤推算價格按409.68 元/t。

本項目進行節能改造后的既有居住建筑能耗符合相關設計標準、規范要求及規程制度。項目熱能利用效率提高，綜合能耗水平較低，將很大地提高節能效益。

6.1 新增擴網能力

對既有建筑節能改造后，現有供熱能力增大，既有已實現節能改造的熱力站可以對周邊新建建筑進一步擴網，但一般二次網擴網能力有限，受供熱半徑及小區限制，可以節約少量擴網投資，但極其有限，不予考慮；而新增供熱能力則為上一節中節約耗熱量，改造后平均熱負荷指標全部參照節能改造后平均指標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 社會效益分析

綜上所述，建筑的節能改造可以很好地體現“保溫隔熱”效果；在冬夏季有利于室溫保持穩定，減少了使用空調等調溫設備的需求，有效降低了電能消耗。圍護結構作為建筑物的外部層，將建筑的外層包裹起來，不僅提高了保溫性，而且使建筑物的壽命也得以延長，同時對居民的正常生活幾乎沒有影響。而且本項工程的實施關系到太原市經濟可持續發展和提高人們生活的環境質量，已經是目前太原市必須處理的第一要事，實行既有居住建筑節能改造對于既有居住建筑的可持續發展有著重大、深刻的意義。