既有建筑節(jié)能改造、舒適性改善技術(shù)

張學(xué)玲

中鐵建設(shè)集團(tuán)有限公司

1 引言

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，大量現(xiàn)存的既有建筑功能落后，舒適性較差等問題日益突出，但是既有建筑往往占據(jù)城市核心地段的土地資源，而通過一些新的技術(shù)手段對(duì)既有建筑進(jìn)行改造，不但可以提升建筑的品質(zhì)，提高建筑的舒適度，而且對(duì)于改善城市環(huán)境、節(jié)約能源等也有重要的意義。

2 建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能改造

在我國(guó)，受氣候的影響在不同氣候地區(qū)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能改造的側(cè)重點(diǎn)也存在較大的差異。建筑外墻、屋頂、與空氣接觸的外門窗等都屬于建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)。建筑物整體熱量損失中圍護(hù)結(jié)構(gòu)占據(jù)了非常重要作用，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的更新改造是既有建筑建筑更新改造的主要手段。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱量損失占據(jù)建筑整體熱損失的一半以上，是改造的重點(diǎn)部位。本文將對(duì)建筑外墻、門窗、屋面外圍護(hù)結(jié)構(gòu)重點(diǎn)研究。

2.1 外墻節(jié)能改造

外墻是圍護(hù)結(jié)構(gòu)的重要構(gòu)件，占建筑整體總量熱損失的百分之三十左右，外墻的節(jié)能更新改造是既有建筑進(jìn)行節(jié)能改造最重要的手段。常用的兩種外墻節(jié)能改造方法為：外墻內(nèi)保溫和外墻外保溫，本文主要對(duì)這兩種方法進(jìn)行研究。

（1）外墻內(nèi)保溫。外墻內(nèi)保溫的具體做法是把保溫層設(shè)置在外圍護(hù)墻體的靠室內(nèi)的一側(cè)，在保溫材料上以輕體板材覆蓋，在輕體板材上再進(jìn)行內(nèi)飾的裝修工程。外墻內(nèi)保溫的優(yōu)點(diǎn)是保溫隔熱材料位于建筑內(nèi)側(cè)，不易受外界環(huán)境的風(fēng)雨侵襲的作用而損壞。但是這種改造方法容易產(chǎn)生重要節(jié)點(diǎn)部位結(jié)露和主要構(gòu)件的交接部分的熱橋問題。一般情況下，為了避免產(chǎn)生上述問題，會(huì)采用將保溫隔熱材料厚度增加的做法，但是這樣會(huì)減少建筑物的實(shí)際使用面積，會(huì)影響居住用戶的使用，這一方面的影響會(huì)導(dǎo)致既有建筑改造過程中遇到阻力較大。

（2）外墻外保溫。外墻外保溫是指在墻體外側(cè)粘結(jié)或掛設(shè)保溫隔熱層，在保溫層外側(cè)與主體建筑建立牢固的連接，最后對(duì)建筑外立面進(jìn)行裝飾的改造方法。該方法有下面四項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)：①應(yīng)用范圍較為廣泛，外墻外保溫適用于需要夏季有隔熱需求的南方地區(qū)建筑，也適用于需要冬季有保溫需求的北方地區(qū)建筑；②室內(nèi)溫度受外界影響較小，容易保持恒定的室內(nèi)溫度，提高居住者的舒適度，且建筑外墻受外界影響小，不容易發(fā)生結(jié)露和冷橋的問題，減少墻體裂縫的產(chǎn)生，延長(zhǎng)既有建筑的外墻的使用年限；③在該種改造方法是在建筑外部施工，對(duì)居民正常生活不會(huì)產(chǎn)生較大影響，改造期間，居民不需要搬離居所就能完成節(jié)能更新改造；④外墻外保溫改造可以改善室內(nèi)熱舒適度，外保溫不僅提高了墻體的隔熱保溫性能，而且室內(nèi)的熱舒適度和熱穩(wěn)定性也提高了。外墻外保溫的缺點(diǎn)是將墻體保溫隔熱材料設(shè)置在建筑外墻的外側(cè)，要求材料具有抵抗自然環(huán)境中風(fēng)雨侵襲和耐腐蝕的性能，對(duì)保溫隔熱材料要求較高。如保溫隔熱材料如果性能稍弱，容易造成破壞。

現(xiàn)階段，大量的既有建筑建筑外圍護(hù)墻體在早期未設(shè)置保溫隔熱材料或者保溫隔熱材料已經(jīng)遭到破壞，造成外墻保溫隔熱性能差，建筑整體熱量損耗大，室內(nèi)熱環(huán)境和舒適度都較差。外墻外保溫改造是既有建筑節(jié)能更新改造最常用的技術(shù)措施和最有效的改造手段。

2.2 門窗節(jié)能改造

門窗是建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主要部件中絕熱性能最差的構(gòu)件，是建筑節(jié)能重中之重。建筑圍護(hù)構(gòu)件總能量損耗中門窗的熱量損失約占一小半。因此，減少門窗能量損耗，增強(qiáng)門窗的保溫隔熱性能，是提高建筑保溫性能和改善室內(nèi)舒適度的重要手段。門窗的節(jié)能改造主要從以下幾個(gè)方面考慮減少門窗的熱損失和提高門窗的節(jié)能性能。

（1）提高門窗的隔熱性能。在夏季，建筑中的外門窗隔絕太陽(yáng)輻射熱進(jìn)入室內(nèi)的能力是門窗的隔絕熱量性能的主要指標(biāo)。門窗框料（塑鋼、鋁合金、鋼等材料）、玻璃的種類等都是影響門窗隔熱性能的主要因素。門窗框料的材質(zhì)的熱導(dǎo)率越小，門窗的熱損失越少，則門窗的導(dǎo)熱系數(shù)也越小，門窗的隔熱性能也就越好。

（2）提高門窗的保溫性能。提高門窗的熱阻是改善門窗的保溫性能主要手段。為提高門窗的保溫性能。通常情況下多采用中空玻璃、加惰性氣體的玻璃、雙層或多層玻璃窗。利用空氣間層和惰性氣體熱阻大的特點(diǎn)，可以明顯改善門窗的保溫性能。同時(shí)，選用如塑料、斷熱處理過的金屬框材這些熱導(dǎo)率小的門窗框材料，門窗框料的材質(zhì)的熱導(dǎo)率小，可有效提高門窗的保溫性能。

（3）加強(qiáng)窗戶的遮陽(yáng)措施。合理的遮陽(yáng)措施和技術(shù)手段對(duì)改善居住環(huán)境質(zhì)量，改善室內(nèi)熱環(huán)境和舒適度降低建筑能耗等均有明顯的改善。既有建筑改造的建筑遮陽(yáng)的方式通常有內(nèi)遮陽(yáng)，外遮陽(yáng)這兩種形式。在條件允許下既有建筑改造應(yīng)多采用外遮陽(yáng)技術(shù)。

2.3 屋面節(jié)能改造

在建筑總能耗在中屋頂?shù)臒釗p耗大概占百分之九左右。屋面的保溫隔熱性能對(duì)整體建筑的熱損失有十分重要的影響。目前，在既有建筑改造中使用較多的屋面節(jié)能更新改造方式有下面三種。

（1）保溫屋面。將保溫隔熱層設(shè)置在建筑頂部圍護(hù)結(jié)構(gòu)的外側(cè)是保溫屋面的常用技術(shù)措施。通常有有正置式屋面和倒置式屋面兩種做法。在既有建筑節(jié)能更新改造中適用于原有建筑防水層未被破壞，在防水層上直接設(shè)置保溫隔熱層。這種做法有在實(shí)施過程中有工序簡(jiǎn)單、改造后保溫屋面使用壽命較長(zhǎng)等特點(diǎn)。

（2）通風(fēng)屋面。通風(fēng)屋面是提高了屋面的隔熱能力的技術(shù)手段。通常在原有屋面上再設(shè)置一層架空層形成通風(fēng)屋面，架空層間的空氣流動(dòng)可以帶走太陽(yáng)直接作用于建筑屋面形成的熱量，因架空層的隔絕作用，可以達(dá)到降低房間溫度，尤其是頂層房間的溫度。

（3）加設(shè)坡屋面。在平屋面上再加設(shè)一層坡屋面的做法是改善屋面隔熱性能較常用的技術(shù)手段，一方面坡屋面可以隔絕空氣中的熱量，避免直接與建筑物接觸，降低建筑物的溫度，而且可以坡屋面做成可以通風(fēng)的通風(fēng)屋脊或者在坡屋面上開設(shè)老虎窗，形成坡屋面內(nèi)的對(duì)流風(fēng)，起到降低溫度的效果；另一方面，對(duì)于既有建筑防水層出線破壞的情況，也有利于建筑排水的組織，解決屋面漏水的問題。

對(duì)建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能改造是既有建筑改造必須更新的建筑部位，主要是提高既有建筑外墻、門窗和屋頂?shù)谋睾透魺嵝阅?。在門窗改造時(shí)使用能滿足國(guó)家和地方規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)能門窗用來替換既有建筑的原有門窗，并同時(shí)設(shè)置有效的遮陽(yáng)措施；在外墻改造中采用外墻外保溫技術(shù)，不僅能改善墻體的保溫隔熱性能，也能同時(shí)改善建筑形象，優(yōu)化城市環(huán)境；在屋頂?shù)墓?jié)能改造中根據(jù)既有建筑所在地區(qū)、氣候特點(diǎn)和地方相關(guān)要求，選擇合適的改造技術(shù)。以上三方面的改造措施可以降低既有建筑的能耗，提高建筑舒適度。

3 熱舒適度改善技術(shù)

人體感知所在環(huán)境的冷、熱是熱舒適度主要控制指標(biāo)。熱舒適度的控制因素還包括所在環(huán)境的空氣的溫度、濕度、流動(dòng)速度以及人在該環(huán)境的感知因素。室內(nèi)熱舒適度控制的理想標(biāo)準(zhǔn)是健康，既有建筑改造的發(fā)展趨勢(shì)是節(jié)能、高效。既有建筑的熱舒適度改造措施主要可以集中在以下幾方面。

3.1 提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的絕熱性能

提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的絕熱性能主要措施有：①減少與空氣接觸的建筑外表面積，控制體型系數(shù)，既有建筑改造中可以優(yōu)化既有建筑的體型，減少建筑整體與空氣接觸的面積；②減少室內(nèi)的熱量逐漸向室外傳遞，提高既有建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的絕熱性能，可以很大程度上減少室內(nèi)的熱損耗；③減少室外冷空氣向室內(nèi)滲透，提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)中門窗的構(gòu)件的氣密性能可以明顯控制冷空氣向室內(nèi)滲透。提高建筑外墻體和屋頂?shù)谋馗魺嵝阅?，建筑外門窗的導(dǎo)熱性能和門窗的氣密性，通過具體的技術(shù)手段避免冷橋和結(jié)露的發(fā)生，這些圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的改造可以有效提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的絕熱性能，從而達(dá)到改善室內(nèi)熱舒適度的目的。

3.2 提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱性能

既有建筑改造中，提高得熱性能的主要措施有：①對(duì)建筑的外墻進(jìn)行裝飾或者裝修時(shí)采用顏色較深的外墻材料進(jìn)行裝飾；②在建筑的南側(cè)設(shè)置主要的功能房間，在建筑的北側(cè)或者東、西兩側(cè)設(shè)置其他功能房間；③加大南向房間的窗地比，加大南向房間的采光面積，減小北側(cè)以及東西側(cè)房間的窗地比，減小其他朝向房間的采光面積。④在建筑南側(cè)采光面增設(shè)陽(yáng)光房，陽(yáng)光房需有夜間保溫的處理措施。⑤南側(cè)采光窗選擇透光性比較好的玻璃，讓太陽(yáng)輻射熱盡可能多的進(jìn)入到室內(nèi)。

3.3 提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的蓄熱性能

在既有建筑改造中，提高建筑蓄熱的措施主要有：①建筑的外墻的裝飾、室內(nèi)墻面和家具均采用顏色較深的材料進(jìn)行裝飾；②在建筑外墻和屋面裝飾采用蓄熱材料，屋面可以采用種植屋面，種植屋面可以增加屋面的蓄熱性能。③室內(nèi)地面、樓面可采用蓄熱墊層或者蓄熱地面，條件允許的情況下，可以設(shè)置蓄熱吊頂，以增加建筑的蓄熱能力。

4 結(jié)束語(yǔ)

目前，國(guó)內(nèi)有大量現(xiàn)存的既有建筑，這些既有建筑的節(jié)能更新改造和室內(nèi)舒適度改善是目前改造的重點(diǎn)。通過對(duì)既有建筑的外墻、門窗、屋面等建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行改造可以達(dá)到節(jié)能和改善熱舒適度的目的，能夠有效提高社會(huì)效益，節(jié)約能源、改善城市環(huán)境。