既有居住建筑节能的围护结构改造研究

摘要：结合既有建筑节能改造的特点，指出既有居住建筑节能改造的重点是建筑物外墙的节能改造设计；并针对围护结构的改造方法提出了几种切实可行的方案措施，以期为同类设计和施工提供参考。

关键字：既有居住建筑；节能改造；围护结构

1 引言

按照建设部建筑节能2010年规划目标的要求，全国各大中小城市要完成既有居住建筑节能改造面积的25%，据统计全国既有建筑中的80%属于居住建筑，且大多数是八、九十年代建造的，其中能够达到建筑节能设计标准的不足全部城乡建筑面积的0.05%[1]。

与新建建筑相比，既有建筑总是占绝大多数且分布面广，由于大部分既有建筑的建造年代较早，且在设计施工过程中没有建筑节能意识的约束和相应节能法规、规范的限制，导致既有建筑没有实行建筑节能设计，其能耗非常大。因此，从可持续发展观点出发，应该为这些建筑提出合理有效的节能改造方案，以求得到更大的社会经济效益。

2 既有居住建筑的节能改造特点

一般意义上，建筑节能主要从以下四个方面着手：节能改造包括建筑围护结构的节能设计，设备节能，可再生能源的利用，以及使用者的节能等。

2.1围护结构的节能设计

实施建筑节能，就要在建筑设计上设计最佳朝向和最佳通风性，尽量利用绿化、水面等改善环境微气候；在建筑形体上，设计合适的体形系数，针对不同朝向的设计不同的窗墙比，在墙体、门窗和屋面等建筑围护结构上使用保温隔热的材料，增加遮阳设施等。

但既有居住建筑的节能改造有别于新建建筑物，其具有以下特点：在最大限度地不破坏原有结构和不改变原有居住功能的基础上进行改造；同时，又要使改造的施工方法尽可能简单；对原有室内装修的破坏尽可能少；对居民日常活动造成的影响尽可能小，便于操作。

2.2设备节能和可再生资源利用

居住建筑中的用能设备主要是空调，相对于公共建筑而言，涉及的用能设备种类相对比较单一，而且用能设备的使用方面具有很强的个体行为，很难对设备的节能改造效果作定量分析和追踪调查。因而，要加强对居民自身在空调等建筑暖通设备上的引导宣传，在选择和使用上尽量用耗能低的产品。

2.3建筑围护结构的节能设计

大多数既有住宅建造时间较早，其外墙、屋面、外窗等部位的热工性能没有达到能设计标准的要求，对住宅的能耗和室内的热环境影响很大。而且，既有居住建筑由于位置确定，其布局，朝向、体型、构造等都已成事实，这大大限制了建筑师的改造设计思维，因而对建筑围护结构的改造成为既有居住建筑的节能改造重点。

3 围护结构的改造

建筑围护结构节能改造的重点可根据建筑所处的气候区、结构体系、围护结构构造类型的不同有所侧重[2]。改造前应首先对外墙平均传热系数、保温材料的厚度，以及相关的构造措施和节点做法等进行分析和评价，确定围护结构节能改造的重点部位和重点内容。

在对围护结构的改造中应遵循尽量减少墙体和屋面增加的荷重，不破坏原有的结构体系，不损坏除门窗以外的室内装修装饰的原则。具体措施包括如下几点：

3.1墙体

通常墙体占整个建筑物护结构总面积的66%左右，住宅通过外墙的传热量约占建筑物总耗热量的30%到40%，所占比例较大[3]。在既有居住建筑节能改造中，若采用外墙内保温技术，将外墙的绝热层设在建筑内侧，会占据一定的建筑使用面积，而墙面上也难以吊挂物件，同时在施工阶段会影响室内住户的正常生活。因此，在节能改造中外墙内保温技术较少使用。

3.2屋面

屋顶是夏季太阳辐射最强烈的部位。夏热冬冷地区对屋面的节能设计首先是屋顶的隔热降温，其次是屋面保温。

①增加屋顶的保温层

在原有屋面加保温层，倒置式保温屋面，将保温层放置在防水层之上，能够有效防止保温层内部结露，热稳定性好，保温隔热效果较好。因此对屋顶的改造多采用倒置式外保温结构体系。

②平屋面改造成坡屋顶

现在很多城市已大规模地开展屋顶的“平改坡”。但其中很大部分工程只是在原平屋面上用轻钢龙骨撑起混凝土薄板，这样虽然在保温隔热方面有一定作用的，但并不能通风，不能实现在夏季可以把热量及时地带走，在冬天关闭风口后，起到保温的目的。在改造技术方面，可把坡屋顶做成屋顶檐口与屋脊通风或天窗通风。

3.3外窗

窗户是建筑物热交换最活跃、最敏感的部位，窗户能耗约占建筑能耗的40%左右[4]。而旧外窗是整个建筑护结构热工性能最薄弱的环节，且总的外窗面积较大，使得大量热量能够轻易通过外窗进出室内外，而且夏天强烈的太阳辐射也容易影响室内空气温度，因此对外窗的改造时整个改造的重点之一。

①节能型窗的应用

在门窗选择上，关键是要有良好的密闭性，在原外窗上加气密条，提高外窗的气密性。但是由于各种气密条的材料、断面形状等与原外窗不完全匹配，密封效果会受到影响。

③夏日增加遮阳措施

建筑节能的一个重要方面是夏季隔热设计，设计合理的遮阳能够有效减少太阳辐射进入室内，消除90%以上的太阳辐射作用。

3.4楼梯间的改造

20世纪90年代时期建筑的居住建筑大多为开敞的楼梯间，大大影响整栋建筑的热工性能，而且安全性也较差。若对开敞楼梯间不进行封闭改造，则其内墙宜进行保温处理，否则将影响整栋建筑的节能改造效果。

4 结论

众多工程经验表明，既有建筑物的节能改造重点在围护结构部分，对其改造要重点注意：

①应优先选用对居民干扰小、工期短、对环境影响小、安装工艺便捷的围护结构改造技术。

②应首先考虑透明围护结构节能改造，提高门窗的热工性能和气密性，鼓励业主以参与投资的方式更换原有品质差的门窗。

③窗洞口部位是整个建筑散热量最大的部位，窗口部位保温性能处理的好坏，直接影响到整个保温系统的成败

④建筑围护结构节能改造工程必须确保建筑物的抗震、结构安全、防火和主要使用功能。