太原市既有公共建筑節能改造適用技術研究

摘要:以太原市某辦公建筑節能改造工程為例，按照《公共建筑節能設計標準》對其圍護結構及建筑設備進行了全面的節能改造設計。對節能改造工程的效果進行分析，并提出建議。

關鍵詞:既有公共建筑;節能改造;效益分析

中圖分類號:TU201.5 文獻標識碼:A 文章編號:1000-8136(2010)03-0036-02

1引言

建筑能耗一般是指在建筑正常使用的條件下消耗的能量，包括采暖、空調、熱水供應、照明等系統的能耗。由于建筑能耗已經成為繼工業之后，與交通并稱為城市能耗的主要大戶，因此，建筑能耗日益受到專家和社會的矚目。建筑節能已經成為一個關系社會經濟可持續發展、關系百姓切身利益的綜合性課題。國家建設部已明確提出:在建筑的建造和使用過程中，要求切實做到節約使用土地、能源、水和材料。

根據一些大城市的能耗實測資料，大型公共建筑的單位面積能耗約為普通居住建筑能耗的10倍～15倍。2005年以前設計建造的公共建筑多為鋼筋混凝土結構和幕墻結構，不符合現行國家標準的要求，通過技術改造進行節能的空間非常大。在《公共建筑節能設計標準》中指出，公共建筑50 %的節能任務由建筑圍護結構、空調設備和照明設備3個方面的節能來分擔。因此，公共建筑應從上述3個方面入手進行節能改造。

本文以太原市某辦公樓的節能改造為討論對象，針對建筑圍護結構、采暖設備，給排水系統和電路系統的改造措施和節能效果進行了分析。

2改造前辦公樓項目現狀分析

太原屬暖溫帶大陸性氣候，四季分明，春季干旱多雨，日照充足，蒸發量大;夏季高溫炎熱，雨量集中;秋季多雨，天高氣爽;冬季寒冷、干燥、少雪。年極端最高溫度39.4 ℃;極端最低溫度-25.5 ℃。最熱月平均最高氣溫29.5 ℃;最冷月平均最高氣溫-13 ℃。日平均溫度低于+5 ℃139天。冬季采暖室外計算溫度-11 ℃;冬季通風室外計算溫度-6.7 ℃;夏季通風室外計算溫度28 ℃。夏季室外平均風速為2.2 m/s;冬季室外平均風速為2.4 m/s;年主導風向為西北風。

該項目為既有建筑的節能改造，由主樓和裙樓兩部分組成，該建筑物于1982年開始建設，1983年投入使用。本次節能改造只針對主樓(3層～14層)進行改造施工，3層～13層層高

3.60 m，14層層高5.50 m，3層～14層建筑面積為6 867.38 msup2;，平均每層建筑面積為572.28 msup2;。

外墻原為360厚黏土空心磚填充，外墻面為面磚，內抹白灰麻刀砂子水泥砂漿找平，8厚捷羅克防水卷材。屋面上沒有作保溫處理，達不到《公共建筑節能設計標準》(DBJ04-241-2006)所要求的保溫指標。外門窗原為單層鋁合金外門窗，經過10多年的風吹日曬，現已變形，已遠遠不能滿足節能建筑外墻氣密性的要求，亟待進行改造。

給排水方面上下水系統問題嚴重，管道嚴重銹蝕，跑、冒、滴、漏現象十分嚴重。衛生間堵塞現象日趨嚴重，樓道經常出現污水。一堵就是幾天，由于管道腐蝕嚴重，結構不合理，維修難度特別大，且無節水措施。

采暖方面供熱系統嚴重滯后，為上供下回單管同程式系統，供熱管道設計不合理，管道直徑細，散熱器采用四柱813鑄鐵散熱器，暖氣片散熱不充分，管道堵塞，閥門銹蝕不易調節，供水、回水速度慢，熱損失量較大，使機關在采暖期辦公區域多處不能正常供熱，廣大職工深受困擾，在冬季部分辦公室不得不采用電爐、電暖氣等各種電取暖工具，既消耗能源又使辦公環境存在較大的安全和火災隱患。無熱計量裝置和調節室溫裝置。

電路方面，由于該樓系20世紀80年代初建造，當時用電設備很少，用電負荷較小，使用的電線還是鋁線，目前已嚴重超負荷運轉，已遠遠不能滿足用電的需求，現辦公區域時常跳閘、斷電，如果用電量集中時，大量電腦都無法正常啟動，嚴重影響各處室的正常辦公。

3辦公樓節能改造做法及效果分析

3.1維護結構節能改造

因該建筑外墻外部面磚已有剝落，因此選擇外保溫處理。從實用性考慮，經過計算，該項目外墻如果用60厚模塑聚苯板保溫材料將能達到保溫要求，而且造價經濟，施工時降低了對細部處理的難度。外墻節能改造做法為:拆除原有面磚墻面;鋼絲網架60厚模塑聚苯板保溫層;15厚1∶3水泥砂漿打底，5厚1∶3水泥砂漿找平;外墻面貼面磚。改造后外墻傳熱系數為0.56 W/(m2#8226;K)小于《公共建筑節能設計標準》DBJ04-241-2006限值0.6 W/(m2#8226;K)。

屋面保溫材料強度要求比較高，擬采用擠塑聚苯板保溫。改造做法為:鏟除原有屋面防水層;20厚1∶3水泥砂漿找平層，摻聚丙烯0.75 kg/m3～0.90 kg/m3;4厚高聚物改性瀝青防水層一道;50厚擠塑聚苯板保溫層;干鋪無紡聚酯纖維布一層;C20細石砼，內配ф4@150×150鋼筋網片，每隔6 m設一道伸縮縫。改造后不上人屋面傳熱系數為0.53 W/(m2#8226;K)小于限值0.55 W/(m2#8226;K)。

該項目南向選用間隔層為9 mm輻射率小于等于0.25 Low-E的中空玻璃塑料窗，傳熱系數為2.1 W/(m2#8226;K)，小于限值2.3 W/(m2#8226;K);東、西向選用6 mm空氣厚度PA斷橋鋁合金窗時，傳熱系數為3.255 W/(m2#8226;K)，小于限值3.5 W/(m2#8226;K);北向選用12 mm空氣厚度PA斷橋鋁合金窗，傳熱系數為2.977 W/(m2#8226;K)，小于限值3.0 W/(m2#8226;K)。

3.2建筑設備節能改造

根據山西省政府機關辦公樓節能改造方案，結合建筑圍護結構的保溫，采暖系統作如下改造:①采暖入口裝置按現行標準圖05N1-P13進行改造，加裝熱計量表及流量平衡閥，以便于建筑采暖耗熱計量和系統水力平衡調節。②對敷設在地溝、吊頂、管井的采暖干管進行保溫，保溫材料采用離心玻璃棉。③每組散熱器供水水平管上安裝三通溫控閥，溫控閥可設定溫度，調節通過散熱器的流量，以保證室內恒溫，可充分利用太陽能及到內余熱以節約能源。采暖采取節能措施后，本樓的采暖設計負荷指標約50 W/msup2;，每年大約可節煤110 t標煤。

更換原供水設施及系統，將原系統:市政給水→水池→水泵→高水箱→用水點更換為:市政給水→疊壓變頻供水設施→用水點。系統管道改造，原給排水管道管材均已不符合現行國家規范要求，全部更換:給水系統管道，全部換為PP-R給水塑料管;排水系統管道，全部換為超級靜音PP排水塑料管。衛生設備改造:衛生間蹲式大便器全部改為節水型連體水箱沖洗坐式大便器;小便器沖洗閥改為節水型感應開關式;洗手盆水龍頭全部改為節水型感應開關。改造后比原系統節水30 %，節能20 %。

因原有線路老化，容量不足，電線材質為鋁線，無法滿足現在的負荷要求，擬對配電箱進行全部更換，電纜電線全部更換為銅芯。通過改造使辦公室照度標準達到300 LX，照明功率密度值達到11 W/m2。燈具選型均采用高效光源、高效燈具，并采取節能控制措施。原有低壓配電室照明系統全部更換，原有照明供電電源進線改為YJV22鎧裝交聯聚乙烯電纜，照明配電柜均要求加裝計量裝置。照明光源選用高效光源、高效燈具。

4結論

山西省目前既有建筑約4.4億 m2(達節能50 %標準的建筑不足5 %)，如果以節能50 %計算，年可節約標準煤660萬t以上，相當于6個百萬噸煤礦的年產量，可減少溫室氣體約165萬t，由此可見，對既有建筑的節能改造，在全社會節能和減少溫室氣體排放有著舉輕重的位置和巨大的潛力。

建議:山西省人民政府盡快出臺按節熱計價采暖收費模式;按用水量指標、用電量指標分段梯級計價收費模式。

參考文獻

1 劉志堅、張 靜. 既有公共建筑節能改造技術初探

2 李崢嶸、趙明明.上海既有公共建筑節能改造方案對比分析

3 《公共建筑節能設計標準》(GB50189-2005)

4 《建筑給水排水設計規范》(GB50015-2003)

Research of Public Building Energy Conservation

Transformation is Suitable the Technology

Dai Congjuan

Abstract: Take the Taiyuan some work construction energy conservation improvement project as the example， has carried on the comprehensive energy conservation transformation design according to “Public building Energy conservation Design standard” to its building enclosure and the building equipment. To conserves energy the improvement project the effect to carry on the analysis， and puts forward the proposal.

Key words: public building; energy conservation transformation; benefit analysis