段文博

摘要：随着经济发展，我国已成为住房存量面积最大的国家，建筑能耗在社会总能耗中所占比例也越来越大，然而与发达国家相比能耗过大，许多既有建筑室内热环境差，围护结构能耗高，节能潜力巨大。本文分根据采暖地区气候特征，分析了适合北方地区居住建筑外墙、外窗、门、屋顶及太阳能应用的节能改造方案，对既有居住建筑进行改造，从而获得理想效果。

关键词：既有建筑，围护结构，节能改造

Abstract: with the development of economy, our country has become a housing stock the largest country, building energy consumption in the society as a proportion of the total energy consumption is more and more big, but compared with the developed countries energy consumption is too large, many both building indoor thermal environment is poor, palisade structure of high energy consumption, energy saving potential is huge. This paper points according to the climate characteristics of heating area, this paper analyzes the north for residential buildings in outer wall, outside the window, doors, roof and the solar energy application of energy saving reconstruction scheme, for both residential building transformed them, so as to achieve the ideal effect.

Keywords: both building, palisade structure, energy saving transformation

中图分类号：TE08文献标识码：A 文章编号：

1.既有住宅状况

既有住宅的设计和功能基本符合现阶段要求，其能耗最主要是供暖能耗，由于建成时间长门窗的密闭性差造成冷风渗透，其造成的热损失约占20%-30%;屋顶防水失效导致漏水及内部冷凝，同时外墙表皮脱落影响美观也降低了保温性能，施工时的保温不到位导致多处存在热桥,其造成的热损失约占70%。因此围护结构的改进成为北方采暖地区节能改造的重点。

2.建筑節能改造策略

2.1围护结构节能改造

2.1.1外墙的节能改造分析

传统的外墙保温性能很差，例如8、90年代使用的240粘土空心砖墙体，其传热系数为3.37，与国家节能50%的标准＜1.0,相差3倍多。所以进行外墙改造是势在必行。

既存建筑外墙改造主要有三种方法：

（1）内保温：主要把保卫隔热层设置在外墙内表面，施工比较方便，构造比较简单，对保温材料耐久性要求不高，在节能发展初期应用广泛；

（2）外保温：把保温隔热层设置在外墙外表面，可有效抑制热桥，防止雨水温度变化等对结构产生的不利影响；

（3）夹心保温：综合利用两种方式，但构造比较复杂，成本较高，通常用于博物馆等公共建筑。

虽然外墙改造有多种方法，但是外墙外保温却有着诸多优势：防止雨雪、紫外线、冻融、有害气体的破坏，可以减少因温度应力产生的结构裂缝从而延长建筑寿命；同时外保温包裹了建筑各个部位，减少热桥，热工性能更佳；外保温施工在外侧施工，对住户干扰小且不占使用面积。对外墙进行外保温改造是对建筑物的能耗水平、建筑物的外观和室内舒适程度等性能的一次综合性提高。至于保温材料经过实践检验EPS和XPS两种聚苯板类材料较为常用，EPS板价格低廉施工方便，适于多层住宅，据测试，在混凝土砌块外侧粘贴40mm厚的EPS板，其外墙保温墙体的平均传热系数可降到0.77；XPS板强度更大抗荷载能力更强，适于高层住宅。两种材料都很容易达到节能50%的要求。

2.1.2外窗的节能改造分析

与外墙相比，外窗的热损失途径更为复杂，除了有导热和对流换热外，太阳辐射和空气渗透也是外窗的热损失的主要途径，它不仅仅是热量流失最大的构件，由于太阳辐射热通过玻璃从室外传到室内，所以使得窗体同时也是得热构件。因此根据不同地区的建筑气候条件、功能要求，及其他环境、经济等因素对既有居住建筑进行合理改造。综合考虑几个因素，针对外窗的节能改造主要通过以下几个方面改造：增强外窗的气密性，减少冷风渗透；降低窗框和玻璃的的传热系数；控制夏季进入室内的太阳辐射量。

（1）密封技术：据统计，如果窗体密闭性良好，可以大幅减少供热费用，而且加强密封既简便又便宜。通常是在缝隙处加密封条，密封条应性能良好，镶嵌牢固严密，经久耐用，其品种和规格也要与窗体类型、缝隙宽窄及使用部位相匹配：例如平开窗可以使用挤压密封条，推拉窗则应该使用摩擦密封条，

（2）密封条可以对不同表面的窗框都有良好的密封性而且开关方便；其次是在外侧加以密封胶，主要针对钢铁窗框。同时在外墙与窗框连接处注意填充玻璃棉等绝热材料，消除窗框与墙之间的缝隙。

（3）增加窗扇：在原有窗扇基础上附近一层，由单层窗变为双层窗可以有效减少冷风渗透，提高气密性。同时尽量使用平开窗，比推拉窗效果更好。

（4）改用节能窗框：原始窗框的传热系数大，并且容易形成热桥，导致热量流失严重，其中木材和钢材窗框由于耐久性差、变形性大，已被基本淘汰。

新型的节能窗框主要有断热铝合金窗框和PVC塑钢窗框。传统铝合金型材有许多优点，但是用于窗框仍免不了传热系数偏大,高于国家标准的1-3倍，断热铝合金将非金属隔热材料放入其中，对铝合金型材进行隔热，从而使其传热系数比传统铝合金窗框大大降低；传统的塑钢窗虽然传热系数不是很高，但是由于内部存在空腔，里面的对流换热明显，从而导致这种窗框保温性能下降，新型断热PVC塑钢窗为了减少对流换热，将原来的空腔变为一个个独立的封闭腔，从而避免了贯通造成的对流。

（5）选用节能型玻璃：

a.双层或多层中空玻璃：它是在几层玻璃之间隔开，充入惰性气体或抽真空，四边胶接或焊接密封形成，由于空气的传热系数小，从而降低了整个窗体的传热系数，减少了通过窗户进行的热交换。

b.LOW-E玻璃：它是在玻璃表面涂上低辐射涂层，将长波辐射保留在室内，从而降低窗体的辐射量来减少热量损失。

c.使用玻璃贴膜：普通玻璃通常在夜间低温会将热量辐射出去，在窗户内表面贴膜之后会增大热阻降低传热系数。这种方法安全、便捷、经济、环保，所以国外的居民已经广泛使用。

2.1.3门的节能改造分析

住宅入户门多为钢材或铁质防盗门，对其改造可在中间或内侧贴上XPS板加强保温性能，降低冷风渗透。单元门可增加门斗，或增加一道单元门，从而有效提高楼梯间的温度，大大降低冷风渗透的几率。

2.1.4屋顶的节能改造分析

屋顶的保温和防水对整个建筑来说都非常重要，尤其对顶层住户，其热量损失更是能占到40%左右。可先拆除原来的保温层和防水层，在露出的结构层上铺设新的保温层和防水层。

（1）倒置屋面：防水层在下，保温层在上。相对于正置式屋面来说，倒置屋面有许多优势，首先防水层在下面避免了受到热胀冷缩的干扰；其次是保温层在上面形成保护层，防止防水层收到外力雨雪的破坏，延长使用年限。其最下层是结构层，上面分别是水泥砂浆找平层、防水层（高聚物改性沥青）、保温层（常用挤塑型聚苯板）和保护层（卵石或绿豆砂）。

（2）架空屋面：适用于不上人的平屋顶，做成带通风间层的屋面，可兼得保温与隔热。通风间层的长度不宜大于十米，在适当位置上砌筑砖敦，间距500mm。

（3）种植屋面：在屋顶上种植植物，通过植物自身的作用将热能转化为生物能，利用植物的蒸腾作用可以带走温度，大大降低室外综合温度。利用植物培植基质材料的热阻和热惰性，可以降低内表面温度与温度振辐，从而达到保温隔热的效果，可以降低热岛效应、净化空气。

（4）平改坡：就是将原來的平屋顶改成坡屋顶，在荷载可承受范围内，搭建三角形钢架，然后搭上檩条，最后铺设屋面板及装饰材料。改为坡屋顶后可在内部加设保温材料，来提高保温性能。这种平改坡的方法可以改善建筑外部形象，还可以增加有效空间，可在改造过程中增设阁楼等，同事可以结合太阳能热水器的布置来确定屋面坡度，可谓一举多得。

2.2可持续能源的节能改造

常用的可持续能源有太阳能、风能、地热能等等。在整个北方采暖地区，太阳能的辐射量并不低，比太阳能应用非常普及的日本沿海地区的辐射量高，所以很适合应用太阳能技术。建筑物是利用太阳能资源的良好载体，通过使用太阳能，可以降低建筑物的采暖能耗，提供全部或部分热水供应，自然通风和采光问题也可以得到改善，所以新建建筑和既有建筑都是太阳能应用的对象。

太阳能的利用主要有光伏转换盒光热转换，而在普通居住建筑当中应用较广泛的是光热转换——太阳能热水系统。许多居民将太阳能热水器作为一种后添加的设备来使用，这样会大大降低建筑整体外观的美观程度，所以在改造时要尽量考虑太阳能热水系统与住宅的一体化设计。例如，像前面提到的平改坡改造，就可以充分考虑太阳能热水器的安装，以最大程度吸收太阳辐射的角度，统一安装太阳能热水器、集热器和水箱。

参考文献

[1] 刘加平.建筑物理[M].北京：建筑工业出版社.2000

[2]张珑,陈福庆,阎晋.建筑节能与门窗的发展[J].中国建筑金属结构，2005.30（06）：8-12

[3] 桑小琳,邓雪娴.多层住宅的改造[J].建筑学报,2005,(12):31-32

[4] 徐占发.建筑节能技术使用手册[M].北京：机械工业出版社.2005