小议既有建筑节能改造措施

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既有建筑节能改造的影响因素

影响建筑节能的因素很多，包括建筑周边环境、建筑朝向、建筑体系系数、建筑窗墙面积比例等，具体详见表1。但是，对于既有建筑来说，其节能改造的特点在于建筑已经存在并正在被使用，这显然不同于新建建筑，这个特点决定了既有建筑节能改造存在三个难点、首先是在影响建筑节能的各种因素中，部分因素无法改造；其次是影响建筑节能的部分因素可以改造但改造效益差；最后是在改造过程中如何尽可能小地减少对建筑使用者的干扰和影响。基于既有建筑节能改造的特点和难点，对影响既有建筑节能改造的各种因素的处理措施见表1所示。根据表1，既有建筑的建筑朝向和体系系数因素是不可能改变的，不考虑改造也不能够被改造。建筑窗墙面积比和楼地面板基本上无法改变，即使可以改造如增加或减小窗户面积、对室内楼地面板进行改造，但这些改造将严重影响建筑的使用，因此也不考虑。周边的绿化环境改造对建筑节能的影响甚微，改造的投入产出效益较差，因此也不予考虑。门窗、屋面、外墙这些外围护结构对既有建筑的节能效果起到至关重要的作用，其构造形式将直接影响到既有建筑能耗的大小，因此，既有建筑节能改造应该重点考虑对门窗、屋面、外墙这三大建筑围护结构的改造。楼梯间和阳台的封闭性改造可以有选择的进行，在夏热冬暖地区，可以不进行改造，在夏热冬冷或寒冷地区，为进一步提高节能效果可以考虑改造。

既有建筑节能改造的关键技术措施

据上分析，既有建筑节能改造的重点在于对门窗、屋面和外墙三大围护结构进行节能改造，这些改造措施也够成了既有建筑节能改造的关键技术措施。

既有建筑入户门的节能改造措施主要是设法降低其传热系数。为此要设置耐久性和弹性良好的密封条（橡胶、聚乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料等）在缝隙部位，同时加贴高效保温材料（聚苯板、玻璃棉、岩棉板、矿棉板等）在入户门的门芯板内，并使用强度高且密封性能好的板面加以保护，以提高其保温性能。或者把保温性能差的入户门更换成保温门，如中间填充玻璃棉板或矿棉板的双层金属门、内衬钢板的木或塑料夹层门等。窗户是建筑围护结构的基本组成部分，是建筑物热交换最活跃、最敏感的部位，一般是墙体热损失的5～6倍，因此窗户的节能改造是既有建筑节能改造中的关键一环。对既有建筑窗户的改造可通过三种方式进行。(1）增加窗户的气密性，气密性能是指窗户在关闭状态下阻止空气渗透的能力。窗户气密性能的好坏，极大关系到室内热量的损失，窗户气密性能越好热交换就越少，对室温的影响也越小。既有建筑窗户的气密性通常都很差，提高窗户气密性的当务之急是减小窗框与扇、扇与扇之间的缝隙。这就要求在改造过程中增加密封道数并使用优质密封条、密封胶，如三元乙丙密封条或者热塑性弹性体密封条，同时尽可能更换推拉窗型。(2）更换窗户构造材料，在改造资金允许时，可以考虑更换窗户的构造材料，这样节能的效果将更显著。可选择的技术措施包括，首先可将既有建筑的普通玻璃窗扇换成双玻、中空、Low-E中空甚至真空节能玻璃窗扇。其中，Low-E（即Lowemissivity，也称低辐射镀膜玻璃）中空玻璃在保证有良好采光性的同时，又拥有良好的隔热保温、隔音、防紫外线的特点，是一种新型的特种节能玻璃，是真正意义上的绿色、节能、环保玻璃建材。Low-E玻璃近两年在国内开始生产和应用，正成为既有建筑窗户节能改造的首选。其次，可将既有建筑的普通窗框和窗扇骨架换成节能的材料，如断热铝材、断热钢材、塑料型材、玻璃钢材及复合材料（铝塑、铝木等）。

墙体节能技术主要是指在墙体中增加保温隔热层，通过减少墙体内外热能传递而达到室内冬暖夏凉的效果。墙体节能技术主要有外墙自保温、外墙内保温、外墙外保温三种形式，其中，外墙的自保温和内保温基本上都是用于新建建筑的，对于既有建筑来说，既要进行节能改造同时又尽可能不影响建筑物的使用，外墙外保温就成为最佳的改造技术措施。外墙外保温是指在外墙结构的外侧设置一个保温层，将保温材料复合在外墙外侧。在对既有建筑的墙体进行节能改造时，应先修复原墙面因为冻害、析盐或侵蚀所造成的破坏，清洗墙面油迹，更换损坏的砖或砌块，填补密实墙面上的缺损和洞孔，清除墙面上疏松的砂浆，并抹平墙面，同时要拆除墙外侧的管道、线路（尽可能改成地下管道或暗线）。适用于主体结构为实心砖墙的墙体外保温改造做法很多，通常的构造做法有以下几种：聚苯板外保温（粘接式）、岩棉板外保温（挂装式）、聚氨酯外保温（喷涂式）及聚苯颗粒外保温（抹灰式）。和其他墙体保温技术相比，外保温技术其有以下优点：适用范围广；可以避免产生热桥效应；保护主体结构，大大降低了自然界温度、湿度、紫外线等对建筑主体结构的影响；有利于改善室内环境，扩大室内的使用空间，与内保温相比，采用外墙外保温一般能使每户使用面积增加约1.3～1.8m2；有利于既有建筑节能改造而不会影响室内居民的正常生活和工作；便于丰富外立面，特别对既有建筑进行节能改造时，不仅能改善外墙保温隔热性能，而且外立面也可以同时进行翻新，使既有建筑外观焕然一新。近年来，随着我国建筑节能工作的不断深入和用于外墙外保温的材料与技术不断改进，外墙外保温由于其优越性正日益受到重视。需指出的是，目前国家规定在民用建筑外墙外保温需要用A级防火材料。而由于某些保温材料在防火性能上达不到国家要求，易引发火灾事故，所以正在逐步禁止一些保温材料的使用。很多有机保温材料都达不到A级防火标准，需要经过改性、复合等技术措施来达到A级防火标准。因此，应优先采用新型环保型墙体保温材料，例如无机保温砂浆就是一种正被广泛应用的环保型外墙保温材料。其是一种以无机类的轻质保温颗粒作为轻骨料，加由胶凝材料、抗裂添加剂及其他填充料等组成的干粉砂浆，具有节能利废、保温隔热、防火防冻、耐老化的优异性能以及低廉的价格等特点，将会在既有建筑墙体节能改造中有着广泛的需求。

在对既有建筑屋面进行节能改造时，平改坡和种植屋面已经成为目前最主要的两种改造技术措施。在对既有建筑改造时，将保温性能较差的平屋面改为坡屋面或斜屋面即为平改坡，同时还可以利用“烟囱效应”原理，把屋面做成屋顶檐口与屋脊通风或老虎窗通风（夏季可以适当打开风口，达到通风散热效果；冬天则可以关闭风口，达到保温的目的）。具体的平改坡改造技术措施又细化为三种方案。方案一是在既有平屋顶上再加一个坡屋顶，保温仍然由原平屋顶承担，新的坡屋顶解决防水问题，并由新坡顶、新材料带来新的建筑形象。这种方案实施起来相对比较简单容易，对下层住宅影响最小。方案二是拆除原有建筑旧平顶，换成坡屋顶，此方案实施难度较大，对下层住户影响很大，不具备一定条件不宜采取此方案。方案三是原平屋顶改造成楼板，利用新的坡屋顶的三角形空间做成阁楼，这比方案一增加一些投资，但可以增加建筑面积。如果阁楼中最低点保证有2.2m的净高，则可增加一层的建筑面积，这是有条件的既有建筑屋面节能改造应首选的平改坡方案。对既有建筑屋面进行平改坡改造时，无论采用哪种改造方案都要保证房屋结构的整体完整性，新建坡屋顶在选材构造上既要满足防水、防火、保温要求，又要尽可能少地增加荷载量，同时，平改坡还应做到标准化、装配化，为缩短施工周期、减少对既有建筑使用者的干扰创造条件。种植屋面就是在屋面防水层上覆土或铺设锯末、蛭石等松散材料，并种植植物，利用植物的光合作用，将热能转化为生化能，利用植物叶面的蒸腾作用加大蒸发散热量，利用植物培植基质材料的热阻与热惰性，降低内表面温度与温度振幅，使其起到防水、保温、隔热和生态环保作用。种植屋面作为一种有效的节能环保措施，正越来越受到人们的重视。如果将既有建筑原有屋面改造成种植屋面，由结构层至种植层在构造上可分为：找坡层、防水层、排水层、过滤层和种植层。种植屋面应充分考虑种植层带来的屋面荷载增加，包括种植层在吸水饱和状态时的重量。目前研制出的保水保肥性能优良的轻质营养土，种植基质层的厚度可以在普通种植土的基础上减少一半以上，其湿容重约为普通种植土的1/2，这可使种植基质层的总重量减轻约75%，大大降低了屋面荷载，由此，种植层的增加才不会对整个房屋结构的受力产生太大影响。植物的选择应采用适应性强、耐干旱、耐瘠薄、喜光的花、草、地被植物、灌木、藤本植物和小乔木，不宜采用根系穿透能力强和抗风能力弱的乔木、灌木（如黄葛树、小榕树、雪松等）。同时，为了减少风对种植屋面的影响，还应做好防风固定措施。种植屋面的改造施工只要能够按照相关的技术规范进行，就能达到理想效果，其正成为一种有效的既有建筑屋面节能改造技术措施。

结语

该文总结了既有建筑节能改造的各种影响因素，进而分析指明了既有建筑节能改造的三大重点部位及其关键技术措施，包括门窗改造、墙体改造和屋面改造的关键技术措施。总体上，从尽可能不影响既有建筑使用、改造难度和改造投入的角度看，门窗改造的影响最小、最易实现、投入最少，但效果最差，墙体和屋面改造的影响较大，较难实施，投入较大，但效果最好。因此，要灵活应用这些既有建筑节能改造的技术措施。当改造条件一般时，应先从门窗改造入手。当条件成熟、资金充沛时，应尽快启动墙体和屋面的节能改造。最后，要积极改进既有建筑节能改造技术的缺点和不足，大力研究并积极推广新材料、新技术在既有建筑节能改造中的应用，力争创造出更安全、更便捷、更经济、更环保的既有建筑节能改造新技术。（本文作者：陈丽华 单位：合肥工业大学建筑与艺术学院）