281北京地区既有居住建筑节能改造与分析660.docx

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1、北京地区既有住宅建筑节能改造与分析北京建筑工工程学院暖暖燃重点实实验室 陈陈红兵 刘刘玲玲 李李德英摘要：本文文通过对北北京某高层层住宅建筑筑的实地调调研，分析析了其围护护结构的现现状和存在在问题，计计算了建筑筑热工性能能参数与节节能潜力，并并提出了两两种节能改改造方案，为为同类既有有住宅建筑筑的节能改改造提供了了依据和参参考。关键词：既既有住宅建建筑 节能改造造 外外墙外保温温1 概述 对于北方严严寒和寒冷冷地区的建建筑，采暖暖能耗占建建筑总能耗耗的比例很很高。国国家节能中中长期专项项规划中中明确建筑筑节能规划划目标：“十十一五”期期间，总计计节能1.01亿吨吨标准煤，累累计建设节节能建筑面

2、面积21.46亿mm2。具体分分解目标为为：新建节节能50%的建筑115.922亿m2，节能77030万万吨标煤；既有建筑筑节能改造造5.544亿m2，节能33100万万吨标煤。既有建筑的节能改造主要通过改善建筑围护结构的保温性能，达到减小建筑能耗和燃料消耗量、降低污染物排放的目的。1.1 建建筑现状1.1.11 建筑基本本情况该建筑总建建筑面积88700 m2，地上116层，地地下2层。地地上1-116层为普普通住宅，地地下1-22层原是设设备层和地地下人防，现现改造为单单身宿舍。该该建筑标准准层每层88户，分33居室、22居室和11居室三种种户型；共共有居民1128户。1.1.22 围护结

3、构构现状地板做法：1）1300mm厚弱弱钢筋混凝凝土楼板。2）70mmm厚钢筋筋混凝土叠叠合层。3）20mmm厚1：2.5水水泥砂浆压压实赶光。屋面做法：1）钢筋筋混凝土预预制板。2）40mmm厚2000混凝凝土叠合层层。3）20mmm厚1：3水泥砂砂浆找平层层 。4）一毡二二油隔气层层。5）1：88水泥焦碴碴找2%坡坡度 （00-1400mm厚平平均70mmm厚）6）干铺1150mmm厚加气混混凝土块保保温层。7）20mmm厚1：3水泥砂砂浆找平层层。8）二毡三三油防水层层。外墙：280mmm厚混凝凝土预制大大板。180mmm厚钢筋混混凝土440mm厚厚聚苯保温温60mmm厚钢筋筋混凝土。通

4、风道：200mmm300mmm 混凝凝土预制风风道。外门窗：空腹钢门门窗。公共部分：单元楼门门为单层玻玻璃木门，常常年开启，保保温性能差差，楼梯间间、电梯间间、公共廊廊道匀为空空腹钢门，常常年开启，保保温性能差差，如图11。用户门窗：住户门窗窗不一，部部分用户仍仍在使用建建造初的单单层玻璃实实腹式钢窗窗，锈蚀严严重，气密密性很差；大多住户户在装修时时，自行更更换了铝合合金门窗、单单层或多层层塑钢窗，极极少数新装装修住户还还贴了热反反射薄膜 。 图1 单元元楼门和公公共空间的的空腹钢门门1.2 存存在问题通过现场调调研，发现现该建筑存存在如下问问题：1）建筑结结构的欠缺缺导致热量量散失大。由由于

5、该住宅宅为内浇外外挂方式的的外围护结结构，其施施工的特点点就是“外挂”，即将预预制好的混混凝土外墙墙板直接与与楼板各内内承重墙体体连接。由由于采用单单元预制的的形式，墙墙板与墙板板之间存在在缝隙，缝缝隙密封较较差，墙体体保温性能能差。 2）屋面有有一定的保保温措施，但但因时间长长，部分老老化，效果果不好，顶顶层用户的的热舒适性性差。3）部分用用户仍使用用单层玻璃璃实腹式钢钢窗，锈蚀蚀严重，气气密性很差差，保温性性能差。4）在采暖暖季，楼门门常处于开开启状态，冷冷风侵入耗耗热量增加加。 2 热工性性能与节能能潜力2.1 热热工性能计计算2.1.11 体形系数数 建筑物的体体形系数是是指建筑物物与

6、室外大大气接触的的外表面积积与其所包包围的体积积的比值。外外表面积中中，不包括括地面和不不采暖楼梯梯间隔墙和和户门的面面积。依据据标准11，北京京地区建筑筑物体形系系数宜控制制在0.330及0.30以下下。根据建筑图图计算得，该该建筑物体体形系数，符符合节能标标准。2.1.22 窗墙比窗墙比即外外窗（包括括阳台门的的透明部分分）的面积积与建筑外外墙的面积积比。根据据标准11，北向向、东西向向和南向的的窗墙比应应分别低于于25%、330%和335%。如如果超出上上限，则应应相应地降降低外墙和和屋顶的传传热系数。表1 窗墙墙比朝向北向东向西向南向窗墙比36%10%10%22%标准值25%30%30

7、%35%2.1.33 围护结构构各部分传传热系数根据围护结结构现状，计计算得改造造前围护结结构传热系系数，见表表2。表2 改造造前围护结结构传热系系数围护结构名名称构造围护结构各各层材料厚厚度各层材料导导热系数围护结构内内表面的换换热系数围护结构外外表面的换换热系数维护结构传传热系数地板钢筋混凝土土0.131.58.723.03.12钢筋混凝土土叠合层0.071.3水泥砂浆0.020.93屋面钢筋混凝土土叠合层0.041.38.723.00.94水泥砂浆0.040.93水泥焦渣0.070.57加气混凝 土块0.150.21外墙钢筋混凝土土0.181.58.723.00.86(0.955)聚苯乙

8、烯 泡沫塑料料0.040.0477钢筋混凝土土0.061.5注：1. 普通混凝凝土，加气气混凝土块块因没有具具体做法，均均取中间值值计算。2. 考虑虑到外墙预预制板接缝缝间距约及及当时施工工工艺等因因素，外墙墙传热系数数约。2.1.44 门窗的传传热系数针对用户门门窗不统一一，对不同同材料，各各类窗户的的传热系数数整理如表表3。表3窗户的的传热系数数窗框材料类型开启方式玻璃及间隙隙层厚度传热系数实腹钢窗单框单玻平开36.4铝合金50单框单单玻推拉56.05铝合金80单框双双玻（框有有绝热层）推拉59553.9铝合金90单框双双玻推拉56554.7塑料单框单玻推拉54.644.8塑料单框单玻平开

9、54.644.8塑料单框双玻推拉51252.622.8塑料单框双玻平开51252.622.8空腹钢门的的传热系数数为2.2 节能潜力力分析将此住宅建建筑围护结结构传热系系数与三步步标准作比比较，分析析此建筑的的节能潜力力，数据整整理见表44。表4 外围围护结构节节能潜力外墙屋顶接触室外空空气地板外窗实腹钢窗铝合金（单单玻）铝合金（双双玻）塑钢 （单单玻）塑钢 （双双玻）现状0.950.943.126.46.054.04.72.8三步标准0.600.600.502.80节能潜力37%36%84%56%54%30%40%3 节能改改造方案分分析3.1 外外墙由于建筑的的外墙保温温对建筑整整体保温性

10、性能起到决决定性的作作用，因此此提出以下下两种节能能改造方案案供参考：方案 采采用胶粉聚聚苯颗粒外外墙外保温温系统外墙外保温温可采用胶胶粉聚苯颗颗粒外墙外外保温做法法2，经分析确确定，用胶胶粉聚苯颗颗粒做外墙墙外保温，聚聚苯板的导导热系数取取，则经校校核计算，要要使外墙的的传热系数数从 降低到，胶胶粉聚苯颗颗粒保温层层的厚度至至少为300mm。考虑虑到住户窗窗户多样，保保温气密性性差，地面面未保温传传热系数不不达标且门门窗冷风渗渗透严重，适适当增加屋屋顶保温层层厚度，取取55mm，提高高建筑物的的平均传热热系数。此此时，外墙墙的传热系系数为。方案 采采用喷涂硬硬泡聚氨脂脂外墙外保保温系统外墙外

11、保温温可采用喷喷涂硬泡聚聚氨脂外墙墙外保温做做法3，经分析析确定，用用喷涂硬泡泡聚氨脂做做外墙外保保温，喷涂涂硬泡聚氨氨脂的导热热系数取，则则经校核计计算，要使使外墙的传传热系数从从 降低到，胶胶粉聚苯颗颗粒保温层层的厚度至至少为133mm。考虑虑到住户窗窗户多样，保保温气密性性差，地面面未保温传传热系数不不达标且门门窗冷风渗渗透严重，适适当增加屋屋顶保温层层厚度，取取30mm，提高高建筑物的的平均传热热系数。此此时，外墙墙的传热系系数为。3.2 外外窗该住宅建筑筑的窗户基基本都不能能达到建设设部三步节节能标准，该该标准要求求外窗的传传热系数限限值为，公公共廊道的的外窗为单单层塑钢窗窗（），建

12、建议统一更更换为双层层塑钢窗，使使其传热系系数降到。3.3 屋屋面方案 采采用贴挤塑塑聚苯板屋屋面保温系系统鉴于此楼屋屋顶原有防防水层，可可在防水层层上加贴挤挤塑聚苯板板（XPSS密度约）,按倒置屋屋面保温做做法施工。挤挤塑聚苯板板的导热系系数取，则则经校核计计算，要使使屋顶的传传热系数从从降低到，挤挤塑聚苯板板保温层的的厚度至少少为18mm。考虑虑到地面未未做保温，要要使建筑的的平均耗热热量指标达达到三步节节能标准，屋面的传热系数需降至，而屋面的保温层厚度需要30mm。方案 采采用喷吐硬硬泡聚氨酯酯屋面保温温系统此系统适用用于任何形形状屋面防防水保温系系统。喷涂涂硬泡聚氨氨脂的导热热系数取，

13、则经校核核计算，要要使屋顶的的传热系数数从 降低到，挤挤塑聚苯板板保温层的的厚度至少少为15mm。考虑虑到地面未未做保温，要要使建筑的的平均耗热热量指标达达到三步节节能标准，屋顶的传热系数需降至，而屋面的保温层厚度需要30mm。3.4 楼楼门该建筑原有有楼门（单单元的楼梯梯间入口处处）为三扇扇普通对开开木门，采采暖期一直直处于开启启状态，冷冷风渗透和和冷风侵入入量大，楼楼梯间直接接和室外相相通，热量量损失严重重。鉴于此此，把单元元楼门改成成两扇保温温门（），改改善建筑物物的保温性性能，降低低能耗。同同时将楼梯梯间的空腹腹钢门改为为保温门。3.5 方方案汇总及及比较综上所述，该该建筑的节节能改造

14、方方案有两种种，不同之之处在于外外墙和屋面面的保温方方式不同，如如表5所示示。改造前前后能耗比比较，如表表6所示。表5 节能能改造方案案汇总改造对象方案方案墙体胶粉聚苯颗颗粒外墙外外保温系统统+ JS复复合防水涂涂料喷涂硬泡聚聚氨脂外墙墙外保温系系统+ JS复复合防水涂涂料屋面倒置式保温温+加贴挤挤塑聚苯板板（XPSS）喷涂硬泡聚聚氨酯屋面面保温外窗双层塑钢窗窗双层塑钢窗窗门防盗保温楼楼门防盗保温楼楼门表6 改造造前后能耗耗比较改造前三步节能标标准改造方案改造方案外墙传热系系数,()0.950.60.480.42外窗传热系系数,()5.22.82.22.2屋面传热系系数,()0.940.60.

15、480.44建筑物耗热热量指标, ()31.49914.65514.56613.988节能分析53.766%55.600%由表6可知知，实施节节能改造后后，两个方方案中外墙墙、外窗和和屋面的传传热系数均均可达到三三步节能标标准，耗热热量指标也也低于三步步标准的。方方案和方案的节能潜潜力分别达达到53.76%和和55.660%。4 结语既有住宅建建筑的节能能改造是在在不改变原原建筑结构构的基础上上，对围护护结构采取取保温措施施，以提高高保温性能能，减少热热损失，从从而达到节节能降耗的的效果。我我国既有住住宅建筑中中绝大部分分为非节能能建筑，达达不到相应应标准，而而既有建筑筑的节能改改造需要大大量

16、的人力力、物力和和财力，经经济性差，需需要中央财财政、地方方政府和业业主等各方方的通力合合作，解决决改造资金金，为缓解解能源危机机和促进能能源可持续续发展贡献献一份力量量。参考文献1 民民用建筑节节能设计标标准（采暖暖居住建筑筑部分），JGJ 26-952 外外墙外保温温施工技术术规程，DDB11/T4633-200073 外外墙外保温温施工技术术规程，DDBJ/TT01-1102-22005 陈红兵，男男，19777年7月月出生，副副教授地址：北京京市西城区区展览馆路路1号 北北京建筑工工程学院 暖燃重点点实验室 1000044电话：01106883222241chenhhongbbingn