建筑節(jié)能改造技術(shù)策略研究范文

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國外研究者，對住宅改造的各種技術(shù)方法的效果、應(yīng)用條件等做了廣泛的研究。大量研究表明，外圍護結(jié)構(gòu)的改造是重點，而增加可再生能源的利用也有助于減少碳排放。如，對外墻、門窗、屋頂?shù)冗M行節(jié)能改造，提高外圍護結(jié)構(gòu)的熱工性能、優(yōu)化家庭用能設(shè)備效率、輔助以可再生能源利用，可以明顯改善住宅建筑能耗和降低CO2排放。國內(nèi)研究者，運用全生命周期方法研究低碳城市建設(shè)策略、建筑（含鋼結(jié)構(gòu)住宅）的碳排放性能、住宅能耗及減排對策。如，林憲德以通風(fēng)、遮陽、隔熱保溫、生物多樣性等角度實證研究了綠色住區(qū)節(jié)能問題；陳飛運用全生命周期方法研究低碳城市建設(shè)的內(nèi)涵、模型和策略；葛堅等研究鋼結(jié)構(gòu)住宅的碳排放性能，量化與普通鋼混住宅的碳排放差異；陳濱等分析中國住宅能耗情況，提出減排對策；尚春靜等以鋼混結(jié)構(gòu)低層住宅為例，界定了建筑生命周期內(nèi)的核算范圍，建立了碳排放核算的基礎(chǔ)模型。國內(nèi)實踐方面，天津、唐山、合肥、深圳等城市已率先提出了建設(shè)低碳城市的目標(biāo)；天津濱海生態(tài)城、深圳光明城等建設(shè)試點工程也已全面開展；杭州市于2009年提出了基于“低碳經(jīng)濟、低碳建筑、低碳交通、低碳生活、低碳環(huán)境、低碳社會”目標(biāo)的低碳城市建設(shè)綱領(lǐng)。田軼威等以杭州市米市社區(qū)2號、7號住宅樓為例，提出適宜杭州地區(qū)的改造方法。夏熱冬冷地區(qū)既有建筑節(jié)能改造尚處于探索階段。本文以金華市中心醫(yī)院食堂宿舍樓改造工程為例，利用動態(tài)能耗模擬研究改造前后的節(jié)能效果，最終確定適宜的節(jié)能改造技術(shù)措施。

1.建筑診斷

金華市中心醫(yī)院食堂宿舍樓工程建于上世紀(jì)90年代初，建筑朝南，建筑面積3217.32m2，建筑高度24.4m，六層磚混結(jié)構(gòu)；其中，1至2層為洗衣房及食堂，3至6層為宿舍。根據(jù)收集的建筑物施工圖、房屋以往裝修改造和歷年修繕資料、設(shè)備的技術(shù)參數(shù)、運行及改造記錄等，結(jié)合現(xiàn)場調(diào)研對既有建筑進行改造診斷：（1）使用功能診斷：內(nèi)部裝修日趨老化，許多頂棚、墻面、衛(wèi)生間墻角等處均出現(xiàn)線路老化、漏水、發(fā)霉、生銹等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響日常生活；（2）圍護結(jié)構(gòu)診斷：改造前圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)造見表1；經(jīng)計算，建筑規(guī)定性指標(biāo)未滿足要求，進行圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能動態(tài)計算（建筑圍護結(jié)構(gòu)熱工性能的權(quán)衡計算表2）；（3）外墻：建筑外墻現(xiàn)為面磚飾面，多處出現(xiàn)面磚剝落、破損、開裂等現(xiàn)象。由于當(dāng)時未設(shè)計空調(diào)外機位，許多外墻面都臨時打洞、布線、空調(diào)管等等，存在嚴(yán)重的安全隱患；（4）外窗材料及氣密性等級：外窗為普通鋁合金推拉窗，單層透明玻璃。不能滿足居住建筑外窗的保溫隔熱性能，且氣密性等級和水密性等級都相當(dāng)差；多數(shù)外窗已變形，與墻角的交界處有裂縫滲漏；（5）屋面：原屋面采用鋼筋砼剛性防水、水泥隔熱板，已無法滿足防水及保溫的要求；（6）外遮陽設(shè)施和綜合遮陽系數(shù)：未采用任何外遮陽措施。

2.改造措施

根據(jù)建筑診斷結(jié)果，確定本次改造內(nèi)容如下。（1）建筑擴容建筑物東側(cè)新建205.7m2的建筑面積，功能包括電梯、候梯廳、配電間、檢修樓梯、電梯機房等。（2）立面、屋面翻修原建筑物一層為干掛花崗巖外墻，需要將干掛部分拆除干凈并清理基層，再進行改造；上部二至六層為面磚外墻，需要先對外墻面磚進行安全檢測，在確認不存在安全問題后，清理面磚墻面，再涂上一層界面劑，再按外墻做法進行改造。外立面增設(shè)空調(diào)室外機位。原有屋面隔熱層拆除并重新翻修，增加太陽能集熱器。（3）增設(shè)太陽能熱水系統(tǒng)生活熱水系統(tǒng)采用太陽能與熱泵熱水機組相結(jié)合熱水系統(tǒng)，太陽能熱水系統(tǒng)采用“集中集熱儲熱太陽能熱水系統(tǒng)”。屋頂安裝124塊1000×1800承壓平板式集熱器，總面積為223.2m2；在屋頂設(shè)一個6T立式容積式熱交換器（RV-6-0.6,￠1800,H3100)及6T承壓立式儲熱水罐（￠1800,H3100),合計總儲熱容積為12T。（4）室內(nèi)重新裝修對三至六層宿舍部分重新裝修，內(nèi)容包括：①清除原有地面、墻面、頂棚，拆除原有門窗；②對地面、墻面、頂棚進行重新裝修；③更新原有衛(wèi)生間潔具、房間內(nèi)家具及所有內(nèi)門窗；④對原有給排水系統(tǒng)進行改造；⑤對原有輸配電系統(tǒng)及弱電系統(tǒng)進行改造；⑥對原有暖通、空調(diào)系統(tǒng)進行改造。

3.節(jié)能計算

根據(jù)調(diào)查結(jié)果，提出多種不同的改造方案，并通過節(jié)能動態(tài)能耗模擬計算軟件PKPM，計算出每種節(jié)能改造方案的能耗情況；對外墻、屋面、門窗、遮陽及樓梯間等重點改造部位進行建筑整體節(jié)能貢獻率、造價及施工難易度比較。根據(jù)熱工環(huán)境的調(diào)查和模擬結(jié)果，在節(jié)能改造的策略方法中選擇相應(yīng)的技術(shù)措施，為了能更好地突出低碳性能與工程效益的平衡，最終確定如表3所示的節(jié)能技術(shù)組合。建筑物的節(jié)能綜合指標(biāo)采用《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ134-2010）所提供建筑節(jié)能綜合指標(biāo)計算方法進行計算。計算條件為：整棟建筑每套住宅室內(nèi)計算溫度，冬季應(yīng)全天為18℃，夏季應(yīng)全天為26℃。采暖計算期為當(dāng)年12月1日至次年2月28日，空調(diào)計算期應(yīng)為當(dāng)年6月15日至8月31日。室外氣象計算參數(shù)采用典型氣象年。采暖和空調(diào)時，換氣次數(shù)為1.0次/h。采暖、空調(diào)設(shè)備為家用氣源熱泵空調(diào)器，制冷時額定能效比取2.3，采暖時額定能效比取1.9。室內(nèi)得熱平均強度應(yīng)取4.3W/m2。建筑維護結(jié)構(gòu)熱工性能及能耗計算見表4。

4.結(jié)論

通過該項目研究與實踐，夏熱冬冷地區(qū)既有建筑節(jié)能改造的技術(shù)策略主要有以下方面：（1）重點改造外圍護結(jié)構(gòu)。對外墻、門窗、遮陽、樓板、屋頂?shù)冗M行節(jié)能改造，提高外圍護結(jié)構(gòu)的熱工性能，建筑節(jié)能效果明顯。（2）優(yōu)化建筑用能。通過優(yōu)化用能設(shè)備效率，輔助以屋頂太陽能可再生能源利用，可以降低建筑能耗。（3）完善建筑周邊配套設(shè)施。在進行建筑節(jié)能改造的同時，對建筑周邊小環(huán)境進行綠化配置、照明改造、中水利用等，改善建筑外圍小氣候；同時，可考慮增設(shè)電梯等無障礙設(shè)施、停車位等。既有建筑節(jié)能改造涉及到技術(shù)與經(jīng)濟的平衡問題，適宜的改造技術(shù)仍有很大的研究空間。

作者：鄭朝燦　杜禮琪　傅雙燕 單位：金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程學(xué)院