北方采暖地區既有住宅小區單體節能改造研究

文/中國建筑設計研究院有限公司國住人居工程顧問有限公司 肖芬芬 石 拓 鄭晨亮

0 引言

既有住宅小區改造是重要的民生工程，推進既有住宅小區綜合改造整治工作，既能提升城市發展水平，改善人居環境，又能推進建筑節能及綠色建筑發展。尤其在北方采暖地區，既有住宅的外保溫改造對建設節能低碳、綠色生態、集約高效的建筑用能體系，推動住房城鄉建設領域結構性改革，實現綠色發展具有重要的現實意義和深遠的戰略意義。

我國北方采暖地區既有住宅改造重點是針對建筑外圍護結構的熱工性能進行改造，采取相應措施降低能耗。本文以北京市懷柔區某既有住宅小區改造項目為例，探討北方采暖地區既有住宅小區單體節能改造的實施策略及深遠意義。

1 既有老舊住宅小區樓體現狀分析

我國既有老舊住宅小區大多建于20世紀80—90年代，甚至更早，因建設年代久遠、建設標準較低，隨著時間推移，設備設施逐漸陳舊老化，諸多弊端顯現。

1）既有老舊住宅建設標準低，抗震設防措施不完善，有的建筑直接用240mm或370mm的磚墻砌筑，未加構造柱，存在安全隱患；部分小區存在私搭亂建及違規改造情況，影響小區居住環境，也給消防及安防等帶來隱患（見圖1）。

2）既有老舊住宅外墻基本為磚墻砌筑，許多基層墻體找平后直接采用涂料粉刷飾面，日經月累，樓體飾面脫落嚴重；居民在窗外自行安裝的防盜網、空調機支架等設施生銹腐蝕，導致老舊住宅立面破敗不堪（見圖2）。

3）既有老舊住宅屋頂因防水保護層破損老化、排水設施陳舊落后、設備安裝不當等原因，導致屋面排水不暢、漏水嚴重，影響居民居住品質（見圖3）。

4）20世紀80年代及之前的老舊住宅樓窗戶一般為簡易鋼窗，保溫性能較差，長久日曬雨淋，鋼窗大多銹蝕、變形，使用不便。90年代后，許多住戶自行改造為鋁合金或塑鋼窗，但多為單層玻璃推拉窗，保溫性能不佳，老化后變形嚴重，氣密性差，窗扇存在脫落風險。部分小區入戶單元門是簡易鋼質玻璃門，年久失修，破損銹蝕嚴重，已無法滿足使用功能（見圖4）。

圖1 既有老舊住宅小區現狀

圖2 老舊住宅立面破敗不堪

圖3 老舊住宅屋頂陳舊破損，排水設施落后

圖4 老舊住宅樓門、窗年久失修

2 既有老舊住宅小區的單體改造要點及策略

2.1 要點分析

老舊住宅大多未采取節能措施，使用過程中能耗浪費嚴重。

我國建筑節能發展目標分為3階段：①新建采暖居住建筑自1986年起，在1980—1981年當地通用設計能耗水平基礎上普遍降低30%；②1996年起在達到第1階段要求基礎上再節能30%（即總節能50%）；③2005年起在達到第2階段要求基礎上再節能30%（即總節能65%）。目前我國住宅和公共建筑普遍執行節能65%標準，北京、天津、新疆等地區居住建筑已開始執行75%節能標準。理論上講，1990年前建成且尚未完成節能改造的小區與1990年后建成且住宅節能效果未達到現行節能標準的小區，均屬于待節能改造范圍。

在實施建筑節能標準前建造的建筑，冬季供暖平均熱指標為30～50W/m2，為北歐相同氣候條件下建筑供暖能耗的2～3倍。新建建筑通過改進建筑設計、加強圍護結構及太陽能利用，可使建筑供暖需熱量降低至目前的1/2～1/3，供暖標準煤僅為6～7kg/m2［1］。

我國北方采暖地區各城鎮老舊住宅小區量大、面廣，以北京市為例，現有1990年前建成并投入使用的老舊住宅項目1582個，總建筑面積約5850萬m2，其中1969年前建成的項目222個，1970—1979年建成的項目313個，1980—1989年建成的項目1047個［2］。每年采暖季老舊住宅耗能嚴重，節能改造已成為亟待處理、刻不容緩的社會問題。

2.2 改造策略

老舊住宅改造時，要結合所在地區區域特點及現狀條件，制定切實可行的改造設計方案，合理選擇建筑材料與工藝技術，使住宅改造后既能滿足居民使用要求，提升人居環境品質，又能提高建筑節能環保性能，符合城市風貌建設與城市更新要求。

以懷柔某老舊住宅小區單體改造項目為例，根據任務書要求，改造目標為建筑外立面綜合整治及建筑主體節能改造。項目位于懷柔老城區綜合服務生活風貌區，項目周邊西靜東鬧，城市建設完整度由西到東逐漸減弱。按照懷柔區總體色彩定位，項目立面色彩以太陽暖色光譜配色，主色調以米白為墻面主色，以磚紅、米黃為裝飾色彩。立面上采用傳統三段式設計，以陽臺跳色打破既有立面單調呆板的沉悶風格，屋面由平屋面改造為坡屋面，外墻均采用涂料飾面，整體設計簡潔明快、協調統一（見圖5）。

建筑主體節能改造是項目重點，改造目標是降低外圍護結構傳熱系數，減少室外冷空氣滲透，從而減少冬季采暖期的室內外熱交換損失，降低熱負荷。主要改造方法如下。

1）結構加固改造 分為2方面：①針對建筑主體進行加固，部分建設年代較久遠的老舊住宅通過結構評估，對薄弱部位外墻與基礎采取加固措施，住戶自行加建的陽臺等可能對主體結構產生安全隱患，需進行加固處理（見圖6）；②對外墻上有安全隱患的構件如防盜網、空調室外機擱架等局部結構采取加強錨固等措施。

2）外墻保溫改造 針對部分老舊住宅外墻保溫性能不達標甚至無外墻保溫構造的住宅進行改造，采用的保溫材料為復合硬泡聚氨酯保溫板，硬質聚氨酯熱工性能較好，導熱系數≤0.025W/（m·K），其與聚苯板及巖棉板相比導熱系數較低，在達到同樣保溫要求下，可減少保溫層厚度，具有防潮、防水、阻燃耐高溫，抗變形能力強等特點，適用于老舊住宅改造項目（見圖7）。

3）屋面改造 為提高多層樓房屋面保溫隔熱及防水性能，節約能源，改善居民居住條件，同時配合城市環境建設改善城市風貌，按照北京市委、市政府和環境辦部署，項目對單體住宅屋面提出改造要求。在原有平屋面基礎上增設坡屋面，施工時將原屋面面層拆除，增設保溫層，并重做防水層。為減輕結構荷載，新增坡屋面采用三角形鋼屋架，鋼屋架下方采用鋼筋混凝土臥梁做基礎，臥梁與屋面之間增設1層無機發泡保溫板，既可保護屋面防水層，又可避免局部出現冷橋（見圖8）。現狀住宅女兒墻過于低矮，導致屋面泛水高度不足，遇暴雨時雨水易從女兒墻處溢出，本次改造時對女兒墻進行加建，以改善屋面排水條件。

圖5 懷柔某老舊住宅小區單體改造項目

圖6 現狀陽臺加固措施（平面）

圖7 外墻保溫改造示意

圖8 平改坡屋面構造做法

4）外門窗改造 門窗是建筑外圍護結構最易產生冷熱交換之處，本次改造對原有老化和破損嚴重門窗進行更換，新換門窗采用6+12A+6雙層中空玻璃塑鋼推拉窗，單元外門統一更換為鋼制保溫門。因住宅窗洞口年久變形，改造時在門窗洞口處增設1圈與新更換門窗配套的鋼附框后再做門窗，既能保證門窗與洞口連接處的氣密性，又能提高門窗標準化尺寸，降低改造成本（見圖9）。

圖9 外門窗改造

圖10 外墻管線錯綜復雜、構件繁多

2.3 改造難點

既有老舊住宅小區改造困難眾多，前期調研、走訪時，小區部分業主已不在原址居住，前期聯系工作量巨大，需做好居民溝通工作，后期還需統籌安排，確保施工人員及居民的人身安全；施工上料避免產生過大噪聲而擾民；施工垃圾及時清運，避免影響居民日常生活及正常出行；老舊小區現場情況復雜，因建成年代久遠，原始設計資料缺失，需對建筑重新測繪后進行設計、施工，建筑外立面構件及管線復雜，給測繪及施工帶來不便（見圖10）。尤需注意的是主體外側雨篷、挑檐、屋頂現狀設備基礎等附屬構件，其與主體交接部位也應做好防冷橋處理，以減少熱量損失，提高建筑節能效率。

項目從前期現場調研、方案設計、施工圖設計到最終施工完成歷時2年，分2個批次改造，從每年雨季結束開始工作，到第2年雨季來臨前施工完成，避開雨季施工可保證屋面排水不受影響。雖然設計過程受條件所限，施工過程難點重重，但在各方不懈努力下最終圓滿完成。

3 結語

截至2015年底，北方采暖地區共計完成老舊居住建筑供熱計量及節能改造面積9.9億m2，節能改造惠及1500余萬戶居民，老舊住宅舒適度明顯改善，每年可節約650萬t標準煤［3］。

既有老舊住宅小區經過一系列配套修繕，面貌煥然一新，為城市增添一道亮麗的風景。老舊住宅小區改造不是簡單的外立面整治“穿衣戴帽”形象工程，而是向著設施完備、功能齊全、居住舒適、整潔有序、綠色可持續的道路前行，在改善百姓居住環境及生活品質的同時，也達到節能降耗的改造目標，提高了資源利用率，創造出可觀的經濟價值與環境效益。