建筑节能设计第七章

L/O/G/O建筑节能设计第7章既有建筑的节能改造既有建筑节能改造的必要性既有建筑节能改造的难点和对策既有建筑节能改造的评定既有建筑节能改造的设计要点4123夏热冬冷地区既有建筑节能改造实例57.1既有建筑节能改造的必要性供暖能耗是我国建筑能耗的主要部分，占全国建筑总能耗的55%以上，占供暖地区社会能耗的21.4%。由于我国对建筑节能的重要性认识不够，以致单位建筑面积的供暖能耗是发达国家的3倍左右，是浪费最严重，但节能潜力最大的部分。然而，随着国民经济的高速发展和人民生活水平的不断提高，人均能源消费量在逐年增加。能源消耗所导致的环境污染严重、生态破坏加剧的趋势尚未得到有效控制。为此，对既有建筑的节能改造已迫在眉睫。由于政府重视建筑节能工作，尽管房屋总数在增加，但建筑总能耗却不断下降。由此可见，对既有建筑的节能改造是降低建筑能耗的必由之路。7.2既有建筑节能改造的难点和对策1）对建筑节能的重要性和紧迫性认识不足7.2.1既有建筑节能改造的难点从地方政府方面来看，大多数地方政府对建筑节能未高度重视，未将其作为一项日常的重要工作来抓，也未对其进行指导或宣传。社会和政府对居民进行环境保护、节约资源的宣传力度不够，使居民缺乏节约能源的常识和意识。从居民自身来说，很多居民缺乏环保意识和整体意识，对绿色消费、可持续发展等新观念更是知之甚少。2）缺乏节能改造必要的资金扶持我国既有建筑面积的数量巨大，建筑物围护结构的节能改造和北方地区供热系统的改造工作量巨大，需要投入大量资金。目前，我国还没有专项基金用于住宅节能改造，且地方政府经济财政有限，往往不能有效地支持既有建筑的节能改造项目。资金问题成为既有建筑节能最大的瓶颈。3）既有建筑实施节能改造期间对住户影响较大空调的室外机、外门窗的防盗护栏，以及附装在建筑物外墙上的各种管线，如雨水管、有线电视线缆、电力线缆等均须拆除重装。若有一个产权单位或住户不配合都会影响节能改造工程的正常进行。4）现行的供热收费制度阻碍了建筑节能工程的发展由于大多数地区的供热热量没有施行计量收费，用户也不能调控室温，房间太热时就开窗散热，出现浪费能源现象。无论是节能建筑还是非节能建筑，均按照建筑面积收取采暖费，从而影响了房屋开发建设方建造节能建筑的积极性。因此，只有实行按热量计量收费，才能体现出节能的经济效益，节能建筑才能真正实现节能效果。7.2.2既有建筑节能改造可能性对策①加大对建筑节能的重视程度，提高居民对建筑节能的意识，制定出有利于既有建筑节能改造的政策和法规，以推动建筑节能工作。②根据谁受益、谁投资的原则，鼓励供暖企业投资建筑节能改造，节能收益归投资方。③对公共建筑的供暖空调实施限量供热和供电，超标加价。同时，对积极实施建筑节能改造的单位提供节能补助金、贴息贷款或者减税等优惠政策，激励公共建筑产权或使用单位对其高耗能建筑进行节能改造。④尽快实施供暖用热商品化、货币化，即采用“用热多、交费多”的原则，从而促进既有建筑的节能改造。⑤为推行既有建筑节能改造，应建立“既有建筑节能改造专项基金”。既有建筑节能改造专项基金可按产权单位、住户、既有建筑节能改造专项基金补助各1/3的比例分摊。7.3既有建筑节能改造的评定7.3.1节能改造的方向判定和改造原则①对改造的必要性、可行性、安全性，以及投入收益比进行科学论证；②建筑围护结构改造宜与采暖供热系统改造同步进行；③充分考虑采用可再生能源；④既有建筑改造和扩建时，宜同步进行建筑节能改造；⑤在改造条件不能一次到位的情况下，节能改造可分步进行，但是窗（包括阳台门的透明部分）对建筑能耗的影响较大，应优先进行窗的节能改造，包括窗的遮阳措施；⑥既有建筑节能达标的水平可根据建筑性质、地区特点、规模及经济条件分步实施。通过节能改造，公共建筑可达到或接近现行节能标准要求，能耗明显降低；居住建筑可显著提高居住环境的热舒适性，能耗也会有一定下降，从而达到或接近现行节能标准的要求。7.3.2节能改造的前期工作1．资料收集①建筑总网及竣工图纸，暖通竣工图；②在建筑物使用过程中已发生的改造或维修图纸；③对原有空调通风系统的运行状况进行调查，实测设备和系统运行的能效，分析实际能耗现状；④对比围护结构实际材料和图纸的一致性；⑤建筑物内各部位热环境的现状；⑥周边可利用的环境资源状况。2．安全性评估在节能改造前，还应对建筑物的安全状况作出符合其实际状况的安全评价，以确保拟改造建筑的结构安全和使用功能，该工作建议委托有评价资质的单位承担。改造过程中如果涉及需要对原有结构进行改动和增加荷载的情况，建议委托原设计单位或有相应资质的设计单位对拟改项目的安全性做结构复核，不满足要求的应做加固处理。7.3.3节能改造的热工评价1．改造前评估改造前评估的目的和方法是利用现行的节能标准和技术手段，针对拟改造项目的现状及耗能系统，对围护结构各部位的热工性能进行评价，对设备系统（尤其是空调、采暖、照明等系统）的耗能指标进行评价，找出影响建筑能耗的关键部位及系统环节，以确定节能改造的具体内容和措施。2．改造后评估改造后评估是指针对所采用的节能技术措施和方法，利用现行的节能技术标准和技术手段，对改造后的建筑物的热工性能和能耗进行判断，以确保改造后建筑的综合热工性能。既有建筑节能改造后，需要重点对表7-1所示内容进行节能评估。序号评价内容标准规定指标既有建筑指标备注1屋顶传热系数K2[]W/mK·（）热惰性指标D2外墙传热系数K2[]W/mK·（）东南西北热惰性指标D东南西北3分户墙传热系数K2[]W/mK·（）4分户楼板传热系数K2[]W/mK·（）底部架空楼板传热系数K2[]W/mK·（）5地面热阻R2mK/W·（）6户门传热系数K2[]W/mK·（）7体形系数8窗墙面积比各朝向窗墙面积比东向南向西向北向平均窗墙面积比9天窗天窗面积/屋顶面积传热系数K2[]W/mK·（）遮阳系数SC10外窗（含阳台门透明部分）传热系数K2[]W/mK·（）M0.25C≤0.250.30C＜≤M0.300.35C＜≤表7-1既有建筑节能评估指标（按规定性指标）对既有建筑不同部位的热工性能进行检测时，可按表7-2中的标准进行检测。检测内容检测标准墙体、屋顶传热系数《民用建筑热工设计规范》（GB50176—1993）建筑外窗传热系数《建筑外门窗保温性能分级及检测方法》（GB/T8484—2008）门窗的气密性《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法》（GB/T7106—2008）窗户玻璃透光率《建筑外窗采光性能分级及检测方法》（GB/T11976—2015）绝热材料导热系数《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定》（GB10294—2008）和（GB10295—2008）表7-2既有建筑围护结构热工性能检测内容和标准7.4既有建筑节能改造的设计要点①应确保原有建筑的结构安全和使用安全；②应确保改造后建筑的正常使用；③按现行节能设计标准，改造后的建筑热工性能应明显优于改造前，室内热环境和热舒适度应得到明显改善；④围护结构的节能改造应结合城市规划和有关要求，在节能改造的同时对原有建筑的外立面及屋顶一并改造。7.5既有建筑节能改造技术7.5.1围护结构改造技术1）围护结构的查勘①荷载及使用条件的变化；②重要结构构件的安全状况；③墙面受到冻害、析盐、侵蚀损坏、结露等损害状况；④屋面及墙面裂缝、渗漏状况；⑤门窗翘曲、变形等状况。1．查勘围护结构并拟定改造方案2）改造方案的拟定①对既有建筑应通过查勘、设计验算及实地考察，了解其室内热环境状况，并对墙体、屋面进行验算或抽样检测后，结合当地标准要求，提出综合评价；②对原有的外门窗和户门的保温、隔热、密封性能应进行实地考察，并对其传热系数和气密性能进行评价或抽样检测，然后结合当地标准要求提出综合评价，再根据综合评价确定外墙和外门窗节能改造的要求，拟定适合的指标；③对于围护结构可以采用规定性指标（K，D，SC）或性能指标（q）评价，根据对既有建筑围护结构的综合评价，确定节能改造的必要性和提出节能改造方法的建议。①窗户的节能改造应满足安全、保温、隔声、通风、采光、防水等综合功能要求。②单玻璃门窗应首先选用中空玻璃节能门窗。若旧窗无法拆除，也可在旧窗外再加设一层节能窗，新旧窗之间的间距宜为100mm。③东、西向及南向外窗尽可能采用加设活动外遮阳系统的改造措施。④对原有节能不达标的中空玻璃窗，可采取贴遮阳膜的措施，但应保证可见光透射比满足要求，以满足室内的采光要求。⑤更换新窗时，应注意窗框与窗洞之间应有可靠的保温密封措施，以减少该部位在使用过程中出现开裂、透气、漏水等情况。2．门窗的改造技术及要求①屋面改造应根据屋面的形式采用相应的改造措施。对原有防水性能可靠的屋面可直接做倒置式保温处理；对原屋面有渗漏情况的，可拆除原屋面防水层，重做保温层和防水层。②对有条件的屋面，应首选种植屋面的改造方法。③对平改坡屋面，应在原平屋面顶上完成满足相关要求的保温层施工后再做坡屋面，并应采取技术措施防止“闷顶”现象。④坡屋面改造应重视屋面内保温层的铺设，有条件的应增设吊顶，将保温层铺设于吊顶上，并应采取通风措施防止“闷顶”。⑤屋面节能改造时，宜同时考虑太阳能热水系统的增设，以充分发挥屋顶的节能作用。3．屋面改造技术及要求①改造应与建筑立面改造和扩建相结合，优先采用外墙外保温技术。②墙体保温材料的选用应满足消防安全和使用安全的要求，确保不因节能改造而导致新的安全隐患。③墙体保温材料的选用还应结合外装饰要求统一考虑，有条件的宜选用保温装饰一体化的材料或其他施工相对简单、便捷的保温材料，同时做好保温层的密封和防水处理。④墙体节能改造应采取尽可能保留原有墙体的技术措施。当原有墙体热工性能相对较好时，可采用热反射涂料技术或浅色墙面技术处理；对具备条件的项目还可采用墙体绿化技术、墙体遮阳技术、外砌保温隔墙等技术措施。4．墙体改造技术及要求1）幕墙改造技术①首先应将不节能的普通玻璃更换为热工性能较好的节能玻璃，如Low-E玻璃。②有条件的应优先增设活动外遮阳系统，或增设遮光性能较好的内遮阳设施。③根据室内功能要求，条件允许的可采用加设保温性能好的不透光墙体，通过减少实际外窗透光面积的方法达到节能效果。④在不改变原有幕墙的情况下，可采取增设一层保温性能较好的内窗方式。⑤幕墙改造应满足自然通风和采光要求。5．其他部位改造技术及要求2）架空楼板和功能转换处楼板的改造技术及要求①应采用燃烧性能符合消防要求的保温材料。若保温材料设于板面，则强度应满足使用要求且不低于3.5MPa。建议尽可能选用无机材料。②设于架空楼板板下的保温层，在确保架空楼板与墙体交界处有防火隔离措施的情况下，可选用方便施工的板材类保温材料，如使用有机保温板材薄抹灰系统。3）凸窗顶板、底板及侧板改造技术和要求①优先选用保温板薄抹灰系统，以方便施工。②应结合防水、防潮，作好相关节点处理。4）地面及地下室外墙改造技术和要求①改造后的地面热工性能指标应满足最小热阻的规定，以确保不产生“结露”现象。②地面改造推荐采用200～300mm现浇泡沫混凝土或加气混凝土砌块铺设。当采用加气混凝土砌块铺设时应做好防水处理。③地下室外墙改造保温层应设于地下室内侧，可采用加砌具有保温功能的隔墙或加设保温板的方式。7.5.2采暖、通风和空调系统改造技术（1）空调设备运行维护差。分体式空调室内机的过滤网，空调末端机组的粗、中效过滤器，以及空调冷（热）水、冷却水系统过滤器得不到及时清洗。不但造成空调送风不卫生，还增加了风机、水泵的能耗。根据国家标准《空气过滤器》（GB/T14295—2008）规定，粗、中效过滤器清洁时的初阻力分别为50Pa和80Pa，而灰尘布满必须更换时的终阻力分别为100Pa和160Pa。1．既有建筑采暖、通风和空调系统常见问题（2）原设计缺陷有的办公建筑虽设计了新风系统，但没有设计相应的排风系统，室内正压使新风不能送入房间，房间内人员感到闷气，就会打开窗户通风换气，造成大量空调冷（热）量的无谓损耗。另外，有的商业建筑虽然设计了新风管和回风管，但新风管尺寸较小，不能满足过渡季节全新风运行的需要，