既有建筑节能改造方案

浅谈既有建筑节能改造方案研究摘要：通过对我国既有建筑节能改造现状的分析，从整体的角度研究了适用于我国既有建筑节能改造的方案特点，并探讨了建筑节能改造方案实施过程中可能遇到的群众支持问题和相应的解决方法。

关键词：能耗；既有建筑；节能改造；围护结构

1 引言

我国是一个能源相对紧缺的国家。我国与同纬度的许多发达国家相比，地区间气候环境差异较大、状况更为复杂和恶劣，但我国的房屋保温隔热性能却要差很多。在我国广大的北方地区，建筑采暖平均能耗比东欧同纬度发达国家高出100%～200%，节能潜力巨大。随着我国对建筑节能的重要性和紧迫性认识的加深，国家于2001年制定了《既有采暖居住建筑节能改造技术规程》，于2005年开始执行gb50189-2005《公共建筑节能设计标准》，并于2007年制定了gb50411-2007《建筑节能工程施工质量验收规范》[1]。

北方采暖区面积占我国国土面积的70%，既有建筑面积约为65亿m2，其中70%以上为高能耗建筑，由此可见，我国既有建筑节能改造的必要性。

2 既有建筑节能改造方案的分析

2.1 北方采暖地区的既有建筑节能改造是主要任务

（1）我国北方采暖地区的既有建筑能耗总量很大。根据中国建科院数据，全国城镇的建筑能耗总量5.4亿吨标准煤中，北方寒冷

地区的能耗就有2.75亿吨，所占比例为51%；其次便是夏热冬冷地区，能耗为1.85亿吨，所占比例为34.3%。

（2）我国北方采暖地区的既有建筑能源利用效率低。仅以北京市为例，在节能标准实施之前的建筑采暖平均能耗为30w/m2左右，节能标准实施之后的建筑采暖平均能耗为20w/m2左右，而北欧的建筑采暖平均能耗仅为10w/m2左右。故此，北方采暖地区的节能潜力巨大，需要优先考虑。

（3）我国北方采暖地区的建筑能耗增长速度快。随着我国城镇化速度加快，人民对居住品质的要求也在不断提高，以提高居住品质的房间空调为例，近年来的销售量年均增长速度已超过20%。

2.2 既有建筑中的公共建筑节能改造要率先实施

（1）公共建筑相对于住宅等私有建筑，其建筑节能改造措施更便于实施。既有建筑的节能改造可以减少整个社会对能源的使用，减少大气污染，使周围其他人因此获得一定环境收益，但是尽管社会因此而获利，对于采取节能行为的个体却并未有明显的个体收益。况且，节能改造以后，即使在节省能源花费上对个体有一些好处，但是与节能改造所花费的成本对比而言收益甚微，需要很长时期的成本回收[2]。在这种情况下，想要使个体主动地对既有建筑进行节能改造需要政府的引导和施压，即使个体愿意对建筑进行节能改造，在转化为实际行动时难度也比较大。而对于公共建筑的节能改造而言，实施的压力将会小很多。

（2）大型公共建筑的能耗指标很高。相对于大型公共建筑，私

有住宅建筑的能源消耗需要个人买单，故此私有住宅的个人行为中节能的主动性更大一些，由此导致的结果是大型公共建筑的单位面积能耗相对于私有住宅而言高出很多。以北京市为例，各类大型公共建筑的单位建筑面积全年耗电量为100kwh~350kwh，是城镇住宅单位面积用电量的10倍~15倍。在这些耗电量中，空调系统就占到35%以上[3-4]。这不但需要在用电制度和用电设备上对耗电量加以限制，还需要对建筑的围护结构进行改造，以降低维护结构的传热系数，从而提高空调系统利用效率，降低空调系统的耗电量。

（3）公共建筑的节能改造对公众具有节能意识引导和宣传示范作用。单个公共建筑对社会人群的覆盖要远大于私人住宅，故此，利用公共建筑的节能改造可以辐射更加广泛的人群，提升公众的节能意识。单个公共建筑的节能改造具有很好的宣传和示范效果，可以逐渐带动私有住宅自发自愿的节能改造。

2.3 技术改造过程中的门窗和外墙改造需要优先实施

在既有建筑节能改造的过程中，照明设备等系统使用上的节能可以通过制定制度限制使用者的过度能源消耗来实现，还可以通过在建筑外部设置太阳能热水器等设备来降低建筑内的能源消耗。然而，更多既有建筑的节能实现仅仅通过使用者的使用限制是难以实现的。当建筑外墙的传热系数很高，门窗部分构造粗糙未有隔热措施时，建筑内部的空气将会与外界的空气十分通畅地进行热量交换，如此以来，建筑空调系统中用于采暖和制冷的能耗只能是持续增加。

仔细分析既有建筑节能改造过程中的技术运用，建筑的节能改造主要从围护结构的墙体、屋面、门窗、阳台、遮阳构件和通风组织等方面做节能改造。

（1）墙体是建筑围护结构中传热面积最大的一部分，它对整个建筑能耗有决定性的影响作用。与国外相比，我国的单位建筑能耗是同等气候条件下发达国家的3倍，而我国传统的建筑墙体多为粘土实心砖墙体，其传热系数约是国外的3.5~4.5倍。在不考虑传热延迟的情况下，墙体传热系数几乎是影响能耗的决定性因素，可见我国既有建筑外墙体节能改造的节能潜力之大。对于特定的建筑，其墙体面积和气候条件是不变的，增加保温层能有效地改变墙体传热系数，降低能耗。

墙体的节能改造措施可以采用规程推荐的eps墙体外保温技术[5]，该技术不需要对外墙进行复杂的表面处理，只是在外墙的外表面用聚合物砂浆粘帖一定厚度的可发性阻燃型聚苯乙烯泡沫板，然后在其表面用耐碱玻璃纤维网格布和聚合物砂浆做保护层，再做饰面层。该技术保温节能效果显著、施工方便、饰面装修多样、费用低，能够有效地改善室内居住环境。

（2）门窗是建筑结构的重要组成部分。在高能耗建筑中，门窗的面积虽然小于墙体面积，但是其传热系数大，空气渗透热损失和传热热损失约占整个采暖建筑热损失的50%[6]。近年来随着人们对生活质量要求的提升，人们希望窗户的面积增大以获得更为宽广的视野，由此导致门窗面积和墙体面积的比例也在逐渐增大。这使得

门窗对整个建筑的能耗具有举足轻重的影响。

在窗户的改造措施中，采用中空玻璃塑钢窗等节能窗取代单层玻璃窗能够明显减少热量传递，采用密封材料增加窗户四周的气密性以减少热量渗透等等，都具有比较明显的节能效果。在门的改造措施中，可采用双重玻璃门或红外线自动玻璃门等措施以减少出入口的能量流失。

（3）屋顶位于建筑的顶部，是受外界气候影响最大的部分。屋顶吸收的外部辐射占全部建筑吸收辐射的比例相当大。屋顶的保温隔热措施可以降低屋顶吸收的热能向顶层室内传递，但是由于屋顶的防水构造，对屋顶进行保温隔热改造需要付出的代价较大，且效果主要只停留于顶层室内，对于整栋建筑的总体节能效果影响相对较小。

（4）外遮阳构件为建筑物的附属结构，却是建筑节能的重要环节。在阳光照射时间较长的南面增加外遮阳构件能够明显降低空调运行负荷，具有较为明显的节能效果。南向遮阳能降低建筑能耗，虽然节能贡献率不高，但遮阳措施实施简单、投资回收期短、投资收益比较高，不失为优选的既有建筑节能改造措施。

（5）其它如密闭阳台、组织通风等措施，虽然能够起到调节建筑室内温度、降低建筑能耗的作用，但需要付出相当的代价，效果有限且部分地影响到使用者的生活习惯。

从以上的分析可以看出，在既有建筑的节能技术改造过程中，门窗和外墙体的改造可以较为明显地降低建筑能耗，外遮阳构件的