節能減碳貫穿建筑的全生命周期，除了提倡新建綠色建筑之外，對既有建筑的節能改造也成為建筑減碳的必經(jīng)之路。今年3月，住建部發(fā)布的《“十四五”建筑節能與綠色建筑發(fā)展規劃》提到，到2025年我國完成既有建筑節能改造面積3.5億平方米以上。

據北京建院低碳建筑聯(lián)合研究中心主任國萃介紹，對于低碳或者零碳建筑來(lái)講，與新建筑相比，既有建筑改造在減碳的落地實(shí)施過(guò)程中受到更多的束縛。

從目前來(lái)看，在既有建筑改造的實(shí)踐中，既有提質(zhì)增效的升級，又有改變功能用途的重生。那么，改造后的低碳建筑長(cháng)啥樣？如何實(shí)現近零碳？

北京未來(lái)設計園區在改造過(guò)程中，采用地源熱泵功能、智慧能源管理平臺等多種手段，成為老舊廠(chǎng)房利用碳中和技術(shù)的代表項目。企業(yè)供圖

案例 1

1982年裝配式建筑獲“新生” 綜合節能率達61%

在北京西城區南禮士路62號院內，有一個(gè)灰白色12層高的北京建院C座科研樓，“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”十個(gè)大字覆蓋了整個(gè)樓體。這座樓宇始建于1982年，從表面上看不出有什么特別之外，但在經(jīng)歷低能耗、環(huán)境優(yōu)化、可再生能源利用、室內外舒適度等多方面性能提升后，成為國內典型的超低能耗的既有建筑改造項目。

設置約300平方米光伏發(fā)電板

C座科研樓的結構體系是上世紀80年代的裝配式建筑，梁、板、柱全部為裝配式，為裝配整體式預應力板柱體系，也是我國現存的唯一一棟該體系的高層建筑。經(jīng)過(guò)近30年的使用，這座樓宇出現設施老化、結構安全等諸多問(wèn)題。在改造中，北京建院以低碳、綠色化改造為目標，減少大拆大建，保留原主體結構和墻體，形成主動(dòng)式+被動(dòng)式的改造方案。

早在2016年，C座科研樓在結構檢測中被判定為危樓，而預應力結構無(wú)法直接加固，北京建院通過(guò)其自有知識產(chǎn)權的小型屈曲約束支撐（BRB）結構，對主體建筑進(jìn)行抗震加固，延長(cháng)建筑的使用壽命。

作為辦公建筑，C座科研樓人員較密集，新風(fēng)需求量較大，為此設置新風(fēng)熱回收，也就是在系統方案中利用熱回收技術(shù)對排風(fēng)的余冷余熱進(jìn)行利用，同時(shí)按照北京市被動(dòng)式超低能耗綠色建筑的相關(guān)指標要求，全熱熱回收段焓效率（全熱效率）不低于75%，實(shí)現較高的節能減排效果。

同時(shí)，在南禮士路62號院內設置約300平方米的光伏發(fā)電板，所發(fā)的電用于大樓使用；屋面光伏系統全年發(fā)電量可滿(mǎn)足節能的需求。

實(shí)現綠色低碳建設目標

C座科研樓改造完成投入使用后，通過(guò)智慧建筑管理平臺，實(shí)時(shí)掌握大樓的運行情況。

C座科研樓建筑設備監控系統采用物聯(lián)網(wǎng)架構、分布式控制系統，就地控制為主、集中控制為輔，對建筑物內設備的運行狀態(tài)實(shí)行監控，涵蓋對樓內冷熱源系統、空調系統、通風(fēng)系統、空氣凈化系統、給水系統、排水系統、空氣品質(zhì)系統進(jìn)行監控。

值得一提的是，C座科研樓建筑能效監管系統是通過(guò)實(shí)時(shí)能耗監測、分析、改進(jìn)實(shí)現能源的自動(dòng)管理，實(shí)現綠色低碳的建設目標。

高效的圍護結構給大廈運維提供了較好的基礎條件，通過(guò)屋面氣象站實(shí)時(shí)獲得室外數據，調整大樓的遮陽(yáng)、空調、新風(fēng)、照明，以滿(mǎn)足人員活動(dòng)需求。

此外，C座科研樓內所使用的材料以綠色材料為主，包括為員工配置的服務(wù)設置、建筑空間改造、家具配置，充分考慮建筑的使用者的感受。

通過(guò)智慧建筑管理系統，這座樓宇的空調節能率達到57%，照明系統節能率達到75%，綜合節能率達到61%，滿(mǎn)足設計之初的節能目標，尤其是通過(guò)光伏發(fā)電、空氣源熱泵、熱回收系統，最大限度地利用可再生能源。

據悉，C座科研樓取得了國家綠色建筑三星級、美國綠色建筑LEED鉑金級、美國健康建筑WELL鉑金級證書(shū)等榮譽(yù)，為既有公共建筑、低效樓宇的高性能化節能性改造工作提供了新的思路和技術(shù)路線(xiàn)方法。

案例 2

加持碳中和技術(shù) 老銅牛廠(chǎng)蝶變未來(lái)設計園區

在北京城市副中心的張家灣設計小鎮，昔日的北京銅牛廠(chǎng)經(jīng)過(guò)騰籠換鳥(niǎo)，由老廠(chǎng)房蝶變成為工業(yè)風(fēng)兼具現代藝術(shù)感的北京未來(lái)設計園區。

北京未來(lái)設計園區在改造過(guò)程中探索綠色可持續發(fā)展，采用地源熱泵功能、智慧能源管理平臺等多種手段，成為老舊廠(chǎng)房利用碳中和技術(shù)的代表項目。

從舊廠(chǎng)房到綠色、智慧場(chǎng)景

北京未來(lái)設計園區一期在2020年12月亮相，是存量建筑更新的標桿之作。

而早在2002年，北京銅牛廠(chǎng)入駐張家灣工業(yè)開(kāi)發(fā)區。2013年，伴隨非首都功能疏解和產(chǎn)業(yè)轉型，其生產(chǎn)線(xiàn)外遷。2019年12月，北京建院作為首批企業(yè)簽約入駐張家灣設計小鎮，與北京通州投資發(fā)展有限公司、北京銅牛股份有限公司三方合作，在銅牛地塊先行啟動(dòng)北京未來(lái)設計園區項目。

北京未來(lái)設計園區是張家灣設計小鎮的示范樣板工程，構建綠色、智慧、共享的多元活力場(chǎng)景。北京未來(lái)設計園區一期共1.3萬(wàn)平方米，在改造中，沒(méi)有大拆大建，而是尊重園區現有規劃格局、建筑空間和工業(yè)建筑特征，對老廠(chǎng)房進(jìn)行保護性利用，成為工業(yè)風(fēng)十足的現代化辦公空間。

北京未來(lái)設計園區一期利用多種碳中和技術(shù)。比如，采用LED光源，提高照明效率，降低電能消耗；采用光感照明調節技術(shù)，室內照明隨室外自然光調節，降低電能消耗。

在智慧管理平臺方面，采用智能化設備監控系統，有效提高設備運行效率；采用智能化能源管理系統，對冷熱電等不同能源進(jìn)行分類(lèi)計量，對照明、電梯、風(fēng)機、水泵等進(jìn)行分項計量，實(shí)現對能源消耗進(jìn)行有效監測。

分層空調、空氣源熱泵供熱供冷

由于老舊廠(chǎng)房具有空間高大的特性，北京未來(lái)設計園區在改造中采用分層空調氣流組織形式，以提高通風(fēng)效率，減少供冷量和送風(fēng)量。

園區新風(fēng)控制則是通過(guò)二氧化碳濃度監測進(jìn)行調節。其中，根據室內二氧化碳濃度監測值，實(shí)現中央街可變新風(fēng)量的控制模式，以及開(kāi)場(chǎng)辦公區新風(fēng)換氣機啟停的控制。新風(fēng)系統還設有排風(fēng)熱回收裝置，在制熱工況下，焓效率（全熱效率）＞55%，溫度效率＞65%。

在可再生能源應用上，園區采用空氣源熱泵供熱供冷。未來(lái)，園區擬采用分布式光伏發(fā)電技術(shù)，實(shí)現自發(fā)自用余電上網(wǎng)，提高可再生能源占比；擬采用直流微電網(wǎng)技術(shù)，降低能源轉換損耗，提高能源利用率。此外，園區擬設置可視化碳足跡展示平臺，實(shí)時(shí)顯示碳排放及碳中和數據等。

“十四五”時(shí)期，北京城市副中心將繼續大力推行綠色建筑，力爭再新增100萬(wàn)平方米近零能耗建筑。其中，張家灣特色小鎮率先打造北京市綠色低碳發(fā)展示范區——零碳建筑的試點(diǎn)。

北京建院與英國零碳工場(chǎng)聯(lián)合建立“零碳工場(chǎng)中國研究院”。零碳工場(chǎng)自主研發(fā)的低碳科技產(chǎn)品，包括建筑光伏一體化入戶(hù)儲能、空氣調節、光伏設施、可移動(dòng)建筑、拼裝建筑等，助力張家灣設計小鎮成為北京城市副中心低碳生態(tài)城市建設的樣板。