摘要：我国区域间自然条件差异大，既有居住建筑类型和居民行为习惯也存在很大不同，进一步探索综合有效的节能途径，对节能减排意义重大。本文通过对哈尔滨市500万平米既有居住建筑节能改造实例的全过程回顾，归纳了从前期调研、设计、施工到节能验证所遇到的问题，整合了切实有效的节能技术和验证方法，具有一定的借鉴意义。
关键词：建筑节能；节能改造；热计量；耗热量指标；节能验证
1.引言
作为世界最大的能源消费国和碳排放国，节能减排、低碳发展是现阶段我国可持续发展道路的必然选择，而建筑节能及其改造是其中刻不容缓的重要篇章。根据《中国城乡建设统计年鉴2016》的数据，北方地区城镇集中供热面积约为91.4亿平方米，其中城市占比80%；从供热热源构成来看，北方供热领域仍以燃煤供暖为主，对大气环境造成一定污染的同时也制约城市的可持续发展。对于人口集中的城镇地区，既有建筑占据着更大的耗能比例，尽早开展节能改造，意义深远。
既有居住建筑节能改造，涉及多学科相互交叉和融合，是一个复杂的系统工程。就社会效益而言，改造的实施使得建筑的寿命得以延长，且大幅度提高住宅居住的舒适度，改善居民的生活质量；就经济效益而言，项目通过低息贷款、申报政府补贴等方式，投资回报期相对较短，改造还可促进数量可观的就业机会；就生态效益而言，改造后的建筑整体能耗下降，一定程度上减缓了冬季采暖期间的污染排放。
《能源发展“十二五”规划》（国发【2013】2号）已将供热管网改造和实现计量收费、能耗定额管理作为控制能耗总量的重要措施，鼓励地方政府充分调动各用能单位积极性，加快降低公共建筑和居住建筑能耗，实现经济和社会效益。本文围绕节能改造技术、节能验证、供热计量实施等方面，通过对我国北部严寒地区哈尔滨市500万平米既有居住建筑节能综合改造项目实例分析，分享了一些实践经验和建议。
2.项目背景
本项目实际覆盖哈尔滨市约57个小区，超过440栋居民楼，已全部完成改造，基本实现了既定节能目标。项目实施后约有8.7万户居民从中受益，可实现每个采暖季（176天）161，190吨二氧化碳、1，057吨二氧化硫、990吨氮氧化物和627吨烟尘的减排量。
因项目总投资额涉及外资贷款，项目在2012年已综合考虑国内外现行节能标准和要求，根据JGJ26-95 和JGJ26-2010《民用建筑节能设计标准》所提及的1980年代通用设计的基准建筑情况，按当地90%-92%的供热管网效率及68%-70%的锅炉效率调整后，确定了项目的三类节能目标，即建筑单位面积耗热量21.9W/m2，18.15 W/m2和17.17W/m2的能耗指标，分别对应50%，63%和65%的节能目标。需要指出的是其中15.5% ～23% 的节能量源于热源和供热管网的能效提升，建筑本身的节能率在34.5% ～42%左右。
3.项目实施关键节能途径归纳
3.1 前期调研及改造方案的确定
项目范围内的住宅建筑基本建成于八十年代后，九十年代初，房屋生命周期较长，结构完好，符合安全要求，不在近期拆迁改造计划之内。
通过前期调研和现场考察后发现：绝大多数建筑墙体透寒、透热；大多数屋面保温性能差，部分屋面渗漏严重；外窗多为木制或铁制，部分存在变形破损，保温性能和气密性差；单元楼道门多数变形，密封和绝热性能差；室外热力管道保温层破损失效，管网输送效率较低；热力入口缺少计量装置；室内采暖系统存在水力失调和用户冷热不均问题（偏远地区居民家中温度低于18摄氏度）。
经过对典型建筑的实测和技术研讨，项目确定了如下主要节能改造专项：EPS墙体外保温（加设防火隔离带），屋面防水与保温、单元保温电子门和出屋面保温门安装、非节能窗更换为（双玻或三玻）节能塑钢窗、室内温度采集与传输模块安装。此外，各楼栋热力入口安装压差调节阀，加装楼栋热计量表，采集改造前后采暖期间的原始数据。
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3.2 节能验证的实际应用
为确保最终节能效果和减排目标的实现，项目根据外资贷款协议所定义的“建筑能效证书”，参考了JGJ/T132-2009 《居住建筑节能检测标准》、英国标准协会EN13187：1999 “Thermal Performance of Buildings-Qualitative detection of thermal irregularities in building envelopes-Infrared method”等国内外节能验证标准及改造实例，确定了3种节能验证方式：
1）通过收集整个采暖季的数据，计算建筑楼栋整个采暖季单位面积耗热量指标，并进行30%以上的抽样实测；
2）建筑围护结构热工缺陷检测；
3）建筑物墙体传热系数检测；
所涉及的检测项目包括：室内平均温度、室外管网热损失率、补水率、室外管网热损失率等。检测中使用的超声波流量计、温湿度采集记录器、热流巡检仪和热敏成像仪等都提前完成了校准。值得一提的是，建筑物外围护结构热工缺陷是影响建筑物节能效果和热舒适性的关键因素之一；通过热工缺陷的检测，可以剔除存在严重热工缺陷的建筑或位置，是有效、便捷和直观的工程质量把关措施，值得借鉴和推行。
项目改造前，热计量表按要求先行安装在小区各楼栋热力入口，记录改造前整个采暖季的建筑耗热量原始数据；改造完成后第一年和第三年，通过采集到的数据、气候参数等完成建筑物实际运行节能率的分析计算，由第三方机构出具检测和评估报告。运维阶段，供热公司或远程监控平台管理人员会对加装的热计量表进行周期性校验，一旦发现失效的装置，及时上报和更替。此外，节能减排的成效可作为项目投资单位与供热公司协商既定收费补偿机制的凭证，收回一部分改造成本。供热公司也可根据实测的供热数据排查供热管道、供热系统存在的问题。
在对第三方检测机构资质筛查的过程中发现，一些机构从未完成过建筑运行阶段的节能验证检测，可见国内目前对于居住建筑的研究侧重于新建建筑，对于改造项目的实施侧重于节能设计，改造竣工后建筑物的实际使用阶段，并未出台强制要求执行节能效果后评价的执行标准或监管规定。
本项目所应用的建筑物节能验证手段可有效追踪和监测建筑改造完成后的节能数据，一方面为后续建筑节能潜力的发掘和整体供热系统的再升级提供依据，另一方面，为节能监管体系的建设和供热计量改革也迈出了探索和创新的第一步。
4.项目实施过程中的突出难点小结
既有居住建筑节能改造的施工相较于新建建筑节能改造存在更多棘手问题，包括供热管道走向排摸、小区路面的破拆查勘、热计量表场地安装限制、原始数据远传和存储、监控平台的运维管理、建筑底层私建问题的处理、居民节能窗更换、室内温度传感器安装等等。其中，一些难点问题的解决得益于当地政府、有关部门的大力支持；另一些难点诸如节能窗的更换的倡议，则通过项目组进驻小区反复宣传和协调后才得以逐步实现。最终实际换窗率超过90%，有助于节能目标的达成。
项目实施时，普遍存在供热计量与收费机制改革难以推广应用，能耗定额管理也难以落实的现象。在本项目的热计量表筛选、安装及维护的过程中也遇到了类似问题，导致热计量表的周期性校验、安装、维护、数据采集和分析等方面的投入超预期，部分先行安装的热计量表需要更换，主要原因归结于：
1）热计量表各品牌质量参差不齐；
2）场地限制导致热计量表安装困难；
3）遭其他单位施工或维护人员作业时拆除或破坏；
4）热计量表被淹、被污染，无读数或参数故障；
5）远程数据传送故障等；
因此，热计量表必须经权威检定，实现远程自动抄表能力、定时上传实时数据至指定监控平台。施工前应充分考察后确定安装区域，以确保热计量表的正常运转。节能验证的过程中也发现，楼栋热计量表的维护管理、远程监控平台的数据采集和日常管理、采暖季耗热量数据的分析工作仍存在许多可优化空间和潜力有待挖掘，以获得更大的经济和社会效益。
5.结语
本项目的前期调研工作深入、细致，确定了尽可能少但节能效益最显著的改造方式，并结合以往实施项目、借鉴国内外项目管理经验，自行编制和修改了《质量管理手册》、《环境与社会影响管理计划》、《既有建筑节能改造检测方案》等文件，对项目的实施、推进和节能验证明确了更精进的把控要求和参考依据，启示了更多有待创新优化的可能。本文通过剖析北方采暖地区既有居住建筑改造实例，分析了节能改造的关键途径、难点和节能验证方式，供借鉴和参考。
参考文献：
[1] 清华大学建筑节能研究中心，中国建筑节能年度发展研究报告2019，中国建筑工业出版社 ISBN 978-7-112-23374-8
[2] 清华大学建筑节能研究中心，中国建筑节能年度发展研究报告2019，中国建筑工业出版社 ISBN 978-7-112-23374-8
[3] 彭琛 江亿，中国建筑节能路线图，中国建筑工业出版社 ISBN 978-7-112-18901-4
论文作者:周迎
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/11
标签：节能论文; 建筑论文; 建筑节能论文; 项目论文; 量表论文; 耗热量论文; 采暖论文; 《基层建设》2019年第17期论文;