002-既有居住建筑综合节能改造设计的研究.doc

既有居住建筑综合节能改造设计的研究北京市住宅建筑设计研究院胡颐蘅李群王郁桐摘要：本文针对已完成的既有非节能居住建筑—惠新西街12#楼的综合节能改造工程实例，对综合改造中涉及的围护结构、采暖系统等多项改造技术进行了系统研究，并对建筑改造前后的能耗测试数据进行了分析对比，为北京市既有建筑的节能改造设计提供借鉴。经能耗检测，惠新西街12#楼在节能改造后全面达到了北京市节能65%的设计标准。节能效果分析表明围护结构及采暖系统各项改造的节能效果和节能贡献率不同。因此既有建筑节能改造应综合考虑技术、经济、安全、适宜等因素优化改造方案和优选改造顺序，各项技术的集成、实施要达到经济投入与节能效果的最佳平衡点。关键词：既有居住建筑，综合节能改造，围护结构，采暖系统、节能贡献率试点工程的基本情况1.1试点工程的研究思路本项目被列入北京市既有建筑节能改造试点工程和建设部中德技术合作“中国既有建筑节能改造项目”。研究思路是依据北京地区《居住建筑节能设计标准》（DBJ11－602－2006）65%节能设计标准(以下简称65%节能设计标准)所要求的建筑物综合能耗值为目标，研究既有建筑的节能改造技术和节能效果。1.2惠新西街12#楼基本情况惠新西街12#楼位于朝阳区惠新西街，建筑面积约10179.94㎡，共十八层，共计144户。该楼建于1988年，为内浇外挂板结构，外墙为280mm陶粒混凝土，外窗为空腹钢窗，屋面作法不详。经实测围护结构热工性能和耗热量指标如表1-1所示：表1-1惠新西街12#楼围护结构热工性能和耗热量指标项目结果围护结构传热系数W/㎡.K建筑物耗热量指标W/m2外墙外窗屋面改造前理论2.016.401.0725.9改造前实测2.046.401.2626.265%节能设计标准0.602.80.6014.65从上表中看出，惠新西街12#楼围护结构的传热系数和建筑物能耗远高于北京地区现行节能设计标准。部分住户还反映外墙出现了结露发霉现象，经红外热成像仪检测，显示结露发霉处外墙内表面温度在9℃左右，表明该处外墙存在热工缺陷，严重影响了外墙的保温效果，导致冬天室内温度低，舒适度较差。综合上述情况，惠新西街12#楼属于北京市典型的非节能居住建筑，适合进行节能改造。2．节能改造设计标准目前节能设计标准中尚无针对既有建筑的节能专项要求。因此依据北京地区现行的《居住建筑节能设计标准》（DBJ11－602－2006），此次节能改造设计外围护结构传热系数、建筑物耗热量指标等均应达到65%节能设计标准。在此前提下各部分围护结构传热系数的指标在标准限值的基础上，根据改造工程实际情况经综合热平衡计算后具体确定。利用外保温消灭外墙热桥彻底解决室内结露发霉的问题；室内通风环境要满足0.5次/h换气次数的要求；采暖系统通过改造要实现分系统可调节、分室可控温、热力入口及分户热量可计量，为今后的供暖体制改革作好准备。3.围护结构节能改造技术3.1外墙节能改造：经比较，外墙保温采取了EPS板[导热系数λc=0.042W/m2·K]的外保温技术。按65%节能设计标准规定，外墙传热系数限值K为0.60W/m2·K，原建筑外墙为280mm陶粒混凝土，实测热阻为0.49m2.K/W，经计算EPS板厚度需要60mm。但由于该住宅建于八十年代，过道间距不满足现行消防设计规范要求，无法进行保温，楼梯间隔墙也存在同样问题。此外，既有建筑节能改造中的外窗更换由于受各种因素影响，实际上很难做到100%的改造率。综合上述因素，基于对建筑围护结构的总体热工性能的权衡判断以及对节能成本的整体比较，最终EPS板采用了100mm的厚度，据此计算的外墙传热系数理论值可达0.36W/m2·K。3.2屋面节能改造屋面的保温设计为倒置式屋面，改造时为避免施工期间遇雨造成顶层住户损失，直接在原防水上面加铺60mm厚XPS板，然后抹聚合物砂浆防护层，上铺30mm厚豆石混凝土并加做一层卷材防水。天沟部分设计采用了内保温。3.3外窗节能改造外窗节能改造是围护结构中较为复杂的工作，按照规范要求设计将原装空腹单玻钢窗改为内平开双玻断桥铝节能窗,由于部分住户在自家装修时已更换了外窗，且形式不一，其中有的外窗能达到限值标准，有的略有超出。鉴于已装修的住户改造难度较大，经多方论证，依据北京市65%节能设计标准5.2.2条文说明中“本标准仅允许外窗的传热系数略有超出，通过降低其他围护结构的传热系数来弥补”[1]的要求，最终将所有空腹单玻钢窗更换为EAH40系列断桥铝节能窗，其传热系数均理论值达到2.60W/m2•K。其余传热系数稍有欠缺的，设计上经总体热工性能的权衡判定，通过增加外墙和屋面的保温效果来弥补，最终144户中虽然有36户没有按设计要求更换外窗，同样达到了综合节能65%的设计要求