北方采暖地区既有居住建筑的节能改造

刘进荣

西藏民族学院后勤处 陕西 咸阳 712082

国家经济的稳步发展和能源的生产和供应密切相关，中国人均用能水平虽然不及世界人均耗能水平的一半，但能源消费总量却已达世界第二[1]。因此，国务院在《关于印发节能减排综合性工作方案的通知》中明确提出“十一五”节能减排的工作目标，其中就包括推动北方采暖地区既有居住建筑节能改造1.5亿平方米的目标。但是国内的既有居住建筑节能改造工程刚刚启动，处于零散的、分散的试点状态，缺少适用的节能改造施工技术方案[2]。为此，本文从节能改造施工技术的角度，论述北方采暖地区既有居住建筑围护结构的节能改造方案，以期为北方采暖地区既有居住建筑节能改造提供理论参考。

1 北方既有采暖居住建筑的能耗现状

在我国北方采暖地区，供热能耗是建筑能耗主体。据调查，三北地区城镇的采暖消耗的用煤量占到我国非发电用煤量的15%～18%[3]。北方既有采暖居住建筑的能耗现状具有2个特点。1）围护结构的保温隔热性能和门窗气密性较差，围护结构的传热和门窗缝隙空气渗透的热损失分别约占建筑全部热损失的70%～80%和20%～30%。因此，这两个方面是进行节能改造的重要点。2）既有居住建筑采暖供热系统热效率较低。我国锅炉的运行效率只有55%～70%，管网输送时又损失10%～15%，实际采暖供热量只有47%～63%。据统计，截止2000年底，全国既有居住建筑面积中约有210亿平方米的居住建筑存在保温隔热性和气密性差、供热系统热效率低下等问题[4]。

2 北方既有采暖居住建筑节能改造的困难

就目前我国节能改造的实际状况而言，北方既有采暖居住建筑节能改造存在3个明显的困难。1）改造规模大。我国北方采暖地区覆盖15个省、直辖市，具有改造价值的居住建筑超过30亿平方米，改造范围包括各种形式的供热系统及建筑本体，存在产权复杂、改造量大且系统结构复杂等问题[5]。2）组织协调难度大。组织协调问题是节能改造的关键，但是我国北方居住建筑私有化程度高，产权多样，业主涉及多方，改造意愿难于统一。此外，北方既有建筑结构和年代不一、类型多样、供热系统形式复杂多样，也需要政府与业主组织协调，制定科学合理的改造方案。3）节能改造施工技术不高。从节能改造的整体现状来看，我国仍然存在节能改造技术方案单一的现象，没有达到因地制宜的效果，急需研究推广经济适用、科学合理的节能改造施工技术。

3 北方采暖地区既有居住建筑节能改造方案分析

从节能改造的困难来看，改造规模大和组织协调难度大的问题，可以随着我国经济的发展及国民节能减排意识的提高逐步得到解决，而节能改造施工技术则需要进行系统的研究。同时，从能耗现状分析也发现，围护结构的保温隔热和门窗气密性问题是节能改造的重要点。因此，本文以墙体、外窗及屋面的节能改造为切入点，对北方采暖地区既有居住建筑围护结构的节能改造进行系统的方案论述。

3.1 墙体节能改造方案

改善既有建筑墙体的方法主要有外墙外保温和内保温2种。但比较这2种方法，可以发现外墙外保温具有3个方面的优点[4]。1）可以延长建筑物寿命。外墙内保温的保温层构造位置使得建筑物的外墙与内墙分别处于2个不同的温度环境，由于不同的温度环境使得内、外墙发生不同的温度形变，使建筑结构不安定。这会导致建筑物墙面产生裂缝，并进一步破坏屋面防水，大大缩短建筑结构寿命。而外墙外保温使建筑结构处于同一个温度环境，可以有效延长建筑物的寿命。2）可以有效消除热桥。由于内保温做法的露点位置是在靠近外墙内测的表面，外保温做法的露点位置是在靠近外墙外保温层的外表面，因此，外保温可有效消除热桥。3）易控制墙面裂缝。处于室内温度环境影响的内保温板材附在受室外年温差影响而发生形变的外墙上，内保温块材的板缝被温度变化而产生的外墙变形应力拉开，因此内保温的保温块材易发生裂缝。而外保温使得建筑物的全部结构处在同一个温度环境下，年温差一般波动不大，可以忽略其形变产生的影响。基于上述3个原因，外墙外保温方式比较适合我国北方既有采暖建筑墙体改造的方案。

3.2 外窗节能改造方案

目前，在我国北方采暖地区既有居住建筑中，窗结构普遍为普通实腹钢框或木框的单层玻璃外窗，热工效能和气密性都很差，致使采暖季，通过外窗散失的热量占总围护结构散热量的50%以上。对外窗的节能改造可以从以下几个措施着手[6]：1）更换传热系数更小的断热窗框；2）增加外窗玻璃的层数或更换传热系数更小的节能玻璃；3）外窗上加贴透明聚酯膜；4）加设外窗密封条，推拉窗改平开窗；5）改善外窗的周边，减小热桥的影响。

3.3 屋面节能改造方案

1）平屋顶的改造方案。根据安装保温层与防水层的相对位置，平屋顶的改造方案可分为2种改造模式：正置式屋面和倒置式屋面。正置式屋面节能改造通常采用的保温材料有岩（矿）棉板、玻璃岩板、聚苯板、膨胀岩板等。其改造方法有2种[4]：直接铺设保温层和设置架空保温层。具体采用哪一种，可视实际情况而定。倒置式屋面通常采用的保温材料为挤塑聚苯板、现场发泡聚氨酯等一些不吸水的材料，其中挤塑聚苯板具有特有的微细闭孔蜂窝状结构，压缩性能高、密度大、导热系数小、水蒸气渗透系数小、吸水系数低等特点，能在长期的高湿度或浸水环境下保持优良的保温性能，同时还具有很好的耐冻融性能及较好的抗压缩蠕变性能，因此特别适用于倒置式屋面保温系统。倒置式屋面的保温层上面，可采用块状材料、水泥砂浆或卵石层做保护层。卵石保护层与保温层之间应铺设聚酯纤维无纺布或纤维织物进行隔离保护。

2）坡屋顶改造方案。坡屋面的节能改造方式相对平屋面比较单一，通常采用一些轻质保温材料，如聚苯板、岩棉板、玻璃棉板等。有吊顶的坡屋面可直接在屋顶吊顶上铺放保温材料，其厚度应根据热工计算而定；而无吊顶的坡屋面应先增设吊顶层，并使得吊顶层耐久性好，能够承受保温层的荷载，再把保温材料铺放在吊顶上，其厚度应根据热工计算而定[2]。

4 结束语

由于我国北方采暖地区区域面积大，既有建筑面积大，能耗高，能量损失高，节能改造的投入产出比更高，改造效率明显，因此，对北方地区既有居住建筑进行节能改造，对于实现我国节能减排目标具有重要的意义。但是节能改造施工技术不高是摆在人们面前的最突出问题，为此，本文针对节能改造施工技术问题，从墙体、外窗、屋顶等的节能改造系统论述既有居住建筑围护结构的节能改造方案，这对于指导我国北方采暖地区既有居住建筑的节能改造具有重要意义。

[1]清华大学建筑节能研究中心.中国建筑节能年度发展研究报告[M].北京:中国建筑工业出版社,2007:13-16

[2]王庆生.既有建筑节能改造技术要点及技术方案[J].建筑节能,2004(6):56-59

[3]龙惟定.建筑节能与建筑能效管理[M].北京:中国建筑工业出版社,2005:42-47

[4]徐占发.建筑节能技术实用手册[M].北京:机械工业出版社,2004:128-130

[5]吕石磊,武涌.北方采暖地区既有居住建筑节能改造工作的目标识别和障碍分析[J].暖通空调,2007(9):20-24

[6]张珑,陈福庆,阎晋.建筑节能与门窗的发展[J].北京:中国建筑金属结构,2005:8-12