“改造”出来的低碳建筑

北京未来设计园区在改造过程中，采用地源热泵功能、智慧能源(600869)管理平台等多种手段，成为老旧厂房利用碳中和技术的代表项目。企业供图

节能减碳贯穿建筑的全生命周期，除了提倡新建绿色建筑之外，对既有建筑的节能改造也成为建筑减碳的必经之路。今年3月，住建部发布的《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》提到，到2025年我国完成既有建筑节能改造面积3.5亿平方米以上。

据北京建院低碳建筑联合研究中心主任国萃介绍，对于低碳或者零碳建筑来讲，与新建筑相比，既有建筑改造在减碳的落地实施过程中受到更多的束缚。

从目前来看，在既有建筑改造的实践中，既有提质增效的升级，又有改变功能用途的重生。那么，改造后的低碳建筑长啥样？如何实现近零碳？

案例 1

1982年装配式建筑获“新生”综合节能率达61%

在北京西城区南礼士路62号院内，有一个灰白色12层高的北京建院C座科研楼，“科学技术是第一生产力”十个大字覆盖了整个楼体。这座楼宇始建于1982年，从表面上看不出有什么特别之外，但在经历低能耗、环境优化、可再生能源利用、室内外舒适度等多方面性能提升后，成为国内典型的超低能耗的既有建筑改造项目。

设置约300平方米光伏发电板

C座科研楼的结构体系是上世纪80年代的装配式建筑，梁、板、柱全部为装配式，为装配整体式预应力板柱体系，也是我国现存的唯一一栋该体系的高层建筑。经过近30年的使用，这座楼宇出现设施老化、结构安全等诸多问题。在改造中，北京建院以低碳、绿色化改造为目标，减少大拆大建，保留原主体结构和墙体，形成主动式+被动式的改造方案。

早在2016年，C座科研楼在结构检测中被判定为危楼，而预应力结构无法直接加固，北京建院通过其自有知识产权的小型屈曲约束支撑（BRB）结构，对主体建筑进行抗震加固，延长建筑的使用寿命。

作为办公建筑，C座科研楼人员较密集，新风需求量较大，为此设置新风热回收，也就是在系统方案中利用热回收技术对排风的余冷余热进行利用，同时按照北京市被动式超低能耗绿色建筑的相关指标要求，全热热回收段焓效率（全热效率）不低于75%，实现较高的节能减排效果。

同时，在南礼士路62号院内设置约300平方米的光伏发电板，所发的电用于大楼使用；屋面光伏系统全年发电量可满足节能的需求。

实现绿色低碳建设目标

C座科研楼改造完成投入使用后，通过智慧建筑管理平台，实时掌握大楼的运行情况。

C座科研楼建筑设备监控系统采用物联网架构、分布式控制系统，就地控制为主、集中控制为辅，对建筑物内设备的运行状态实行监控，涵盖对楼内冷热源系统、空调系统、通风系统、空气净化系统、给水系统、排水系统、空气品质系统进行监控。

值得一提的是，C座科研楼建筑能效监管系统是通过实时能耗监测、分析、改进实现能源的自动管理，实现绿色低碳的建设目标。

高效的围护结构给大厦运维提供了较好的基础条件，通过屋面气象站实时获得室外数据，调整大楼的遮阳、空调、新风、照明，以满足人员活动需求。

此外，C座科研楼内所使用的材料以绿色材料为主，包括为员工配置的服务设置、建筑空间改造、家具配置，充分考虑建筑的使用者的感受。

通过智慧建筑管理系统，这座楼宇的空调节能率达到57%，照明系统节能率达到75%，综合节能率达到61%，满足设计之初的节能目标，尤其是通过光伏发电、空气源热泵、热回收系统，最大限度地利用可再生能源。

据悉，C座科研楼取得了国家绿色建筑三星级、美国绿色建筑LEED铂金级、美国健康建筑WELL铂金级证书等荣誉，为既有公共建筑、低效楼宇的高性能化节能性改造工作提供了新的思路和技术路线方法。

案例 2

加持碳中和技术老铜牛厂蝶变未来设计园区

在北京城市副中心的张家湾设计小镇，昔日的北京铜牛厂经过腾笼换鸟，由老厂房蝶变成为工业风兼具现代艺术感的北京未来设计园区。

北京未来设计园区在改造过程中探索绿色可持续发展，采用地源热泵功能、智慧能源管理平台等多种手段，成为老旧厂房利用碳中和技术的代表项目。

从旧厂房到绿色、智慧场景

北京未来设计园区一期在2020年12月亮相，是存量建筑更新的标杆之作。

而早在2002年，北京铜牛厂入驻张家湾工业开发区。2013年，伴随非首都功能疏解和产业转型，其生产线外迁。2019年12月，北京建院作为首批企业签约入驻张家湾设计小镇，与北京通州投资发展有限公司、北京铜牛股份有限公司三方合作，在铜牛地块先行启动北京未来设计园区项目。

北京未来设计园区是张家湾设计小镇的示范样板工程，构建绿色、智慧、共享的多元活力场景。北京未来设计园区一期共1.3万平方米，在改造中，没有大拆大建，而是尊重园区现有规划格局、建筑空间和工业建筑特征，对老厂房进行保护性利用，成为工业风十足的现代化办公空间。

北京未来设计园区一期利用多种碳中和技术。比如，采用LED光源，提高照明效率，降低电能消耗；采用光感照明调节技术，室内照明随室外自然光调节，降低电能消耗。

在智慧管理平台方面，采用智能化设备监控系统，有效提高设备运行效率；采用智能化能源管理系统，对冷热电等不同能源进行分类计量，对照明、电梯、风机、水泵等进行分项计量，实现对能源消耗进行有效监测。

分层空调、空气源热泵供热供冷

由于老旧厂房具有空间高大的特性，北京未来设计园区在改造中采用分层空调气流组织形式，以提高通风效率，减少供冷量和送风量。

园区新风控制则是通过二氧化碳浓度监测进行调节。其中，根据室内二氧化碳浓度监测值，实现中央街可变新风量的控制模式，以及开场办公区新风换气机启停的控制。新风系统还设有排风热回收装置，在制热工况下，焓效率（全热效率）＞55%，温度效率＞65%。

在可再生能源应用上，园区采用空气源热泵供热供冷。未来，园区拟采用分布式光伏发电技术，实现自发自用余电上网，提高可再生能源占比；拟采用直流微电网技术，降低能源转换损耗，提高能源利用率。此外，园区拟设置可视化碳足迹展示平台，实时显示碳排放及碳中和数据等。

“十四五”时期，北京城市副中心将继续大力推行绿色建筑，力争再新增100万平方米近零能耗建筑。其中，张家湾特色小镇率先打造北京市绿色低碳发展示范区——零碳建筑的试点。

北京建院与英国零碳工场联合建立“零碳工场中国研究院”。零碳工场自主研发的低碳科技产品，包括建筑光伏一体化入户储能、空气调节、光伏设施、可移动建筑、拼装建筑等，助力张家湾设计小镇成为北京城市副中心低碳生态城市建设的样板。