浅议既有居住建筑节能改造.pdf

应用研究 168 建筑建材装饰 2015 年第 5 期 浅议既有居住建筑节能改造 曹树兵 （黄石市十五冶勘察设计工程有限公司，湖北黄石 435000） 摘要：既有居住建筑节能改造是国家部署实施的建设领域节能减排的重要工作。本文结合某市 5 年来实施改造及运行管 理情况，对既有建筑节能改造的如何开展进行探讨。 关键词：既有居住建筑节能改造；方案优选；效果对比 中图分类号：TU201.5 文献标识码：A 文章编号：16743024（2015）0516802 前言 某市自 2007 年开始既有居住建筑供热计量及节能改造 的探索，前期重点对供部分老旧换热站、供热总管线进行系 统升级改造，对部分户内串联供热管网进行了单户控制改 造，取得初步成效。在此基础上，从 2009 年开始，进行了 建筑外围护结构、换热站和供热管网热平衡、供热计量和温 度控制综合改造工作。2009 年至 2013 年底，某市共实施既 有居住建筑供热计量及节能改造 610 万平方米， 已改造项目 占具有改造价值建筑面积比例达到 55.6%，取得较好成效。 1 既有居住建筑节能改造特殊性 （1）既有居住建筑节能改造具有地域特征。我国纬度跨 越区间大，从建筑节能设计标准划分涵盖五个气候区间。每 个气候区间内的建筑改对应的气候特征、太阳光照情况、取 暖制冷天数及原建筑设计情况等技术特征不同，地域差异 大。 （2）既有居住建筑节能改造项目具有时代特征。由于既 有建筑建设年代跨越时间长， 不同的年代所采用的新技术和 设备差异较大。 甚至同一居住小区也经常存在不同的单体竣 工年份不同、设计差异较大情况，因而需对单体工程制定特 定的技术方案，时代特征明显。 （3）既有居住建筑节能改造安全要求高。改造实施过程 中涉及到保温材料防火、高空坠落、焊接明火等操作，安全 隐患多、发生事故后果严重。且改造通常都是在建筑正常使 用的情况下开展，涉及居民家庭、房屋产权单位、供热单位 等多个主体，在改造的实施过程中协调工作量大，安全防范 与措施较新建建筑更严格。 2 既有居住建筑节能改造方案优选与实施 既有居住建筑供热计量及节能改造主要内容是对建筑 供热计量及室内温度调控改造；热源及供热管网热平衡改 造；建筑围护结构节能改造，包括建筑外墙、屋面、门窗、 地下室顶板等部位改造。改造是一个系统工程，单一环节出 现问题改造效果将大打折扣。 （1）改造标准的确定。有关要求规定改造项目节能达到 50%即可满足验收要求。但根据近几年的改造设计与施工实 践，改造项目按照节能 65%的标准进行设计实施更具性价 比。依据常用的 EPS 薄抹灰外墙保温系统为例， 外墙传热系 数从节能 50%上升到 65%，所用的粘结砂浆、锚固钉、网格 布及人工施工成本基本无变化，仅需增加保温材料厚度 1.5cm2cm，每平方米成本增加 34 元，增加成本仅占外 墙保系统投资的 3%左右，但保温效果提升 30%以上，投入 产出比效果显著。因此在经济条件具备的条件下，易适当提 高外墙保温材料厚度，适当提升节能标准。 （2）保温系统的选择。外墙保温系统多种多样，成本与 施工技术特点也各异。对于原建筑结构形式为砖混结构、外 立面较为规整的建筑， 可优先考虑采用膨胀聚苯板外墙外保 温系统。对于改造的建筑有外凸防盗窗，空调、太阳能、燃 气管线、电线电缆走线复杂的，施工方案确定时，从施工便 捷性考虑可采用易于喷涂的聚氨酯保温方案。 但要制定严格 的环保防护措施，避免聚氨酯随风漂移发生污染车辆、窗户 等小区内环境。对于空调隔板、窗框、凸窗顶板与顶板、建 筑立面复杂造型及管线部位多采用胶粉聚苯颗粒或无机保 温砂浆进行处理。 （3）外窗的选择。通过对列入改造的既有居住建筑范围 的居住建筑小区抽查和样本统计， 外窗类型具有鲜明的时代 特色。1990 年代以前多为单玻钢窗，19902000 年多为单 玻璃铝合金推拉窗， 2000 年以后未按设计标准进行设计的建 筑多采用塑钢单玻推拉窗。 在平衡经济和改造技术要求的基 础上，某市改造也分别采取了改造措施。对于 1990 年代普 遍采用的外窗框与墙体同时砌筑的安装方式， 窗框拆卸对墙 体破坏较大，施工难度较大，易采用外边加装一层单玻塑钢 或铝合金窗的改造方式。对于 19902000 年多为单玻璃铝 合金推拉窗， 特别是外窗框与墙体刚性连接的方式优先考虑 更换塑钢中空玻璃窗的改造方式。对于建设年代为 2000 年 以后窗框原设计多采用 80 系列及以上的塑钢单玻窗，在确 认窗框变形幅度小、强度损失小的情况下，可直接采用将原 窗户单层玻璃取下换装双层中空窗的技术措施进行处理。 此 种外窗改造投入成本仅为换新塑钢中空窗价格的 1/4，且对 住户影响最小。 （4）供热计量方式的确定。目前供热计量主要有四种方 法：热分配计法、户用热量表法、流量温度法、通断时间面 积法。其中热分配法安装简单，适用于新建和改造的散热器 供暖系统，对于既有供暖系统的热计量改造比较方便、灵活 性强。户用热量表法计量相对准确，供热单位与用热单位易 于接受，纠纷少。流量温度法适合既有建筑垂直单管顺流式 系统的热计量改造，还可用于共用立管的按户分环供暖系 统，也适用于新建建筑散热器供暖系统，应用范围广。通断 时间面积法应用较直观，可同时实现温室控制功能，使用按 户分环、室内阻力不变的供暖系统。 （5）细部环节技术处理。对不采暖地下室兼车库部位， 考虑到防火要求，顶板宜采用粘贴聚苯板加抹无机砂浆（或 粉刷石膏）做法，并沿外墙内侧向下延伸至当地冰冻线以下 或地下室地面；对室外保温层覆盖到地下室外墙的做法，外 墙保温层距室外地面应预留 10cm20cm 空隙并做好边角及 裸漏部位的处理。 2011 年某市某改造项目因未考虑到土壤含 碱量较大及雨雪天气对保温工艺的影响未采取技术处理措 施， 造成投入使用后两年外墙保温层与室外地面接触部位腐 烂、返碱严重，大大降低了改造效果，不得已进行了二次修 理。 3 既有建筑设计的节能措施 既有建筑的节能改造通过改善建筑围护结构保温、 隔热 性能；提高采暖、通风、和空气调节设备、系统的能效比； 增进照明设备效率来实现节能目标。 建筑是由围护结构（墙体、屋面、门窗、地面等）围合 应用研究 1692015 年第 5 期 建筑建材装饰 起来的空间， 围护结构的传热耗热量在整个建筑能耗中占很 大比例，在围护结构各部位中，外墙面积最大，耗热量也比 较高，因此，对既有建筑的外墙进行节能改造，提高建筑外 墙的保温隔热能力是减少建筑能耗的有效途径。 80 年代末、90 年代初，我国就开始了既有建筑节能改 造示范工程，得到了很多非常有用的经验。从这些经验中可 以看出，节能改造的关键是改进建筑围护结构热工性能。而 外墙外保温技术是提高围护结构热工性能的非常有效的途 径 与外墙内保温相比，外墙外保温的优越性在于：我国传 统建筑大多为结构热容量大，有较好的蓄热能力的砖混结 构， 可使室内温度保持稳定。 旧房改造时， 外墙加外保温层， 阻隔了热量通过墙体向外散热的渠道。在外保温施工时，不 影响用户的日常生活，不减少室内居住面积；并阻断冷桥， 提高了供热效果，改善了室内热舒适度。 4 既有居住建筑节能改造前后效果对比 （1）居住舒适度明显提升。节能改造能够显著改善室内 热环境，做到冬暖夏凉，使建筑物室内热舒适度得到很大程 度的提高。根据典型小区改造前后实测，冬季在同等情况下 改造后比改造前室内温度提高 35， 夏季可降低 3 5。改造后的门窗气密性大大提升，现场检测气密性等级 多达到 5 级及以上，降低室内噪音 10dB20dB，给住户创 造了一个更加舒适、宁静、健康的居住环境。 （2）解决建筑质量通病问题。建筑节能改造实际上也是 对建筑物进行的一次全面大修，可以较好地解决墙体、屋面 等部位开裂、渗漏、减少热胀冷缩及热桥部位造成的发霉等 质量问题，延长建筑物的使用寿命 35 年。 （3）住户采暖制冷费用明显降低。通过对 20132014 年采暖季供热计量典型小区统计， 有 32的用户关闭了分室 温控阀门、51的用户调低了户内温度，实现了住户用热的 自主控制，用户的行为节能意识大幅度增强，解决了开窗散 热、空房供热的问题，产生了较好的节能效果。收费结果表 明：热计量收费小区内 46.6%的用户预交热费存在余额，平 均每户可节省费用约 465 元， 节省费用约占按面积交费额的 12.7%，空调制冷电费降低 15%以上，节能节费效果明显。 （4）节能减排社会效益显著。根据改造节能测算，节能 改造所增加的投资一般在 68 年内通过减少能耗支出全部 收回。且每改造 1 万平方米的居住建筑，可实现每年节约标 煤 150t，实现减排二氧化碳 390t、二氧化硫及氮氧化合物 2.5t、减排固体废弃物 30t，节能减排社会效益显著。 5 结语 将既有居住建筑节能改造的节能改造设计应结合实际 工程情况并考虑与现行相关规范的适应性。 维护结构的改造 设计中如有个别部分难以达到要求， 应对建筑维护结构的总 体热工性能进行综合权衡判断， 通过降低其他部分的传热系 数限值来弥补，使整体建筑物能耗达到设定的节能标准。 参考文献： 1JGJ134-2010 夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准 S 2JGJ752012 夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准S 3JGJ262010 严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准 S 4徐彩霞.公共建筑的节能设计探讨J.建筑科学，2008 （03） 5DGJ08-107-2012 公共建筑节能设计标准S （上接第 167 页） 术界的空白， 本文就将如何应对信息化发展潮流下数字城市 建设所遗留的弊端进行分析和改良， 建立我国三维数字城市 统一化信息管理平台， 并展望当前形势下的中国特色的城市 规划的前景。 （2）完善三维地理空间框架建设 为了满足面向城市服务的要求， 不断深化和完善三维地 理空间框架建设的任务越来越紧迫， 支撑城市三维地理空间 信息服务需求， 进而提升城市三维地理空间信息资源应用服 务的能力。另一方面，不断拓展服务领域，创新信息服务策 略， 着手用 “云端服务” 提供的理念构建城市 “地理信息云” ， 促进政府科学决策服务，切实提高城市公共管理、公共服务 的能力和水平；不断丰富和完善三维技术产业链，进而推动 开展三维技术市场各方面的培育与规范， 推动地理信息产业 发展； 积极拓展三维地理信息资源与各互联网之间的关联和 应用，不断推进城市数字规范化管理的应用。 （3）扩展技术在城市管理的其他各方面应用 三维数字城市管理平台不但在城市发展的大局上得到 了良好的发展，在城市管理的多种行业也已经取得开发。例 如城市房屋建筑公司人员为了其他参观人员能够在公司或 家中通过网络就可以仔细了解房屋的各个方面情况， 给参观 者直接了当的印象，就通过利用虚拟全景浏览的技术，向参 观人员直接展示了城市房屋的地理位置、周边环境、外观、 房屋结构与布局、室内设计等信息。更值得一提的是，利用 全景技术可以在楼房建好之前将其建设布局虚拟设计出来， 方便务工人员和建设人员进行早期的预期规划。 在旅游行业 同样得到应用，为了给观众一种身临其境的体验，一些景区 管理人员会利用景区高清晰度的三维实景展示平台然后结 合景区导览，可以让观众自由游走于各个景点之间，成为旅 游景区宣传自家景色特点和旅游产品的一种先进手法。 与此 同时，三维数字城市管理平台也同样应用在电子商务、物流 管理、测绘、时事交通、电力选线、能源开发、国防等行业。 4 结束语 随着信息技术更好更快的发展， 三维数字等信息技术在 规划行业迅速发展，通过这个平台，可以充分展示空间信息 多元化和多时态的特点。突破常规的二维实物思维，立体形 象的展示了城市事物的空间构造， 更方便我们切身的体会和 感触时下的现实产物，让我们更好地去接触和了解世界。数 字城市的建设是以现实存在的城市为基准， 是对实物城市的 虚拟模拟数字的仿真，然后以空间信息技术，虚拟现实技术 为基础，以地理信息系统为平台进行城市的虚拟空间构造， 是当今时下发展最广泛和最先进的城市规划管理技术。 参考文献： 1肖坤，闫浩文，王中辉.基于 3ds