采暖居住建筑节能改造分析

　　案对建筑节能的改造费用和节能收益进行分析。

　　关键固既有建筑节能改造1前言我国是能耗大国，全年能耗仅次于美国。建筑的围护结构过于单薄，门窗缝隙过大建筑的保温、隔热、气密性较差居住热环境差建筑用能效率低建筑节能的总体水平相对落后。到2000年年底全国既有建筑面积城镇已达76.6亿=2其中住宅44.1亿=2），但其中芫全能够达到建筑节能设计标准的只有18亿=2，这些非节能建筑每年仍然吞噬着大量宝责的能源，尽早大范围开展既有采暖居住建筑的节能改造应该引起全社会的重视。

　　与气候条件相近的发达国家相比，我国单位建筑面积能耗要高出约2倍以上围护结构的保温隔热性能差，供暖设备效率低，能源浪费严重。西方发达国家的建筑节能经验表明，必须一方面采取措施控制新建建筑的能耗水平，另一方面对既有建筑进行节能改造。虽然这些国家建筑面积的总量逐年增加，建筑环境的热舒适程度也有所提高，但建筑总能耗则呈下降趋势，如丹麦的住宅采暖面积1992年比1972年增加39%，但采暖总能耗却降低了31.1%.我国的设计标准与西方发达国家相比差距较大，按旧标准传热系数！值外墙高2.63.6倍，屋顶高3.24.2倍外窗高1.42.0倍门窗空气渗透高36倍，即使按*新的G26-95第二阶段节能标准设计建成后的居住建筑的采暖能耗还要比发达国家高一倍。只有对既有建筑进行大范围节能改造才能从根本上改变目前我国建筑节能方面的落后局面。

　　2住宅节能改造的主要技术措施住宅节能改造主要包拮三个方面：（1涠护结构外保温改造；（厘换节能保温门窗；供暖系统实现分户热计量和室温分室控制。

　　聚苯板外保温基本构造（涠护结构保温改造。外墙保温分为外保温和内保温两种方式，其中外保温较内保温具有明显的优越性！墙体外保温对建筑主体结构有保温作用，可避免主体结构产生大的温度变化减少热应力延长建筑物寿命。②外保温有利于消除或减弱建筑物热桥的影响，避免内保温方式容易产生的墙体表面潮湿、结露、发霉、淌水等问题。内保温对于冬季湿负荷较大的房间如厨房和浴室）不太适合。③保温层在室外侧，主体结构在室内一侧，蓄热能力强，可避免室温出现较大的波动。④墙体外保温改造可减少对住户家庭生活的干扰，并可避免住户对保温层的破坏不减少住户的原有使用面积，外保温在新建住宅中广泛采用，在未来大范围既有建筑节能改造中也将占主导地位。外墙外保温的常用方法详见表1.其中聚苯板外保温基本构造见，一般所采用的聚苯板为膨胀聚苯板（EPS板）表1常用外墙外保温方法外墙外保温方式保温层保温层施工方式防护层饰面层聚苯板外保温自熄型发泡聚苯乙烯板粘贴或粘贴与机械拉结件固定相结合玻璃纤维网格布与低碱水泥喷涂丙烯酸外墙涂料阻外保温聚苯颗粒轻骨料、肢粉料和水混合而成的保温浆料抹灰法施工玻璃纤维网格布与低碱水泥喷涂丙烯酸外墙涂料聚氨酯外保温硬质聚氨酯泡沫塑料现场直接喷涂钢丝网与低碱水泥喷涂丙烯酸外墙涂料住宅屋顶保温改造*简单的方式是直接铺设挤塑聚苯板5PS板）用石块或混凝土块压住即可。挤塑聚苯板的保温和防水性能已满足使用要求，且对下面的屋面防水层起到保护作用，因而新旧建筑均已采用。由政府出资的旧房屋顶平屋面改坡屋面也正在大中城市中进行，此项措施不仅可以满足屋顶的节能改造需要对城市景观也起到美化作用。一些地方还在“平改坡”的同时进行建筑加层，做为商品房出售，这样做一举两得，这样屋顶的建筑节能保温改造费用可以省去。

　　泛厘换保温门窗。建筑节能改造后的窗户一般将采用保温密闭性能较好的塑料双玻窗，传热系数可条件的住户还可采用保温性能更好的塑料中空玻璃窗，传热系数可降低到2.5W/：2KX中空玻璃是以密封的干燥空气为介质，因此传热系数比双层窗更低中空玻璃中间的干燥空气还可以避免外层玻璃内表面的结霜结露问题。国外已广泛采用低辐射中空玻璃窗，传热系数可降低到2.0W/ K以下。

　　共暖系统改造。不能人为地按需调控、缺乏计量和调控设施同样是我国建筑供暖能耗大的一个原因。因此既有建筑的节能改造不仅要改善建筑物的热工性能而且要改造现有的供暖系统。伴随着我国供热制度改革，传统的单管或双管上供下回式供暖系统应该逐渐淘汰，一户一表的供热方式应在既有建筑改造时同步进行，而且散热器必须增设温控阀真正实现按需供热。

　　3既有采暖居住建筑节能改造的效果及成本本文以单元面积为90m2的普通住宅楼为例，对既有采暖居住建筑节能改造进行了分析计算。该住宅楼位于天津市区，共36套单元房3个单元，户型一致，对称布置。总建筑面积为3500m2层高2.7m，370mm厚实心砖墙。围护结构保温改造后为：外墙用厚膨胀型聚苯板保温屋顶铺50mm厚挤塑型聚苯板窟户全部改为塑钢双玻窗。节能改造前后的楼梯间不采暖，进户门和楼梯间墙也需要加贴聚苯板。改造前后建筑物的耗热量指标及采暖季能耗指标见表2.其中煤热值按标准煤取8140kWh/kg.该住宅楼按上述方案进行节能改造所需的资金见表3.表2中的能耗计算未考虑供暖系统改造后供暖表23500m2住宅节能改造前后耗能比较项目改造前改造后天津地区第二阶段节能目标建筑物耗热量/8m-2耗煤量指标/kgm-2年采暖耗热量/MHa）1表33500m2住宅节能改造所需资金项目单价数量合计聚苯板外墙外保温聚苯板屋面保温塑钢双玻窗进户门和楼梯间墙体保温建筑保温改造总费用热量表产）36组温控阀产）90元/个闭锁阀产）30元/个采暖管线改造供暖系统改造总费用住宅节能改造总费用住宅节能改造费用系统散热器按需调控所带来的节能效益。因为在房屋传热耗热量的计算时室内计算温度按规定取16°C，但目前居民对室内供暖温度的需求比较高采暖室温达18~20°C这就祗消了部分供暖系统调控装置所带来的节能收益，人的行为节能取得的效果一般能达到10%~20%.从建筑节能发展的角度看，既有采暖居住建筑的节能改造应尽量做到一步到位。2005年起新建采暖居住建筑的第三阶段节能设计标准又将开始实施，因此既有建筑的节能改造工作应有超前意识不能拘泥于目前第二阶段的节能设计标准，节能改造应该考虑得更加长远。前述方案建筑节能改造后的能耗低于天津市第二阶段的节能设计标准是比较合理的。此外由于外墙外保温墙体的*低寿命至少是25年以上，节能改造的房屋建筑应至少还有20年以上的使用寿命。

　　从表3中所列数据可以看出，对于单元面积为90m2普通住户，若每户平均投资1万元左右基本可以芫成既有住宅的建筑节能改造任务且改造后建筑物的耗热量减少59E，已经超过天津地区第二阶段节能目标所规定的节能指标。前述改造方案中的住宅楼为20世纪90年代初期的户型弟元面积为90m2，改造费用约为1万元，对于在20世纪80年建成的住宅楼户型均比较小单元面积以50~60m2的小户型为主这样每户建筑节能改造的费用又降低至6000~7000元。

　　前述节能改造方案是比较全面彻底的节能改造方案，因而总造价比较高。其中塑料双玻窗的价格全国各地的差价也很大，但价位低的窗户密封和保温性能往往达不到节能要求。本方案中窗户的计算价格偏高，随着我国建材行业生产能力的提高和技术进步澌型节能窗的价格还会大幅度降低，既有建筑的节能改造成本还会下降。由于窗户的改造单价比较责，如果减少外窗改造数量保取密封措施）且屋顶改为可出售的住人的“平改坡”屋顶商品房，这时住宅节能改造的费用还会进一步下降。其它几种改造方案成本计算结果见表4.方案a）：只对外墙进行保温改造，屋顶改为住人的“平改坡”屋顶房屋出售无节能改造费用），外窗不变采取密封措施。

　　方案a）：外墙和屋顶进行保温改造，外窗不变采取密封措施。

　　方案a）：只对外墙进行保温改造，屋顶改为住人的“平改坡”屋顶房屋出售无节能改造费用），北外窗改为双玻窗其余外窗不变采取密封措施。

　　方案a）：外墙和屋顶进行保温改造北外窗改为双玻窗其余外窗不变采取密封措施。

　　表4350082住宅节能改造方案费用比较项目方案1方案2方案3方案4建筑物耗热量/wm-2耗煤量指标m-2改造费用/元m-2）从表4中可以看出，方案a）的节能改造费用*省，仅为61元/82，且建筑物耗热量也已经满足天津地区第二阶段民用建筑节能标准的要求。方案a的建筑物耗热量*低与表3的能耗*接近，而每平方米的改造费用为79元，改造费用为前述方案的66.7%经济性较好。既有采暖居住建筑节能是一项非常艰巨的任务，此项工作涉及到干家万户的经济利益，原则上应在保证节能效果的前提下尽量降低成本。

　　4窗墙的节能改造效果及成本比较节能改造后基础建筑各部件的传热系数和热损失比例详见表5.从表中可以看出节能改造后外墙、外窗和室外冷空气渗透负荷占采暖居住建筑能耗的比重较大应该成为建筑节能的重点部位其中外窗的传热损失和冷空气渗透损失占总负荷的59%，因此外窗的密封性能和保温性能以及质量对节能改造效果影响*大。

　　37088厚实心粘土砖外墙粘贴不同厚度的聚苯板节能效果及造价见表6.从表6中可以看出苯板表"改造后基础建筑部件的传热系数及耗热量比例部件名称传热系数/W-82-K）热损失/%屋顶外窗含阳台门）外墙楼梯间墙户门地面空气渗透保温厚度为2088时节能效果已达43%.聚苯板厚度从2088增加到5088时，节能效果增加22%.聚苯板厚度从50mm增加到80mm时，节能效果仅增加10%，节能效果增幅相对减少，因此目前京津地区的外墙聚苯板保温厚度主要为40=5088.由于聚苯板的造价相对低廉，每立方米膨胀型聚苯板价格为300元，其它耗材不随保温层厚度变化，因此增加保温层厚度对节能改造的成本影响不大。

　　表天津地区370mm厚实心粘土砖外保温改造的节能效果及成本比较聚苯板厚度/mm传热系数/w.aa1耗热量节能效果/%墙体改造单价/元不同类型玻璃窗的节能效果及造价见表7.从表中可以看出，由于单位面积窗户价格比较责是节能改造的*大资金支出部分，如何降低这部分节能改造费用应引起重视。塑料双玻窗替代旧式单层钢窗能减少55%的传热和冷风渗透热损失。塑料中空玻璃窗节能效果较塑钢双玻窗增幅不大，但改造成本相应增加近30%，高档窗户在大范围的既有采暖居住建筑节能改造时应慎选。

　　表7天津地区不同类型玻璃窗的节能效果及成本窗户类型单层钢窗塑钢单玻窗塑钢双玻窗塑钢中空玻璃窗传热系数/saK）传热耗热量/>冷风渗透耗热量/>节能效果/%窗户造价/元5既有采暖居住建筑节能改造效益预测目前天津市需要进行节能改造的既有采暖居住建筑约8000万m2，改造工作量十分巨大不可能在短时间内一步到位。假设每年改造10%的既有建筑，10年内全部芫成并全部达到天津市第二阶段节能目标，则到第10年共可累计节能382.8万标煤若煤价按240元/、处理污染及环保方面的费用按200元/t计算，折合节约能源消费资金16.8亿元，在10年改造期间共减少C2排放1019万t、S2排放2.4万t、NOe排放3.5万t、烟尘排放1万t、煤渣126万t.若不进行节能改造则每年多耗标煤69.6万t，10年累计多耗标煤696万t，增加C2排放1853万t、SO2排放4.3万t、NOx排放6.3万t、烟尘排放1.7万t、煤渣228万t. 6小结本文对既有建筑进行节能改造的必要性进行了费用大约在61~115元/m2.大范围的既有采暖居住建筑的节能改造对我国的节能、环保和可持续发展意义重大必须尽早开始实施。既有建筑的节能改造任务十分艰巨，特别是居住建筑涉及面广、难度大，政府应尽快制定相应政策，由政府、供热企业和居民三方共同出资，尽早推动大范围既有采暖居住建筑节能改造的开始。