重庆市既有建筑外墙节能改造形式的选择

【摘 要】结合重庆市的气候特点，建立模型给出了重庆市既有建筑外墙节能改造选择外保温形式比较好，保温材料的导热系数越小保温效果越好。

【关键词】既有建筑；节能改造；外保温

随着世界人口增长和经济发展，建筑及其运行的资源消耗和环境效应，对全球资源环境的影响日益显著。减少建筑能耗和污染排放，节约资源、保护环境，实现建筑与自然和谐共存，是全球面临的共同课题。自20世纪70年生全球性的能源危机后，世界各国政府开始认识到建筑能耗是能源消耗的一个重要组成部分，纷纷建立了自己的建筑节能标准。如加拿大在1972年颁布了《新建筑节能法》；瑞典在1967年就制定了《住宅标准法》，并规定使用按照瑞典国家标准制造的材料配件来建造的住宅项目将获得政府的贷款；日本早在1979年就颁布了住宅建筑保温隔热标准，规定了建筑部分热阻，并对所用的各种保温材料规定了最小的限度。发达国家节能经验表明，既有建筑物要比新建建筑物多得多，要使建筑节能取得较大实效就必须大力推动既有建筑的节能改造，也就是重视建筑节能改造。

到1999年底，我国北方地区累计建成节能建筑1.3亿平方米，其中达到节能率为50%标准的节能建筑为2215万平方米，累计可节约能源675万吨标准煤。仅在1998年和1999年建成节能建筑2100万平方米和3484万平方米，但仍只占同期城市新建住宅的5.28%和7.92%。2001年，建设部颁布了《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJ134-2001)，对我国夏热冬冷地区的居住建筑，在建筑、热工和暖通空调方面提出了节能措施，对采暖和空调能耗规定了控制指标。2003年我国颁布了《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003)，根据我国建筑节能“十五”计划和2015年规划，到2010年，要在节能50%的节能建筑的基础上，再节能25%，实现累计节能1.7亿吨标煤。我国的节能建筑正在由住宅建筑向民用建筑、公用建筑和工业建筑发展，由严寒和寒冷地区向夏热冬冷地区扩展，还要由城市向乡镇拓展，更要由节能的低水平向高水平迈进。要在我国很好地执行上述国家标准和行业标准，实现我国的建筑节能“十五”计划和2015年规划，就必须广泛采用新型建筑材料和保温节能材料，才能顺利达到预期目的。

根据重庆市现有的城镇化发展速度，每年将新增4000万平方米建筑，如果按照新建建筑全面实施节能50%的标准，已建建筑总量25%的既有建筑实现节能50%的目标计算，到2012末，每年就可节约电量26.32亿千瓦时左右，折合标煤约33万吨左右，减少排出当量CO2 318万吨、SO2 2.41万吨，NO2 1.01万吨，使城镇高峰用电负荷增长削减约45万千瓦。由此可见，实施建筑节能带来的经济效益和社会效益都将十分明显。

据2006年的统计数据，重庆市的房屋建筑面积已达3.38亿平方米（不包括农村居民自建房），但由于受认识、机制、体制、经济发展水平等诸多方面的影响，95%以上的既有建筑未进行节能设计，属于高能耗建筑，室内环境质量达不到最低的舒适度要求。随着生活水平的提高，居民普遍采用空调降温，电暖器采暖，能效比极低，能源浪费很大，造成建筑能耗急剧增长。由2006年的统计数据看出仅住宅及公共建筑的供暖空调能耗就达66.44亿千瓦时左右，占重庆市全年总用电量的26%左右，在冬夏季节供热和空调使用高峰期其用电量高达全市用电量的40%左右。在夏热冬冷地区，住宅建筑围护结构的传热量约占建筑物总能耗量的20%－30%，对于多层住宅建筑，外墙面积一般约占围护结构总面积的44%，因此减少外墙的能耗是降低建筑能耗的重要途径之一。

重庆地处我国夏热冬冷地区，其气候特点是夏季高温闷热，冬季潮湿阴冷，居住舒适度差。最热月平均温度26－30℃，最冷月平均温度4－8℃。重庆夏季以“火炉”著称，极端最高气温38－40℃，部分地区甚至高达42、43℃，全市沿长江、嘉陵江和乌江两岸海拔较低地区的高温日数平均为30－40天，反映出重庆炎热不仅强度大，而且持续时间长。盛夏7、8月是全年光照最强的季节，日照时数约占全年的40%左右，日照百分率达到50%。冬季的日照时数在全国日照分布图上处于最少地区，1月日照时数仅30－50小时，不到可照时数的15%，12月（或1月）的阴天平均达20－23天。

重庆市的气候特点对外墙体的节能改造提出了较高的要求，不仅要在冬季达到一定的保温要求，又要在夏季能良好地隔热，晚上利于散热，以减少内表面对室内的热辐射。外墙的节能改造一般来讲有两种方法:一是严格控制体型系数，减少传热面积；第二是增强外墙体的保温、隔热性能。对于重庆这种夏热冬冷地区的既有住宅建筑来说，建筑物的体型系数、窗墙比、朝向等影响能耗的因素都已成定局，无法再重新设计。因此只能采用第二种方法。希望通过下面的模型选择出合适的保温形式：内保温、外保温、内外混合保温（将保温层分为两个部分分别至于墙体的内外两侧）。

1 假设与符号说明

假设既有的外墙体均匀，各点的传热系