中原地區既有住宅建筑節能性能研究
——以鄭州地區為例

張新中 魏辰 唐克東 段宇航

華北水利水電大學（450011）

中原地區既有住宅建筑節能性能研究
——以鄭州地區為例

張新中1魏辰2唐克東 段宇航

華北水利水電大學（450011）

這里選擇具有代表性的鄭州市既有住宅建筑，運用PKPM旗下PBECA軟件對既有特征住宅建筑的外圍護結構進行熱工性能計算，對建筑外圍護結構的節能性能進行總結分析。

既有住宅建筑；建筑節能；外圍護結構；改造措施

0 概述

改革開放以來，大量的集體式房屋建筑如雨后春筍般建立起來，但由于經濟條件的限制，這些住宅建筑的設計標準普遍偏低，為了降低造價，建筑圍護結構的設計過于簡單，使得住宅的熱環境較差、建筑能效低。我國既有住宅單位面積的能耗量是氣候相近的發達國家的4～6倍[1]，能源資源浪費嚴重。隨著社會的發展，現有的住宅熱舒適性已經不能滿足人們生活的需求，但這些住宅建筑才使用20年左右，仍有將近30年的使用年限。因此，對城市既有住宅建筑的節能性能研究以及尋找有效的節能改造措施已經成為當下的主要任務。

1 特征建筑的選取

鄭州市地處寒冷地區,但夏季同樣酷熱難耐。所選取的特征實例:建于20世紀90年代末期，6層，磚混結構，南北朝向，平面板式布局，一梯兩戶。外墻采用240 mm厚黏土磚墻，無外保溫；室內分隔墻為120 mm厚，墻體的外裝飾面采用水泥抹灰；挑檐平屋頂，屋面保溫采用50 mm厚的水泥膨脹蛭石；外窗采用塑鋼窗；樓梯間為不采暖樓梯間；沒有連續集中的供暖系統。

圖1 建筑實例圖

2 外圍護主要熱工性能參數指標評價計算判斷

表1 屋頂傳熱系數判定

表2 外墻傳熱系數判定

3 建筑節能改造措施

由建筑節能計算結果可知，所選擇的鄭州地區既有住宅“特征建筑”節能指標和綜合性能指標均不能滿足規定性指標，而且還很大程度上超限。

1）外墻:采用膨脹聚苯板EPS（聚苯乙烯泡沫塑料）薄板抹灰外保溫方法對外墻進行節能改造。

改造后外墻的構造組成為（由外到內）:3厚聚合物砂漿+耐堿玻纖網格布一層（用聚合物抗裂砂漿粘貼于保溫板上）+75 mm厚膨脹聚苯板（EPS）+ 20 mm厚外墻保溫專用黏結砂漿+240 mm厚輕砂漿砌筑黏土磚砌體+20 mm厚石灰水泥砂漿。

2）屋頂:采用倒置式屋頂保溫方法對屋頂進行節能改造。

改造后屋頂的構造組成為（由上到下）:4厚三氈二油防水層+20 mm水泥砂漿+40 mm水泥膨脹蛭石+20 mm厚水泥砂漿+20 mm厚技術聚苯板+20 mm厚水泥砂漿+120 mm厚鋼筋混凝土+10 mm厚石灰水泥砂漿,油氈屋面的太陽輻射吸收系數0.85[2]。

4 改造后外圍護主要熱工性能參數指標評價計算判斷

表3 改造后屋頂傳熱系數判定

表4 改造后外墻傳熱系數判定

5 結論與建議

這里對選取出來的鄭州地區既有住宅建筑進行了節能設計實例分析，用表格的方式形象地說明了各圍護結構存在的不足，并對不足之處進行了改造，對改造后的建筑再作節能分析，對比得出改造措施切實可行。

1）通過對中原地區既有住宅建筑實例的節能性能計算，得出了該地區的既有住宅建筑不滿足規定性指標，為非節能性建筑。但是經過節能改造后，圍護結構的熱工參數基本可以滿足規定性指標。

2）中原地區既有建筑的外墻傳熱系數2.06 W/(m2·K)，是規范限值0.6 W/(m2·K)的3倍還要多，對墻體實行的節能改造措施通常采用外保溫的形式在墻體外側添加EPS保溫板[3]。改造后軟件算得外墻的有效傳熱系數為0.63 W/(m2·K)，基本滿足規定性指標，所以添加保溫板對外墻的保溫隔熱效果還是非常顯著的。

3）中原地區既有建筑的屋頂傳熱系數為1.56 W/(m2·K)，也達到了規范限值0.45 W/(m2·K)的3倍還要多，原有屋頂通常采用的是傳統的正置式保溫屋面，保溫材料多為珍珠巖板等，防水層位于其上部，長時間的風吹日曬老化非常嚴重。對屋面的改造采用倒置式保溫屋面，選擇具有憎水性的高效保溫材料，既防水又保溫[4]。經過改造后屋面的傳熱系數可達到0.46 W/(m2·K)，基本滿足規定性指標。

[1]涂逢祥主編.建筑節能技術[M].北京:中國計劃出版社,1996.

[2]陳天麗,渠濤,白憲臣.既有建筑墻體外圍護結構節能改造技術[J].河南大學學報,2010(7).

[3]白薇.住宅外圍護結構的節能設計[D].河北工業大學,2007. [4]李德英.建筑節能技術[M].北京:機械工業出版社,2006.