圍護結構保溫在住宅建筑節能改造中的應用

呂春蘭

(山西焦煤集團有限責任公司東曲煤礦，山西古交 030200)

0 引言

近年來，我國的住宅建筑規模正在迅速擴大。既有建筑基本上都是高耗能建筑，而新建筑中，高耗能建筑占比仍超過了95%，我國的平均住宅能耗甚至達到了有的發達國家的3倍，住宅節能技術的推廣和應用迫在眉睫、勢在必行。建筑節能技術的范疇大體包括:建筑物圍護結構節能技術、新型節能建筑體系、暖通空調節能技術、可再生新能源應用技術等，對于老舊住宅的改造而言，建筑圍護結構節能技術的應用較為廣泛。

1 老舊住宅樓現狀和節能改造試驗方案

1.1 住宅樓能耗現狀

根據太原市西山地區綜合整治規劃、山西焦煤集團“十二五”發展規劃、西山煤電集團“十二五”發展規劃，結合西山礦區轉型發展要求，西山礦區環境綜合整治力度不斷加大，舊城改造、棚戶區建設已進入實質性進展階段，預計“十二五”期間新增供熱面積400萬m2(含保障性住房240萬m2)，主要位于西山南北寒地區。而承擔西山南北寒地區集中供熱任務的西山熱電公司規劃供熱面積350萬m2，現有實際供熱面積330.7萬m2，已基本處于滿負荷狀態。前山礦區現有供熱系統遠不能滿足礦區發展的需要，后備熱源能否取得已成為西山舊區改造、棚戶區建設的瓶頸。

針對目前熱負荷供需的矛盾，只有在建筑節能工作上大做文章，對前山礦區220萬m2的既有非節能住宅進行節能保溫，達到節約熱負荷、擴大60萬m2的供熱面積。結合西山熱電余熱改造工程，實現在不新建熱源廠的情況下滿足礦區建設的需要，同時提高經濟效益和社會效益。

1.2 住宅樓節能改造試驗方案

我處編制了項目研究方案，并與第三方節能公司就西山前山礦區220萬m2非節能住宅保溫改造開展合作。選取432小區21棟住宅樓作為前山礦區節能改造研究試點項目，以掌握數據、總結經驗，為今后大面積節能改造創造條件。432小區建于20世紀80年代，地處萬畝生態園所在的紅溝山北側，共有22棟樓(其中一座為近年建設，符合節能要求)，建筑面積約65 272 m2，全部為6層磚混結構，外立面為清水墻。試驗的內容包括建筑圍護結構節能改造和采暖節能改造。建筑圍護結構改造包括外窗更換、增加外墻立面及屋面保溫、增加不采暖樓梯間的保溫。采暖系統節能改造主要對原有建筑物采暖熱力入口增設熱計量總表及自力式流量調節閥，室內在散熱器上安裝熱分配表和恒溫閥。用戶可以通過調節恒溫閥來設定所需要的溫度，熱分配表則用于反映用戶的用熱情況，采暖系統的管道保溫材料進行更換。通過技術改造試驗達到節能50%的目標，在滿足節能50%功能的前提下，不能給原有建筑物太大的荷載。

2 建筑圍護結構保溫在住宅改造中應用

統計數據表明，在我國北方傳統建筑中，門窗滲透熱損失占比約為25%，圍護結構熱損失占比約為75%，圍護結構熱損失中，外墻和外窗的熱損失占一半，剩下的為樓梯間、屋面、陽臺、戶門、地面熱損失，建筑外墻的熱損失占到了總熱損的1/3，可見，通過改善住宅建筑墻體的熱工性能，減少熱(冷)損耗，降低采暖空調系統能耗，是達到建筑節能目的的重要途徑之一。

2.1 墻體保溫

建筑外墻保溫一般指用專門的膠、錨釘將保溫材料固定在外墻上(保溫材料主要是膨脹聚苯乙烯、巖棉和玻璃棉、擠塑聚苯乙烯。主要技術措施為聚苯板薄抹灰、聚苯顆粒漿料、現場模板澆筑硬泡聚氨酯等)。外墻保溫施工方法一般有兩種:1)夾心保溫外墻。它是將一定的保溫材料設置在同一面外墻的內側和外側的墻片之間。該方法對保溫材料無特殊要求，對施工季節也無要求，可行性好，但要求墻片的構成材料是傳統的土磚或者混凝土制的空心磚，這樣保溫效果才會明顯。2)外墻外保溫。該方法在舊房改造中使用較多，較好的保護了住宅主體結構，還能擴大室內使用面積，改善室內環境，保溫效果較為明顯。該技術是在外墻進行施工，不占用室內面積，且外保溫保障了整個墻體的溫濕度穩定。熱容量較大的墻體結構在內部，室內溫度不易受到室外溫度變化的影響，能較好的保持室內溫度的穩定性。它基本上消除了熱橋影響，極大的提高了保溫效率。

2.2 屋面雙重保溫

該技術采用兩層3 mm厚的SBS卷材作為防水層。屋面也采用雙層保溫技術，第一層是珍珠巖保溫層，要布置在最底層對屋面進行保溫，也起到找坡材料的作用。第二層是40 mm厚的擠塑型聚苯板，這可實現60%以上的節能效果。擠塑型聚苯板強度足夠大，且其質量輕，增加載荷小，但能滿足使用功能需求。另外，可在屋面保溫層上加混凝土保護層，面層使用廣場磚，來提高屋面保溫的使用壽命，同時更有效的防護保溫系統。

2.3 中空玻璃門窗保溫

由前文可知，門窗滲透的熱損量是很大的，因此必須做好門窗的保溫。尤其是在北方，寒冷的冬天，門窗的冷風滲透量極大的增加了室內的熱負荷需求，室內熱空氣也會通過門窗滲入戶外，降低了供熱效率。現代建筑對門窗節能也提出了更高的要求，門窗的高節能性能確保整個住宅建筑節能的時效性。節能玻璃一般采用的是中空玻璃，這種玻璃保溫隔熱性能良好，能在很大程度上降低熱量散失，甚至可使得室內溫度能在較短的時間內升高，這樣就保障了保溫時間的持久性，也能夠極大改善居住環境和舒適度。在建筑節能改造中，無論什么形式的窗戶，包括木制、鋁合金、塑鋼等窗戶都可以安裝中空玻璃，可見中空玻璃是一種適應性強、性能良好的保溫材料。

項目研究過程中，我們對該項目的實施步驟進行了精心安排。在方案設計中，深刻吸取上海“11·15”特大火災事故教訓，選用耐火等級較高的新型保溫材料B1級難燃擠塑板，對原有基層進行必要的清理，涂刷界面劑后刮水泥漿找平;在保溫層外掛尼龍網，增加抗裂、抗沖擊強大;用專用的耐腐蝕螺釘固定保溫層;每兩層樓設置一道防火隔離帶(用A級保溫材料填充)，對門、窗位置的防火、防水密封采取特殊處理;選用優質保溫防盜門，增強樓道的保溫和防盜功能。開工前，組織進行節能宣傳活動，制作宣傳欄、發放宣傳材料、現場咨詢，就工程的內容、目的、意義等對用戶進行廣泛細致的宣傳。在施工過程中，制定科學的施工組織方案，保證居民的安全和正常生活環境;提前掌握氣象資料，做好防雨、防潮工作;嚴把材料進場關(目測、稱重、燃燒試驗)，保證所有材料都滿足保溫和消防要求;現場設置隔離帶和防護網，防止墜物傷人。同時，組織專門人員協調住戶矛盾，對部分不配合的住戶反復、耐心地做好解釋工作，消除他們的顧慮，及時處理存在的問題，從而積極支持和配合此項工作。對參與施工的人員進行安全技術培訓，規定具體的作業時間，防止擾民，嚴格按照設計及國家工程有關規范進行安全施工，文明施工。

3 節能改造的預期和意義

通過節能改造后的建筑，冬季可提高室溫4℃ ～5℃，平均室溫達到18℃以上，夏季可降低室溫3℃以上，極大地改善保溫、隔熱、隔音、降塵效果，提高生活舒適度和生活環境。該節能改造項目試驗如果成功，將具有良好的示范作用，能更好地引導當前既有建筑節能改造，用節能改造實際運行費用節約成果帶動更多的既有建筑進行節能改造，將集團公司的既有建筑能源消耗從真正意義上降下來，從而實現集團公司“十二五”期間經濟的可持續發展。另一方面，節能改造在節約能源消耗的同時還將減少粉塵，CO2，SO2的排放，有助于改善目前太原市的空氣質量狀況，在為子孫后代留下資源的同時也為他們留下一片潔凈的生存空間。