对二级保护建筑进行改造以降低运营碳排放并提升气候适应能力：以英国诺丁汉的国内税收中心为例 Ingrid Farfan 和 Renata Tubelo

《Architecture》：Retrofitting a Grade II Listed Building for Operational Carbon Reduction and Climate Resilience: The Inland Revenue Centre Case Study, Nottingham, UK Ingrid Farfan and Renata Tubelo

　　摘要 遗产建筑是英国建筑环境的重要组成部分，英格兰、苏格兰、威尔士和北爱尔兰共 có 460,000 座列入保护名录的建筑。由于对建筑改造的法规限制以及需要考虑建筑的整个生命周期的碳排放，这些资产在国家减碳过程中面临巨大挑战。本研究评估了符合保护规范的改造策略对诺丁汉 Fitzroy House 这座二级保护名录的现代办公建筑运营能耗和碳排放性能的影响。研究使用动态建筑模拟（IES 虚拟环境）来评估基准性能，并提出了两种改造方案，包括改进玻璃、提高气密性、加强屋顶保温层以及引入带有热回收功能的机械通风系统（MVHR）。气候适应性评估基于 2080 年代的气候预测数据。研究结果是基于对比性模拟得出的，而非对绝对性能的校准预测。根据这些方案，在最先进的改造情况下，每年供暖需求可减少 68%，制冷需求可减少 60%，运营碳排放（针对区域供暖系统）可减少约 41%，（针对天然气系统）可减少 64%。即使在未来的气候情景下，建筑性能也依然保持稳定，尽管制冷负荷略有增加。研究结果表明，虽然可以实现运营碳排放的显著减少，但改造效果从根本上受到保护规定的限制，这些规定界定了干预措施的界限和可能性。然而，研究结果应被视为相对性能改进的指示，而非具有普遍适用性或预测性的结论，且本研究未考虑建筑本身的内含碳影响。该研究为类似现代办公建筑的改造提供了基于证据的路径，同时指出了保护要求和现有建筑结构的限制。

1. 引言
为了实现英国到 2050 年的净零排放目标，迫切需要减少建筑环境的碳排放，这加剧了对现有建筑改造的关注。预计到 2050 年，英国约 80% 的现有建筑仍将处于使用状态，因此改造对于实现有意义的排放减排至关重要[1]。除了减排之外，改造还有助于保留建筑中的内含碳，同时提升居住者的舒适度和幸福感[1]。尽管新建建筑中越来越多地采用低碳设计策略，但大多数英国建筑是在现代能效标准制定之前的。因此，这些建筑在减碳方面面临巨大挑战。特别是遗产建筑和列入保护名录的建筑，因为相关的法规限制了可进行改造的范围和类型。英国共有约 460,000 座列入保护名录的建筑，其中英格兰 alone 就有 374,000 座[2]，二级保护名录的建筑占总数的 92%。这些建筑涵盖了住宅、工业和商业等多种类型，占全国建筑存量的重要比例。虽然保护措施旨在保护文化和建筑价值，但也限制了改造方式和传统能效提升的可能性。尽管近年来遗产建筑改造研究有所进展，但在不同建筑类型之间的分布仍不均衡。住宅类遗产建筑由于其普遍性、技术可行性以及较低的改造规模和激励措施而受到较多关注，而非住宅类建筑（如办公建筑）则相对研究较少[3]。作为非住宅建筑的一部分，办公建筑通常能耗较高，且在设计时并未充分考虑能效问题。非住宅建筑的改造工作缺乏系统性，相关政策也不清晰，导致改造方法效率低下，相关研究也较为有限[3]。这一问题在二级保护名录的非住宅建筑中尤为明显，因为改造策略必须在保护要求和运营碳排放减排目标之间取得平衡。

2000 年之前的商业建筑在成本效益显著的节能方面具有最大潜力，但它们面临制度性和后勤性障碍，如激励措施分散、遗产保护限制以及缺乏针对性的指导[4]。英格兰和威尔士的商业建筑年能耗约为 90,000 吉瓦时（GWh），某些公共建筑的峰值能耗高达每平方米每年 180 千瓦时（kWh/m2·yr），主要集中在老旧建筑中，这突显了这一领域可实现的节能潜力[4]。因此，针对这类建筑的针对性改造策略具有明显优势。然而，现有研究在三个关键领域仍存在碎片化：遗产改造实践、运营碳排放评估和气候适应性分析。虽然每个领域都取得了进展，但很少有研究将它们整合成一个适用于列入保护名录的非住宅建筑的连贯框架[5,6,7,8,9]。这种碎片化限制了在保护规定和减碳要求下对改造策略进行全面评估的能力。本研究通过以诺丁汉的国内收入中心（IRC）为例进行单一案例研究，该建筑是由 Michael Hopkins and Partners 在 1990 年代初设计的二级保护名录的现代办公建筑[10,11,12]，旨在探讨复杂遗产背景下的改造策略。该建筑现已被改造成诺丁汉大学 Castle Meadow 校区的一部分。该建筑的特点是采用模块化结构系统、轻质外墙技术以及注重自然采光和通风的设计策略。

1.1. 研究问题、目标和目的
本研究基于以下研究问题（RQ）展开：
RQ1：哪些改造策略可以在不影响遗产价值的前提下，在二级保护名录的非住宅建筑（诺丁汉国内收入中心）中可行地实施？
RQ2：这些改造策略在当前和未来的气候条件下能在多大程度上减少运营碳排放和能耗？
RQ3：所提出的改造方案在面对预期气候变化情景时的适应性如何，特别是在过热风险和能源性能稳定性方面？

本研究围绕三个相互关联的目标展开：首先，研究二级保护名录非住宅建筑改造的制约因素和机会，特别关注基于先例研究和改造标准的符合保护规定的干预策略；其次，通过动态模拟评估选定的改造措施在当前和未来气候条件下的运营碳排放和能耗影响；最后，评估所提出的改造方案在应对过热风险和长期性能稳定性方面的适应性。

1.2. 研究贡献
本研究有三大贡献：首先，它通过聚焦于二级保护名录的现代办公建筑这一在文献中较少涉及的建筑类型，扩展了改造研究的范畴；其次，它开发了一个综合评估框架，整合了遗产保护限制、运营碳排放建模、动态建筑模拟和气候适应性评估；第三，它评估了符合保护规定的改造策略在其他类似二级保护名录非住宅建筑中的适用性，从而推动了方法论的发展和实际改造指导的提供。

2. 背景研究
以下文献综述将本研究置于三个相互关联的领域：遗产改造实践、运营碳排放评估方法和气候适应性框架中，指出了现有研究在针对列入保护名录的非住宅建筑的综合方法方面的不足，这也是本研究的基础。

2.1. 列入保护名录建筑的改造
在英国，法定保护措施旨在保护具有建筑和历史意义的建筑，要求采取适度且可逆的改造措施，以最小化对建筑原有的影响。Historic England 的建议指南 18（HEAN18）[6] 将改造定义为整个建筑过程的改进，并推荐低风险措施作为第一步。实际操作中，通常优先考虑内部的可逆改造，如防风措施、二次玻璃安装、透气的保温材料以及隐蔽的可再生能源装置，旨在在保留建筑特色和历史材料的同时提升性能。先例研究（表 1）展示了适用于遗产敏感型改造的一系列策略。Haddington Way、Newport–Somerton 和 Stanmore 项目采用了薄型保温材料、高性能玻璃和混合通风系统，同时保持了原有建筑结构[7]。Cirencester Barrel Store 和 Bloomsbury House 项目表明，内部保温、三层玻璃窗和通风系统可以在不破坏建筑特色的情况下达到被动房标准（EnerPHit）的性能[9,13]。这些案例为材料选择、空间保护和系统集成提供了经验教训。

2.2. 为气候适应性和运营碳排放而进行的改造
气候适应性越来越受到改造设计的重视。Hulathdoowage 等人[8] 强调了被动措施（保温、二次玻璃安装）、主动低碳系统（MVHR、高效供暖）和可再生能源整合对建筑稳定性和恢复力的关键作用。运营碳排放指的是建筑使用过程中产生的排放，不包括与材料制造、建设和拆除过程相关的内含碳排放。在英国，可以通过 HEMFHS 燃料系数[19] 和特许建筑服务工程师协会（CIBSE）的技术备忘录 46（TM46）中的行业特定基准[20] 来计算碳排放。尽管英国电网正在脱碳，但运营碳排放仍然是评估改造效果的政策依据和实际指标。在列入保护名录的建筑中，深度建筑设计改造往往受到限制，现有建筑中的大部分内含碳已经固化。虽然改造措施可能会引入额外的内含碳排放，但拆除和重建会破坏建筑的文化价值和已实现的碳减排效益。因此，本研究优先考虑运营碳排放作为在保护限制下提升性能的最可衡量指标。尽管没有明确量化内含碳排放，但关注运营性能符合当前的法规实践和遗产改造的实际情况。

3. 材料与方法
3.1. 研究设计
本研究采用混合方法来评估二级保护名录非住宅建筑的运营碳排放减少和气候适应性。方法包括三个连续阶段：
(1) 政策回顾，以确定改造和遗产保护的背景（见第 2 节）；
(2) 通过档案、文献和照片资料进行定性案例分析；
(3) 使用 Integrated Environmental Solutions 虚拟环境（IES VE）在当前和未来气候条件下进行定量能源和碳排放评估。

3.2. 案例描述与气候条件
诺丁汉的国内收入中心（IRC）由 Michael Hopkins and Partners 设计，建于 1995 年，是一座专门设计的办公综合体。该建筑由七个三层或四层的建筑块组成，中间有一个公共服务设施建筑，所有建筑块都以模块化形式布置，强调其模块化和整体性[11]。Fitzroy House 被选为详细研究的对象，建筑面积约为 3500 平方米，分布在三层楼内。建筑呈矩形布局，沿南北轴线延伸。其结构系统采用钢结构支撑预制混凝土拱形天花板板，实现了大面积连续的楼板。垂直通行通过位于建筑四个角的玻璃圆柱形楼梯塔实现，这些楼梯塔也有助于自然通风。

Fitzroy House 的建筑意义还在于其组成部分的精心构造和由此产生的空间品质。正如 Historic England 所指出的[21]，该建筑体现了 1990 年代早期建筑的特色——结合了工业材料和精炼的建筑语言。砖、混凝土、钢和玻璃的材料选择既符合所在地的工业特征，又使建筑结构易于理解。例如，预制砖砌的桥墩（图3和图4）在建筑各层中建立了规律的结构节奏，其比例和细节处理既增强了承重功能，也改善了视觉秩序。这种节奏感有助于提升建筑的形式清晰度，同时将其植根于工业砌体建造的传统之中。图3：承重砖桥墩与全高度玻璃窗交替排列的立面，其中穿插着一座圆柱形的玻璃楼梯塔（作者拍摄，2025年）。图4：IRC二楼立面的特写（作者拍摄，2025年）。内部方面，预制混凝土拱顶（图5）创造出独特的空间氛围。它们波浪形的几何形态柔和了原本较为粗犷的材料风格，调节光线并产生漫射照明，从而增强了空间的深度感。这种质量与光线的相互作用将原本可能只是实用结构系统的建筑提升为具有标识性的设计元素。同样，屋顶结构（图6）结合了轻质钢结构和周边的天窗，在二楼层创造了对比鲜明的空间体验，使原本用于储存的区域获得了意想不到的开放感和明亮的氛围。图5：Fitzroy House的一楼内部（作者拍摄，2025年）。图6：Fitzroy House的二楼内部（作者拍摄，2025年）。正如Davey和Gardner [22] 所指出的，虽然预制技术常与效率联系在一起，但在这里它被赋予了显著的设计意图。预制屋顶板、拱顶和墙体的 coordination 反映了工业化建筑方法与精心材料表达及细节处理的融合。这种方法不仅缩短了施工时间，提高了质量控制水平，还促成了一种连贯的建筑语言，在这种语言中，重复性、精确性和模块化成为了美学要素。正是这种构建清晰度、空间丰富性以及早期预制策略的整合，构成了该建筑的建筑价值 [22]。因此，Fitzroy House 可以被视为二十世纪晚期工业建筑的一个重要范例——其中标准化构件的使用展现出相当高的组合和体验复杂性，这为其被列为保护建筑提供了依据。

该建筑的设施策略 [12] 结合了被动式和机械式系统。供暖通过区域能源网络通过板式热交换器和位于抬高访问地板下的沟槽散热器来实现。生活热水由本地电加热器提供。通风主要依靠自然通风，辅以地面下的机械风扇。照明采用荧光灯，并通过现有的建筑管理系统进行控制。

建筑的形状系数（图7）（裸露表面积与调节体积的比例）是一个反映热量损失区域的指标，由于其几何形状，这一系数异常低。理论上，这应该能减少热量损失，但由于建筑外皮老化且热阻有限，这一优势被削弱了。图7：形状系数计算图（作者绘制）。诺丁汉温和的气候对内陆税务局中心（IRC）构成了双重环境挑战：寒冷潮湿的冬季伴随着频繁的西风和东北风，导致显著的热量损失；而温和但逐渐变暖的夏季则凸显了通风和防过热的重要性。使用当前的诺丁汉CIBSE设计夏季年份（DSY）天气文件 [23] 以及未来的局部化建筑环境天气数据（COLBE）概率数据集 [24] 进行的湿空气分析表明，每年只有不到45%的时间处于舒适范围内。无论在当前还是预期的条件下，供暖都是主要的需求。对于已经因隔热不良、玻璃老化及热质量有限而处于不利地位的IRC而言，这项分析强调了减少冬季供暖需求并准备应对更高夏季温度和更频繁的过热事件的必要性。由于邻近建筑和庭院几何形状的影响，被动太阳能的利用机会受到限制。东立面和西立面在冬季和春分时的辐射量有限，北立面始终处于阴影中，而南立面虽然条件最好，但在夏季也会被相邻的玻璃塔部分遮挡。庭院内的年辐射量较低（281–630 kWh/m2），这限制了太阳能的贡献。相比之下，屋顶的辐射量最高（865 kWh/m2），增加了二楼屋顶下方过热的风险以及由于隔热不足导致的冬季热量损失。总体而言，太阳能的可用性不均匀且有限，进一步凸显了提高建筑外皮性能和采取冷却措施的必要性。

Optivent对IRC烟囱通风系统的建模 [25] 显示，虽然浮力驱动的气流每小时能在进气口提供8–18次空气交换（ach），在出气口则超过40次ach，但在降温效果上表现不佳。所需的夏季通风率（35–40 ach）仅部分实现（8–18 ach），显示出77–55%的不足，表明仅靠浮力无法在高峰时段提供足够的降温效果，可能需要补充的机械通风。上层楼的性能最差，因为可操作区域较小且烟囱效应较弱；风力辅助作用对降温效果提升甚微，确认了该系统对温度差异的依赖性。

使用IESVE [26] 进行了动态全建筑模拟，以评估内陆税务局中心在现有配置及针对性文化遗产兼容改造措施下的表现。建模框架整合了能源性能评估、运行碳计算和未来气候测试，形成了分阶段的分析结构。进行了三个分析阶段：(1) 建成建筑和改造配置的能源性能评估；(2) 使用英国政府排放因子 [19] 进行的运行碳计算；(3) 使用概率天气文件 [24] 进行的未来气候韧性测试。所有关键模型输入、假设和边界条件都定义在第3.3.1、3.3.2、3.3.3和3.3.4节中，包括施工组件、内部得热、占用计划、暖通空调运行和通风控制策略。模拟使用IES VE（2024版本）进行。虽然某些来源材料（如详细的建筑文档和机构数据集）受数据管理限制，无法公开共享，但提供了足够的方法细节，以便在指定假设下复制建模方法和进行类似的情景分析。

第1阶段：能源性能评估
第1阶段评估了三种建筑配置在当前气候条件下的热能和能源性能，以确定基线行为并量化逐步增加的建筑材料和通风措施的影响（表3）。评估重点关注提供的空间能量和设备实际负载，从而比较建成状态与两种改造配置之间的差异。表3：建模的能源性能情景。基准案例：建成状态
基准案例代表了建筑的现有外皮、设施和运行条件。定义了四个基于方向的熱區（北、东、南、西），以捕捉太阳能辐射、通风性能和热行为的变化。考虑了周围建筑和植被对遮阳和风流的影响。通过提供的空间能量和设备实际负载与AECB CarbonLite Retrofit和EnerPHit基准进行比较来评估能源性能。该模型作为后续改造和气候分析的参考案例。

改造案例A：材料改进
案例A引入了符合文化遗产限制的中等深度外皮升级措施，参考了表1中讨论的先例改造案例。改进措施包括墙体和屋顶的內部隔热、矿物棉地板隔热、高性能三层玻璃窗，以及增加二楼窗户的可开启程度（从18%提升到50%）。气密性从50帕斯卡（m3/m2h @ 50 Pa）下的11.7立方米/平方米/小时提升到5–7立方米/平方米/小时（基于[27]，与英国中等深度改造实践一致）。立面几何形状和建筑特色保持不变。

改造案例B：材料改进+机械通风
案例B在案例A的基础上增加了带热回收功能的机械通风系统（效率80%，夏季自动旁路），同时保留了现有的地面下机械风扇。这种配置允许比较增强的被动通风和混合通风策略。

第1阶段建模假设
第1阶段采用的建模假设总结在表4中。这些假设包括建筑属性、内部得热、设备负载、照明轮廓、通风设置和控制计划。改造案例的热性能反映了上述升级规格。所有三种配置的内部条件和占用计划保持不变，以确保可比性。

模型验证和局限性
该建模旨在比较不同改造方案，而不是精确预测绝对能耗。模型输入基于现有文档、现场观察和标准参考值（在没有直接测量数据的情况下）。特别是气密性参数是根据类似年龄和建造方式的建筑的代表性文献基准估算的 [27]。

与诺丁汉大学地产部提供的能耗数据相比，模拟结果与报告数值存在差异。为提高可比性，对仅一楼的情况进行了一次额外的模拟，反映了该楼层主要部分被占用的情况。尽管进行了调整，模拟能耗与报告能耗之间仍存在显著差异。这种差异主要是由于运行条件的不同：模拟假设空间完全处于调节状态并按标准化时间表运行，而实际建筑仅部分被占用，且可能以较低的供暖频率和间歇性使用方式运行。此外，关于报告能耗数据的范围和定义的不确定性也进一步限制了直接比较的可能性。因此，模型不应被理解为对实际能耗的完全验证预测，而应被视为提供基于情景的相对性能比较估计。

第2阶段：运行碳评估
第2阶段使用第1阶段模拟的年度能源输出来计算运行碳排放。该研究关注运行碳性能，未包括与改造措施相关的隐含碳的详细评估。虽然隐含碳是全生命周期碳分析的关键组成部分，但在改造背景下对其进行评估存在方法论挑战，包括系统边界的定义以及维护相关更换与能源驱动改造之间的区别，这些超出了本研究的范围。未来的工作应包括全生命周期碳评估，包括材料和系统的隐含影响，以提供更全面的改造策略评估。电力使用（包括照明、设备、风扇、泵和冷却）的评估采用了0.086千克二氧化碳当量（kgCO2e/kWh）的系数 [19]（第18页）。供暖需求和服务用水加热（实际由区域供暖提供）使用FHS非住宅“废热”系数0.009千克二氧化碳当量/kWh（kgCO2e/kWh）[19]（第19页，来自能源安全与净零燃料因素[21]）进行评估。还模拟了使用天然气（0.210千克二氧化碳当量/kWh [19] [18]）的反事实情景，以比较不同燃料选择的排放差异。结果以每平方米年总内面积的年度排放量（kgCO2e/m2·yr）表示，并与CIBSE TM46行业强度[20]进行基准对比：办公（52.3千克二氧化碳当量/平方米·年[20]，第7页）和高等教育（44.0千克二氧化碳当量/平方米·年[20]，第6页），反映了建筑用途从办公向高校的转变。

第3阶段：气候韧性评估
第3阶段将概率未来天气文件应用于表现最佳的改造配置（改造案例B）。使用巴斯大学COLBE项目 [24] 提供的pTRY-90和pDSY-50数据集，在更温暖和极端的夏季条件下评估性能。所有第1阶段的物理和运行假设均保持不变；仅修改了天气文件。这确保了供暖和冷却需求的变化以及相应的运行碳排放变化完全由预测的气候变化引起。

4. 结果与讨论
4.1 第1阶段：能源性能评估
基准案例：建成状态
建成状态的模拟确立了内陆税务局中心（IRC）的基线能源性能。每年提供的供暖能量达到6319.96兆瓦时（764.16千瓦时/平方米·年），表明其热性能低于AECB CarbonLite Retrofit基准（50千瓦时/平方米·年）[6]。这个差距突显了建筑围护结构效率低下、热阻有限以及通风相关热量损失的综合影响。空间分析显示，西面和南面的建筑供暖负荷最高，而二楼的供暖需求始终最大，这可能反映了其暴露的布局和有限的热缓冲能力。这些模式表明，热量损失机制可能超过了潜在的被动太阳能收益，建筑围护结构性能、庭院朝向和建筑几何形状等因素对供暖需求的影响比单纯的建筑朝向更为关键。

在基准情况下，制冷需求相对较低，为3.45千瓦时/平方米·年，并且保持在基准范围内。然而，制冷需求具有季节性特征，表明过度加热主要受内部热量产生和太阳辐射的影响，而不是持续需要制冷。与诺丁汉大学房地产部提供的能耗数据（460,897千瓦时/年）相比，存在显著差异。为了提高可比性，针对底层建筑进行了额外的模拟，考虑到现场观察显示该层楼的居住率较高。这一模拟得出的年能耗约为3685,360千瓦时/年。尽管进行了调整，模拟值与报告值之间仍存在显著差异。这种差异主要归因于运行条件的不同：模拟假设建筑物在标准化的时间表下运行，而实际建筑物只有部分入住（约25-50%），并且某些区域的供暖使用频率较低。此外，关于报告能量数据的范围和定义（例如系统边界、包含的终端用途和报告基础）存在不确定性，这些因素限制了直接比较的可能性。因此，该模型不应被视为精确的能耗预测，而应作为不同情况下相对性能的比较性参考。

**改造效果：案例A和案例B**
评估了两种改造策略，以说明在相同建模假设下改造策略的相对有效性。因此，所报告的百分比减少应被视为相对性能的提升，而非实际的节能效果。案例A（材料升级）将供暖需求降至3437.87兆瓦时（412.88千瓦时/平方米·年），而案例B（材料升级+机械通风与热回收系统MVHR）则进一步将其降至2001.80兆瓦时（239.24千瓦时/平方米·年），相对于基准情况分别减少了约46%和68%（见图8）。所有百分比减少都是基于建成的基准情景计算的，并基于一致的建模假设，包括入住率、系统运行和燃料因素。尽管有所改进，但两种情景的能耗仍高于改造基准。

这些发现表明，有针对性的材料改进措施，特别是屋顶保温、更换窗户以及精心设计的内部墙体保温，能够在尽量减少对历史建筑影响的同时有效降低供暖需求。在建筑服务方面，虽然混合通风系统提供了足够的新鲜空气，但模拟显示它不足以有效管理夏季过热问题。将机械通风与热回收系统结合使用显示出提升潜力，但其实施需要与历史建筑特性协商，并显著提高建筑的密封性以确保效率。

**大型复杂历史建筑的改造挑战**
保护法规限制了诸如外墙保温等侵入性改造措施，而建筑物的规模导致其能源需求相对较高。与Haddington Way、Newport-Somerton、Stanmore、Cirencester Barrel Store和Bloomsbury House等项目的比较显示，虽然节能百分比（60-90%）相当，但Inland Revenue Centre的绝对能耗（247千瓦时/平方米·年）仍然较高。这突显了在这种条件下实现深度改造目标（如EnerPHit标准）的难度。这些结果表明，深度改造目标并非总是可行的，尤其是在历史建筑框架内。

**运营碳和气候韧性评估**
运营碳排放结果与能源性能趋势一致，其中供暖是所有情景下的主要排放源。在基准情况下，区域供暖系统的供暖排放量为6.97千克二氧化碳当量/平方米，远低于CIBSE TM46基准值（大学为45.6千克二氧化碳当量/平方米，办公室为22.8千克二氧化碳当量/平方米[20]），这归因于供能系统的低碳强度（0.009千克二氧化碳当量/千瓦时）。然而，如果使用天然气，则排放量增加到162.56千克二氧化碳当量/平方米，显示出低碳供能掩盖了建筑围护结构的潜在效率问题（见图10）。案例A将供暖相关排放量减少了约45%，案例B进一步降低了约40%，使得区域供暖下的排放量降至2.23-3.81千克二氧化碳当量/平方米。即使在使用天然气的情况下，排放量也显著降低，但仍高于最佳实践阈值，这强调了在燃料脱炭之前减少能源需求的重要性。

电力相关排放量相对稳定（12-17千克二氧化碳当量/平方米），因为它们主要由照明、设备和通风系统驱动（见图11）。在所有情景中，总运营碳排放量主要集中在供暖方面（见图12）。

**结论**
本研究通过动态模拟评估了Inland Revenue Centre（IRC）这一二级保护名录下的近代办公建筑的节能改造策略，考察了其在当前和未来条件下的运营能源、碳性能和气候韧性。所有结果均基于情景建模，应视为相对性能的比较估计，而非绝对能耗的精确预测。

**研究问题1：可行的改造策略**
根据政策回顾和 precedent 分析（第2节），并结合定量模拟结果（第4节），研究结果表明，在该建筑的条件下，符合历史保护要求的适度深度改造措施（如内部保温、屋顶升级、改进的窗户、提高的密封性和机械通风与热回收系统MVHR）是可行的。这些措施大部分可逆，符合保护要求，并能显著降低运营能耗（见图12）。然而，可行性不仅受政策限制，还受到建筑本身结构和建造特性的影响。IRC的预制结构系统和明显的立面设计导致了空气泄漏和热桥效应的增加。尽管无法实际测量密封性，但模型假设表明这些因素会持续增加热量损失，从而限制了改造效果。此外，立面高比例的玻璃装修限制了改造措施，使得外墙保温或立面重组等方案难以实施。因此，改造工作主要集中于现有围护结构的优化，而非全面的材料替换。

**能源和碳减排程度**
在基于情景的比较框架下，提出的改造措施能够显著但有限地降低能源需求和运营碳排放。材料升级结合MVHR系统可将供暖需求减少至基准情况的68%左右（见图8），尽管绝对能耗仍高于现有改造基准。这说明进一步改善建筑材料的空间有限，因为某些关键元素（如暴露的砖砌结构）无法在不破坏建筑特色的情况下进行保温处理。

运营碳排放结果也显示出类似的趋势（见图10、图11和图12）。在低碳区域供暖系统中，排放量低于CIBSE TM46基准值；而在依赖天然气的系统中，排放量仍然较高。这表明能源供应与需求减少共同决定了低碳运营结果。

**气候韧性**
在未来气候情景（pTRY90）下，尽管制冷需求有所增加，但总体排放量仍在下降。虽然运营碳减排效果显著，但建筑中嵌入的碳成本（如新材料、保温材料和MVHR系统的成本）会影响改造措施的总体成本效益。与先前的案例研究（例如Bloomsbury House和The Barrel Store [9,13]）一致，当可以进行更为全面的内部改造时，可以实现供暖需求的显著降低。然而，本研究表明，对于那些条件更为受限或结构更为复杂的建筑类型，量身定制的改造策略可能更为合适，即便这些策略可能导致能源性能相对较低。这突显了特定情境下解决方案的重要性，并通过明确展示遗产保护与能源优化之间的权衡，推动了现有知识的进步。尽管本研究基于单一案例，但其发现仍可作为对在类似条件下运营的类似非住宅遗产建筑的普遍性分析结论。这项研究并不支持深度改造模式的普遍适用，而是建议采用能够平衡能源性能与遗产价值保护的、因地制宜的策略。