《既有公共建筑节能综合改造技术指南》

《既有公共建筑节能综合改造技术指南》1改造前期技术诊断1.1基础信息摸排与分类开展改造前需全面收集既有公共建筑的建设年代、结构形式、使用功能、围护结构构造、设备系统配置、竣工图纸等基础信息，对建筑使用情况、改造需求开展现场调研。依据《民用建筑能耗标准》GB/T51161开展能耗分级，单位建筑面积年能耗超出标准限值20%及以上、围护结构热工性能不满足现行标准要求50%及以上、设备系统能效低于国家能效等级2级的公共建筑，列为优先改造对象。我国不同气候区既有公共建筑能耗特征为：严寒寒冷地区采暖能耗占总能耗的40%~60%，夏热冬冷地区空调采暖能耗合计占总能耗的40%~50%，夏热冬暖地区空调能耗占总能耗的50%~60%，照明能耗占比稳定在20%~30%，改造需结合气候特征确定重点改造方向。1.2能耗与热工诊断采用分项计量法开展能耗审计，分别计量空调系统、照明系统、动力系统、特殊功能区域（如厨房、数据机房）的能耗，梳理能耗结构与异常损耗点。对围护结构开展现场实测，通过热流计法检测外墙、屋顶、门窗的实际传热系数，我国既有公共建筑围护结构热工性能普遍存在明显缺陷：夏热冬冷地区既有公共建筑外墙传热系数多为1.5~3.0W/(㎡·K)，远高于现行节能标准要求的0.5~0.8W/(㎡·K)；外窗传热系数多为3.0~5.0W/(㎡·K)，气密性等级多为3~4级，远低于现行标准要求的6级及以上要求，窗户能耗占围护结构总能耗的40%~50%，为改造重点。1.3结构安全性与适用性鉴定改造前必须依据《民用建筑可靠性鉴定标准》GB50292开展结构安全性鉴定，对原有结构承载力、地基基础稳定性开展检测验算，新增保温层、设备、光伏系统等荷载必须纳入结构验算范围，安全性鉴定等级达不到Asu级的，需先开展结构加固改造，严禁未经鉴定开展节能改造，严禁破坏承重结构构件。2围护结构节能改造技术2.1外墙节能改造外墙改造优先选用外墙外保温系统，不占用室内使用空间，可有效消除热桥，适用范围最广。保温材料选择需满足燃烧性能、导热系数、吸水率要求：岩棉板（容重100~150kg/m³）导热系数≤0.040W/(m·K)，燃烧性能为A级，适用于高层建筑外墙；模塑聚苯板（EPS，容重18~22kg/m³）导热系数≤0.039W/(m·K)，燃烧性能不低于B1级；挤塑聚苯板（XPS，容重25~35kg/m³）导热系数≤0.030W/(m·K)，压缩强度高，适用于屋顶与首层墙面；硬泡聚氨酯现场喷涂导热系数≤0.024W/(m·K)，整体性好，适异形墙面改造。保温层厚度需结合气候区确定：严寒地区80~120mm，寒冷地区60~100mm，夏热冬冷地区30~60mm，夏热冬暖地区20~40mm，改造后外墙传热系数满足对应气候区现行节能标准要求。既有外墙饰面完好、不具备外保温施工条件的项目，可选用外墙内保温系统，内保温需对梁、柱、楼板等热桥部位做延伸保温处理，保温层延伸长度不小于热桥宽度，避免结露发霉。近期推广的预制保温装饰一体化板，将保温层与饰面层工厂预制，现场采用粘结+锚栓双重固定，施工工期较传统外保温缩短40%以上，施工垃圾减少30%，对建筑正常使用影响小，非常适合既有公共建筑改造项目。2.2屋顶节能改造原有平屋顶未发生结构性损坏的，可直接在原有防水层上方增设保温层，优先选用吸水率低、压缩强度高的挤塑聚苯板或泡沫玻璃保温板。具备条件的项目可开展平改坡改造，兼治愈漏与节能，改造后屋顶传热系数可降低40%~60%。种植屋面为主动式节能技术，适合结构荷载满足要求的公共建筑，种植屋面夏季可降低屋顶内表面温度2~5℃，降低建筑空调负荷10%~15%，同时具备海绵城市调蓄功能，改造前必须验算结构承载力与排水能力。夏热冬暖地区可选用高反射隔热屋顶，采用太阳反射比≥0.85、半球发射率≥0.8的反射隔热涂料，夏季可降低屋顶外表面温度10~15℃，施工简单，成本仅为种植屋面的1/5，节能效果明显。2.3外窗与遮阳改造外窗改造分为更换门窗与原有门窗改造两种技术路线：原有门窗框体完好、变形不大的项目，优先选用原位改造，更换老化的三元乙丙密封条，单层玻璃加贴Low-E节能膜，可降低外窗传热系数20%~30%，提升气密性30%以上，改造成本仅为更换门窗的1/3~1/2，经济性好。原有门窗损坏严重的，全部更换，型材优先选用断桥铝合金、未增塑聚氯乙烯（PVC-U），玻璃优先选用Low-E中空玻璃，一般气候区选用6mm+12A+6mmLow-E中空玻璃，传热系数可降至2.0W/(㎡·K)以下，严寒寒冷地区选用三玻两腔Low-E中空玻璃，传热系数可降至1.2W/(㎡·K)以下，改造后外窗气密性等级不低于GB/T7106规定的7级。外遮阳改造可降低空调负荷20%~30%，节能效果优于内遮阳，南向、西向窗户必须设置外遮阳，可根据建筑立面要求选用固定遮阳板、电动铝合金遮阳卷帘，夏季遮挡太阳直射辐射，冬季不影响采光得热，兼顾节能与舒适。3采暖通风空调系统改造技术3.1采暖系统改造北方集中采暖既有公共建筑，首要改造内容为水力平衡改造，既有管网普遍存在水力失调问题，水力失调度可达30%~50%，近端过热开窗散热，远端温度不达标，能耗浪费严重。改造时在每个分支环路加装静态水力平衡阀，末端加装动态压差平衡阀，改造后水力失调度可控制在10%以内，降低采暖能耗10%~15%。末端散热设备老旧腐蚀的，更换为高效钢制板式或压铸铝散热器，散热效率较老旧铸铁散热器提升15%~20%，所有末端加装自力式温控阀，实现分室控温，用户可自主调节室温，可降低采暖能耗10%~20%。分散燃煤/燃气锅炉采暖的项目，淘汰热效率低于80%的老旧锅炉，更换为一级能效燃气锅炉，热效率可达92%以上，节能20%~30%。3.2空调冷热源改造既有公共建筑老旧冷水机组的能效比（COP）多为2.0~3.0，远低于现行标准节能评价值要求，淘汰能效等级低于2级的冷热源设备。大型公共建筑优先选用高效变频冷水机组，磁悬浮离心式冷水机组COP可达6.0以上，部分负荷综合能效比（IPLV）可达9.0以上，较老旧机组节能30%~50%，寿命长达25年，经济性良好。中小型公共建筑原有分散分体空调改造，优先选用一级能效变频多联机，IPLV可达7.0以上，比分体空调节能15%~25%，可分区控制，使用灵活。3.3水系统与风系统改造既有空调水系统运行10年以上，管道结垢厚度可达1~3mm，换热效率降低15%~20%，水泵工作效率多为50%~60%，能耗浪费严重。改造时先对管道进行高压水清洗除垢，去除管壁淤泥与水垢，换热效率提升10%~15%，更换为一级能效变频水泵，水泵效率提升至80%以上，根据负荷变化自动调节转速，降低水系统能耗30%~40%。既有风系统漏风率普遍达到20%~30%，远高于标准要求的10%上限，改造时清理风管积尘，修补漏风部位，更换低效过滤器，漏风率可降至10%以内，降低风机能耗10%~15%。有持续新风需求的公共建筑，加装全热交换器新风机组，回收排风中的冷热能量，新风能耗降低20%~30%。老旧冷却塔冷却效率低，导致冷凝温度偏高，冷凝温度每升高1℃，冷水机组能耗增加3%左右，改造时更换高效换热填料或整体更换冷却塔，可降低冷凝温度2~3℃，减少冷水机组能耗6%~9%。改造完成后必须开展系统调适，完成水力平衡、风平衡调适，确保系统冷热分配均匀，设备运行在高效区间。4供配电与照明系统改造技术4.1供配电系统改造既有公共建筑供配电系统普遍存在功率因数偏低、线损偏高的问题，功率因数多为0.7~0.8，改造时加装集中或就地无功补偿装置，将功率因数提升至0.9以上，可降低配电线路损耗10%~15%。更换空载损耗偏高的老旧油浸式变压器，推广使用非晶合金铁芯变压器，空载损耗较传统硅钢变压器降低70%~80%，适合负荷波动大、空载时间长的机关办公楼、学校等公共建筑，节能效果明显。线缆老化、截面不满足要求的，更换符合载流量要求的节能线缆，降低线损。4.2照明与动力系统改造照明能耗占既有公共建筑总能耗的20%~30%，原有老旧白炽灯、普通荧光灯效率低，改造时全部更换为一级能效LED灯具，LED光效是白炽灯的8倍以上，是普通T8荧光灯的2倍以上，可实现节能50%~70%，改造后照明功率密度满足《建筑照明设计标准》GB50034要求，普通办公室功率密度不超过5W/㎡，照度达到300lx要求。照明系统加装智能控制装置，大开间办公区域加装自然光感应调光装置，走廊、卫生间、楼梯间等公共区域加装人体感应开关，可降低照明能耗30%~50%。老旧电梯改造，加装能量回馈装置，可将电梯下行产生的势能转化为电能回馈电网，降低电梯能耗15%~25%，数据机房等特殊动力负荷，改造为高效UPS设备，降低空载损耗，节能10%~20%。5可再生能源应用技术既有公共建筑改造应优先利用可再生能源替代常规能源，降低化石能源消耗。有生活热水需求的酒店、医院、体育馆等公共建筑，优先安装太阳能热水系统，根据热水需求量设计集热面积，太阳能保证率可达30%~50%，年可节约热水能耗40%以上。屋顶荷载满足要求、屋顶面积充足的公共建筑，安装分布式光伏发电系统，1㎡屋顶可安装约100W光伏组件，1kW光伏年发电量约1000~1200kWh，自发自用模式下可覆盖公共建筑自身用电量的20%~30%，兼具节能与经济效益，具备条件的可结合外墙改造开展光伏建筑一体化（BIPV）改造，实现发电、保温、装饰一体化。有场地条件的中小型公共建筑，可采用地源热泵系统替代常规空调采暖系统，土壤源地源热泵系统夏季制冷较常规空调节能20%~30%，冬季采暖比燃气锅炉节能40%~50%，适合夏热冬冷地区冷热联供需求。夏热冬冷、夏热冬暖地区分散采暖改造，可采用空气源热泵热风机，冬季采暖COP可达2.5~3.5，比电锅炉节能60%以上，改造施工简单，无需大面积管网改造，经济性良好。6智能化改造与能耗监测按照《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统技术导则》要求，改造时同步建立分项能耗监测系统，对空调、照明、动力、特殊负荷分别设置计量装置，实现能耗实时采集、上传、分析，及时发现异常能耗损耗，可降低运行能耗10%~15%。既有楼宇自控系统失效的，重新搭建楼宇自控系统，实现空调、照明、电梯系统的自动运行调节，优化冷水机组出水温度设定、空调送风温度设定，根据室外气候动态调节运行参数，开展冷水机组群控优化，让多台冷机始终运行在高效区间，可降低冷源系统能耗10%~20%。7验收与运行维护改造完成后，按照《建筑节能工程施工质量验收标准》GB50411开展分部分项验收，抽样检测围护结构热工性能、设备能效、系统运行参数，连续开展72小时系统试运行，各项指标满足设计要