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城市既有住宅节能改造研究
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内容提示：城市既有住宅的节能改造可以有效降低建筑能耗,文章通过分析我国城市既有住宅当前用能和改造情况,提出了采暖地区和防热地区不同的改造技术路线以及进一步推进我国城市既有住宅节能改造的保障措施、对策。
1 既有住宅用能及节能改造现状分析
1.1我国城市既有住宅用能现状分析
我国城市既有住宅量大、面广，因绝大多数都没有采取节能措施，能耗高、性能差，浪费严重。表 1 所示为我国北京与哈尔滨两城市住宅围护结构传热系数与德国 EnEv2004 标准的比较。可以看出，20 世纪80 年代我国北方采暖地区住宅围护结构的传热系数是德国的3～4 倍，意味着以北京80 年代保温水平计算，在同样室温条件下，北京住宅建筑的采暖负荷大致是德国的3～4 倍。在1995 年《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》出台以后，各项指标有所改善，但是在窗户的节能效果上差距依然较为明显。（参考《建筑中文网》）
1.2 与国外城市住宅节能改造工作的差距发达国家除对新建筑实行较高节能标准外，也非常重视旧房改造工作，如德国EnEv2006节能规范对旧房改造做了明确规定：当既有建筑外围护结构面积超过25％以上进行改造时，必须满足新规范要求，改造后其整体能耗不超过同等新建建筑最高允许能耗的 40％ [2]。德国政府为此设立专门的基金，每年投入大量资金用于住宅改造，改造内容包括增加建筑外保温设施，更换高效门窗，替换高能耗的采暖设施，以期实现提高建筑舒适度、降低建筑能耗、减少环境污染三大目标。同欧洲国家相比较，我国旧房节能改造工作差距较大，目前的旧房改造只是在北京等部分城市进行试点，尚未大面积开展。
1.3 我国城市既有住宅节能改造任务的艰巨性
我国建筑节能工作起步较晚，目前我国城乡共有建筑400亿m2，95%是非节能建筑，其中居住建筑数量巨大，改造任务艰巨。按照国家节能中长期计划的要求，制定了相对1980 年建筑用能水平节能30%、50% 到65% 三步走的计划，既有建筑节能改造已成为国家“十一五”发展规划中建筑节能的实施重点，计划到2010年大城市要改造25%，中等城市改造 15%，小城市改造 10%[3]。
2 城市既有住宅节能改造的技术路线建筑节能既包括新能源（如太阳能、地热）的利用、废水回收再利用等“主动”节能措施，也包括通过提高建筑围护结构热阻以减少热交换损失，从而达到节能目的等“被动”节能措施。考虑到国情，在城市既有住宅建筑节能改造中，改善建筑围护结构热工性能更具有现实意义和可操作性。我国幅员辽阔，各地气候差异较大，因此对不同时期、不同地区、不同建筑结构的既有建筑节能改造应进行现场检测和能耗调研、分析热工性能、诊断问题、提出解决方案，在保持最大限度不破坏原有结构，不改变原有功能的基础上进行改造。同时应尽量使施工方法简单，施工规模适当，改造周期短，对人们生活工作干扰最少。
2.1 我国采暖地区住宅建筑节能改造重点主要针对建筑外围护结构的热工性能进行改造，目的是降低传热系数，减少冷风渗透，从而减少冬季采暖期的室内外热交换损失，降低热负荷。主要体现在建筑墙体节能改造、建筑外门窗节能改造、建筑屋面节能改造等主要方面。
2.1.1 建筑墙体节能改造
墙体是建筑外围护结构的主体，其所用材料的保温性能直接影响建筑的耗热量。以我国北方采暖地区既有住宅为例，外墙做法多为 370 厚粘土砖墙加两面粉刷，其热阻由内外表面换热阻和墙体本身热阻组成，热阻值约为 0.66m2.K/W，传热系数约为1.52 W /(m2.K)，不能满足节能标准。对其进行节能改造可以采用聚苯板外保温，也可采用保温砂浆外保温做法。前者节能效果好，但施工工艺复杂，在既有建筑改造过程中易出现渗水和粘结不牢等问题，不宜采用；后者采用 30 厚胶粉聚苯颗粒保温砂浆或 EPS保温砂浆外粉刷，可以增大外墙热阻至1.16 m2.K/W，传热系数降为 0.86W/(m2.K)，使外墙的节能率提高 40%以上，且施工方便，防水性能佳，价格低廉，特别适合既有住宅外墙节能改造 。
2.1.2 建筑外门窗节能改造
外门窗是建筑热交换、热传导最活跃、最敏感、也是最薄弱部位，其热损失是墙体的5～6倍，其中传热损失约为1/3，冷风渗透约为 1/3。在城市住宅改造中，如果因条件限制不能对墙体和其他部位进行有效改造，则应将门窗的改造作为突破口，因为更换门窗的工程量相对较小。可采用钢塑、铝塑、木塑等复合型门窗替换原有普通钢门窗、铝合金门窗，避免金属窗框产生的热桥；玻璃可设置双层玻璃甚至三层玻璃，并积极采用中空玻璃、镀膜玻璃等新材料以增加其绝热性能。还应加强门窗密封处理，如门窗框与墙间的缝隙可用毛毡、聚乙烯泡沫材料、密封膏等密封；窗扇与玻璃之间可用各种弹性压条密封；采用平开窗取代推拉窗等，以提高住宅门窗的气密性，减少冷空气渗透。
2.1.3 建筑屋面节能改造
屋顶也是节能改造的重点部位，目前主要有 3 种改造方式：一是“绿色屋顶”，在屋顶无土种植绿色植物，提高屋面隔热能力，因其隔热效果优于保温效果，且旧屋顶本身极易渗漏，故在采暖区应慎用。二是在屋面加作保温层，首先具体分析屋面的防水层状况，决定是否重做防水层，然后用憎水保温材料，如挤塑聚苯板作保温层，类似于倒置式屋面做法，既可防止保温层内部出现冷凝水，又可极大增加屋面热阻，且施工方便。第三种方式是加建坡屋顶，即“平改坡”。在建筑结构允许的情况下，在现有旧住宅的平屋顶上增设坡屋面，利用空气间层改善屋面的热工性能，达到节能目的，还可以改善建筑外观。后两种做法在我国采暖地区的屋面节能改造中值得推广。
2.1.4 建筑敞口部位节能改造
建筑敞口部位如阳台、楼梯间、屋面上人孔等，因冷风渗透作用，热量损失也比较大。在住宅改造中，可以用节能材料将阳台封闭起来，结合门厅将楼梯间改造出门斗，对屋顶上人孔进行封闭处理等改造措施，形成温度阻尼区，阻止冷风的直接渗透，能收到良好的节能效果。
2.2 我国夏季防热地区住宅建筑节能改造重点
我国民用建筑热工设计规范规定，夏热冬冷和夏热冬暖地区以夏季防热为主。其住宅节能改造不同于采暖地区，因为该地区住宅主要依靠对流型的房间空调器调节室内温度，建筑物保温的目的是夏季降低内壁面温度、冬季提高内壁面温度、避免结露，从而提高舒适性。因此此类地区围护结构节能改造应将提高围护结构热阻放在次要地位，重点是在阳光直射的洞口加设遮阳，以减少夏季通过窗进入室内的太阳辐射，降低夏季空调的能耗。为此在进行门窗改造的同时应采用轻钢百叶、铝合金百叶等遮阳效果好、造价不高、美观并便于改造的活动外遮阳，提高洞口遮阳系数。另外应利用“绿色屋顶”、“平改坡”、“通风屋顶”等技术改造屋面，提高隔热性能。
3 推进我国城市既有住宅节能改造的保障措施
3.1 保障稳定的资金来源
据建设部副部长仇保兴说：“‘十一五’期间，建设节能建筑的总面积累计要超过 21.6 亿 m2，目前我国将有 130亿 m2 的已建建筑进行节能改造。”如果按照每平方米改造费用以 100～200 元计算，130 亿m2 的节能改造费用将达 2万亿元[4]。巨量的资金需求是制约城市既有住宅节能改造大规模推广的主要因素，但同时巨大的投资使项目实施也是一个新的经济增长点，可以为建筑业、制造业和服务业创造新的就业机会。国外的经验是为了推进既有建筑的 节 能 改 造 ，通 常 制 定 经 济 扶 持 政策：有的由当地政府出面组织，成区成片进行；有的由房主出资，国家给予补贴、低息贷款等资助措施。尽管我国住宅已商品化，个人是住宅的产权 所 有 者 ，但“ 政 府 补 贴 、多 方 筹集”还应该是住宅节能改造资金来源的 主 渠 道 ，应 建 立 由 产 权 单 位 、业主、财政（ 包 括 中 央 财 政 、市 级 财政、区县财政）分担的筹资机制，针对不同的产权、不同建筑类型、不同改造方式，给予全额支付、补贴、贷款贴息等多种方式的财政支持政策，保证节能改造有稳定的资金来源。
3.2 建立有效的指标体系
建立和完善建筑能耗的检测、统计、审计和披露制度，尤其重视建立建筑能耗的后期跟踪和披露制度，将建筑寿命周期内的能耗统计和披露制度化、规范化、透明化，应该尽快制定一套公正规范的建筑节能检测手段，实现对建筑的节能现场检测，将建筑能耗变成看得见、算得清的明白账。这对推动建筑节能落实、税收等政策激励制度的制定都有积极意义。
1.1我国城市既有住宅用能现状分析
我国城市既有住宅量大、面广，因绝大多数都没有采取节能措施，能耗高、性能差，浪费严重。表 1 所示为我国北京与哈尔滨两城市住宅围护结构传热系数与德国 EnEv2004 标准的比较。可以看出，20 世纪80 年代我国北方采暖地区住宅围护结构的传热系数是德国的3～4 倍，意味着以北京80 年代保温水平计算，在同样室温条件下，北京住宅建筑的采暖负荷大致是德国的3～4 倍。在1995 年《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》出台以后，各项指标有所改善，但是在窗户的节能效果上差距依然较为明显。（参考《建筑中文网》）
1.2 与国外城市住宅节能改造工作的差距发达国家除对新建筑实行较高节能标准外，也非常重视旧房改造工作，如德国EnEv2006节能规范对旧房改造做了明确规定：当既有建筑外围护结构面积超过25％以上进行改造时，必须满足新规范要求，改造后其整体能耗不超过同等新建建筑最高允许能耗的 40％ [2]。德国政府为此设立专门的基金，每年投入大量资金用于住宅改造，改造内容包括增加建筑外保温设施，更换高效门窗，替换高能耗的采暖设施，以期实现提高建筑舒适度、降低建筑能耗、减少环境污染三大目标。同欧洲国家相比较，我国旧房节能改造工作差距较大，目前的旧房改造只是在北京等部分城市进行试点，尚未大面积开展。
1.3 我国城市既有住宅节能改造任务的艰巨性
我国建筑节能工作起步较晚，目前我国城乡共有建筑400亿m2，95%是非节能建筑，其中居住建筑数量巨大，改造任务艰巨。按照国家节能中长期计划的要求，制定了相对1980 年建筑用能水平节能30%、50% 到65% 三步走的计划，既有建筑节能改造已成为国家“十一五”发展规划中建筑节能的实施重点，计划到2010年大城市要改造25%，中等城市改造 15%，小城市改造 10%[3]。
2 城市既有住宅节能改造的技术路线建筑节能既包括新能源（如太阳能、地热）的利用、废水回收再利用等“主动”节能措施，也包括通过提高建筑围护结构热阻以减少热交换损失，从而达到节能目的等“被动”节能措施。考虑到国情，在城市既有住宅建筑节能改造中，改善建筑围护结构热工性能更具有现实意义和可操作性。我国幅员辽阔，各地气候差异较大，因此对不同时期、不同地区、不同建筑结构的既有建筑节能改造应进行现场检测和能耗调研、分析热工性能、诊断问题、提出解决方案，在保持最大限度不破坏原有结构，不改变原有功能的基础上进行改造。同时应尽量使施工方法简单，施工规模适当，改造周期短，对人们生活工作干扰最少。
2.1 我国采暖地区住宅建筑节能改造重点主要针对建筑外围护结构的热工性能进行改造，目的是降低传热系数，减少冷风渗透，从而减少冬季采暖期的室内外热交换损失，降低热负荷。主要体现在建筑墙体节能改造、建筑外门窗节能改造、建筑屋面节能改造等主要方面。
2.1.1 建筑墙体节能改造
墙体是建筑外围护结构的主体，其所用材料的保温性能直接影响建筑的耗热量。以我国北方采暖地区既有住宅为例，外墙做法多为 370 厚粘土砖墙加两面粉刷，其热阻由内外表面换热阻和墙体本身热阻组成，热阻值约为 0.66m2.K/W，传热系数约为1.52 W /(m2.K)，不能满足节能标准。对其进行节能改造可以采用聚苯板外保温，也可采用保温砂浆外保温做法。前者节能效果好，但施工工艺复杂，在既有建筑改造过程中易出现渗水和粘结不牢等问题，不宜采用；后者采用 30 厚胶粉聚苯颗粒保温砂浆或 EPS保温砂浆外粉刷，可以增大外墙热阻至1.16 m2.K/W，传热系数降为 0.86W/(m2.K)，使外墙的节能率提高 40%以上，且施工方便，防水性能佳，价格低廉，特别适合既有住宅外墙节能改造 。
2.1.2 建筑外门窗节能改造
外门窗是建筑热交换、热传导最活跃、最敏感、也是最薄弱部位，其热损失是墙体的5～6倍，其中传热损失约为1/3，冷风渗透约为 1/3。在城市住宅改造中，如果因条件限制不能对墙体和其他部位进行有效改造，则应将门窗的改造作为突破口，因为更换门窗的工程量相对较小。可采用钢塑、铝塑、木塑等复合型门窗替换原有普通钢门窗、铝合金门窗，避免金属窗框产生的热桥；玻璃可设置双层玻璃甚至三层玻璃，并积极采用中空玻璃、镀膜玻璃等新材料以增加其绝热性能。还应加强门窗密封处理，如门窗框与墙间的缝隙可用毛毡、聚乙烯泡沫材料、密封膏等密封；窗扇与玻璃之间可用各种弹性压条密封；采用平开窗取代推拉窗等，以提高住宅门窗的气密性，减少冷空气渗透。
2.1.3 建筑屋面节能改造
屋顶也是节能改造的重点部位，目前主要有 3 种改造方式：一是“绿色屋顶”，在屋顶无土种植绿色植物，提高屋面隔热能力，因其隔热效果优于保温效果，且旧屋顶本身极易渗漏，故在采暖区应慎用。二是在屋面加作保温层，首先具体分析屋面的防水层状况，决定是否重做防水层，然后用憎水保温材料，如挤塑聚苯板作保温层，类似于倒置式屋面做法，既可防止保温层内部出现冷凝水，又可极大增加屋面热阻，且施工方便。第三种方式是加建坡屋顶，即“平改坡”。在建筑结构允许的情况下，在现有旧住宅的平屋顶上增设坡屋面，利用空气间层改善屋面的热工性能，达到节能目的，还可以改善建筑外观。后两种做法在我国采暖地区的屋面节能改造中值得推广。
2.1.4 建筑敞口部位节能改造
建筑敞口部位如阳台、楼梯间、屋面上人孔等，因冷风渗透作用，热量损失也比较大。在住宅改造中，可以用节能材料将阳台封闭起来，结合门厅将楼梯间改造出门斗，对屋顶上人孔进行封闭处理等改造措施，形成温度阻尼区，阻止冷风的直接渗透，能收到良好的节能效果。
2.2 我国夏季防热地区住宅建筑节能改造重点
我国民用建筑热工设计规范规定，夏热冬冷和夏热冬暖地区以夏季防热为主。其住宅节能改造不同于采暖地区，因为该地区住宅主要依靠对流型的房间空调器调节室内温度，建筑物保温的目的是夏季降低内壁面温度、冬季提高内壁面温度、避免结露，从而提高舒适性。因此此类地区围护结构节能改造应将提高围护结构热阻放在次要地位，重点是在阳光直射的洞口加设遮阳，以减少夏季通过窗进入室内的太阳辐射，降低夏季空调的能耗。为此在进行门窗改造的同时应采用轻钢百叶、铝合金百叶等遮阳效果好、造价不高、美观并便于改造的活动外遮阳，提高洞口遮阳系数。另外应利用“绿色屋顶”、“平改坡”、“通风屋顶”等技术改造屋面，提高隔热性能。
3 推进我国城市既有住宅节能改造的保障措施
3.1 保障稳定的资金来源
据建设部副部长仇保兴说：“‘十一五’期间，建设节能建筑的总面积累计要超过 21.6 亿 m2，目前我国将有 130亿 m2 的已建建筑进行节能改造。”如果按照每平方米改造费用以 100～200 元计算，130 亿m2 的节能改造费用将达 2万亿元[4]。巨量的资金需求是制约城市既有住宅节能改造大规模推广的主要因素，但同时巨大的投资使项目实施也是一个新的经济增长点，可以为建筑业、制造业和服务业创造新的就业机会。国外的经验是为了推进既有建筑的 节 能 改 造 ，通 常 制 定 经 济 扶 持 政策：有的由当地政府出面组织，成区成片进行；有的由房主出资，国家给予补贴、低息贷款等资助措施。尽管我国住宅已商品化，个人是住宅的产权 所 有 者 ，但“ 政 府 补 贴 、多 方 筹集”还应该是住宅节能改造资金来源的 主 渠 道 ，应 建 立 由 产 权 单 位 、业主、财政（ 包 括 中 央 财 政 、市 级 财政、区县财政）分担的筹资机制，针对不同的产权、不同建筑类型、不同改造方式，给予全额支付、补贴、贷款贴息等多种方式的财政支持政策，保证节能改造有稳定的资金来源。
3.2 建立有效的指标体系
建立和完善建筑能耗的检测、统计、审计和披露制度，尤其重视建立建筑能耗的后期跟踪和披露制度，将建筑寿命周期内的能耗统计和披露制度化、规范化、透明化，应该尽快制定一套公正规范的建筑节能检测手段，实现对建筑的节能现场检测，将建筑能耗变成看得见、算得清的明白账。这对推动建筑节能落实、税收等政策激励制度的制定都有积极意义。
原文网址：http://www.pipcn.com/research/201011/14385.htm
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