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既有建筑節能改造措施論文
既有建筑節能改造的影響因素
影響建筑節能的因素很多,包括建筑周邊環境、建筑朝向、建筑體系系數、建筑窗墻面積比例等,具體詳見表1。但是,對于既有建筑來說,其節能改造的特點在于建筑已經存在并正在被使用,這顯然不同于新建建筑,這個特點決定了既有建筑節能改造存在三個難點、首先是在影響建筑節能的各種因素中,部分因素無法改造;其次是影響建筑節能的部分因素可以改造但改造效益差;最后是在改造過程中如何盡可能小地減少對建筑使用者的干擾和影響;诩扔薪ㄖ澞芨脑斓奶攸c和難點,對影響既有建筑節能改造的各種因素的處理措施見表1所示。根據表1,既有建筑的建筑朝向和體系系數因素是不可能改變的,不考慮改造也不能夠被改造。建筑窗墻面積比和樓地面板基本上無法改變,即使可以改造如增加或減小窗戶面積、對室內樓地面板進行改造,但這些改造將嚴重影響建筑的使用,因此也不考慮。周邊的綠化環境改造對建筑節能的影響甚微,改造的投入產出效益較差,因此也不予考慮。門窗、屋面、外墻這些外圍護結構對既有建筑的節能效果起到至關重要的作用,其構造形式將直接影響到既有建筑能耗的大小,因此,既有建筑節能改造應該重點考慮對門窗、屋面、外墻這三大建筑圍護結構的改造。樓梯間和陽臺的封閉性改造可以有選擇的進行,在夏熱冬暖地區,可以不進行改造,在夏熱冬冷或寒冷地區,為進一步提高節能效果可以考慮改造。
既有建筑節能改造的關鍵技術措施
據上分析,既有建筑節能改造的重點在于對門窗、屋面和外墻三大圍護結構進行節能改造,這些改造措施也夠成了既有建筑節能改造的關鍵技術措施。
既有建筑入戶門的節能改造措施主要是設法降低其傳熱系數。為此要設置耐久性和彈性良好的密封條(橡膠、聚乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料等)在縫隙部位,同時加貼高效保溫材料(聚苯板、玻璃棉、巖棉板、礦棉板等)在入戶門的門芯板內,并使用強度高且密封性能好的板面加以保護,以提高其保溫性能;蛘甙驯匦阅懿畹娜霊糸T更換成保溫門,如中間填充玻璃棉板或礦棉板的雙層金屬門、內襯鋼板的木或塑料夾層門等。窗戶是建筑圍護結構的基本組成部分,是建筑物熱交換最活躍、最敏感的部位,一般是墻體熱損失的5~6倍,因此窗戶的節能改造是既有建筑節能改造中的關鍵一環。對既有建筑窗戶的改造可通過三種方式進行。(1)增加窗戶的氣密性,氣密性能是指窗戶在關閉狀態下阻止空氣滲透的能力。窗戶氣密性能的好壞,極大關系到室內熱量的損失,窗戶氣密性能越好熱交換就越少,對室溫的影響也越小。既有建筑窗戶的氣密性通常都很差,提高窗戶氣密性的當務之急是減小窗框與扇、扇與扇之間的縫隙。這就要求在改造過程中增加密封道數并使用優質密封條、密封膠,如三元乙丙密封條或者熱塑性彈性體密封條,同時盡可能更換推拉窗型。(2)更換窗戶構造材料,在改造資金允許時,可以考慮更換窗戶的構造材料,這樣節能的效果將更顯著?蛇x擇的技術措施包括,首先可將既有建筑的普通玻璃窗扇換成雙玻、中空、Low-E中空甚至真空節能玻璃窗扇。其中,Low-E(即Lowemissivity,也稱低輻射鍍膜玻璃)中空玻璃在保證有良好采光性的同時,又擁有良好的隔熱保溫、隔音、防紫外線的特點,是一種新型的特種節能玻璃,是真正意義上的綠色、節能、環保玻璃建材。Low-E玻璃近兩年在國內開始生產和應用,正成為既有建筑窗戶節能改造的首選。其次,可將既有建筑的普通窗框和窗扇骨架換成節能的材料,如斷熱鋁材、斷熱鋼材、塑料型材、玻璃鋼材及復合材料(鋁塑、鋁木等)。
墻體節能技術主要是指在墻體中增加保溫隔熱層,通過減少墻體內外熱能傳遞而達到室內冬暖夏涼的效果。墻體節能技術主要有外墻自保溫、外墻內保溫、外墻外保溫三種形式,其中,外墻的自保溫和內保溫基本上都是用于新建建筑的,對于既有建筑來說,既要進行節能改造同時又盡可能不影響建筑物的使用,外墻外保溫就成為最佳的改造技術措施。外墻外保溫是指在外墻結構的外側設置一個保溫層,將保溫材料復合在外墻外側。在對既有建筑的墻體進行節能改造時,應先修復原墻面因為凍害、析鹽或侵蝕所造成的破壞,清洗墻面油跡,更換損壞的磚或砌塊,填補密實墻面上的缺損和洞孔,清除墻面上疏松的砂漿,并抹平墻面,同時要拆除墻外側的管道、線路(盡可能改成地下管道或暗線)。適用于主體結構為實心磚墻的墻體外保溫改造做法很多,通常的構造做法有以下幾種:聚苯板外保溫(粘接式)、巖棉板外保溫(掛裝式)、聚氨酯外保溫(噴涂式)及聚苯顆粒外保溫(抹灰式)。和其他墻體保溫技術相比,外保溫技術其有以下優點:適用范圍廣;可以避免產生熱橋效應;保護主體結構,大大降低了自然界溫度、濕度、紫外線等對建筑主體結構的影響;有利于改善室內環境,擴大室內的使用空間,與內保溫相比,采用外墻外保溫一般能使每戶使用面積增加約1.3~1.8m2;有利于既有建筑節能改造而不會影響室內居民的正常生活和工作;便于豐富外立面,特別對既有建筑進行節能改造時,不僅能改善外墻保溫隔熱性能,而且外立面也可以同時進行翻新,使既有建筑外觀煥然一新。近年來,隨著我國建筑節能工作的不斷深入和用于外墻外保溫的材料與技術不斷改進,外墻外保溫由于其優越性正日益受到重視。需指出的是,目前國家規定在民用建筑外墻外保溫需要用A級防火材料。而由于某些保溫材料在防火性能上達不到國家要求,易引發火災事故,所以正在逐步禁止一些保溫材料的使用。很多有機保溫材料都達不到A級防火標準,需要經過改性、復合等技術措施來達到A級防火標準。因此,應優先采用新型環保型墻體保溫材料,例如無機保溫砂漿就是一種正被廣泛應用的環保型外墻保溫材料。其是一種以無機類的輕質保溫顆粒作為輕骨料,加由膠凝材料、抗裂添加劑及其他填充料等組成的干粉砂漿,具有節能利廢、保溫隔熱、防火防凍、耐老化的優異性能以及低廉的價格等特點,將會在既有建筑墻體節能改造中有著廣泛的需求。
在對既有建筑屋面進行節能改造時,平改坡和種植屋面已經成為目前最主要的兩種改造技術措施。在對既有建筑改造時,將保溫性能較差的平屋面改為坡屋面或斜屋面即為平改坡,同時還可以利用“煙囪效應”原理,把屋面做成屋頂檐口與屋脊通風或老虎窗通風(夏季可以適當打開風口,達到通風散熱效果;冬天則可以關閉風口,達到保溫的目的)。具體的平改坡改造技術措施又細化為三種方案。方案一是在既有平屋頂上再加一個坡屋頂,保溫仍然由原平屋頂承擔,新的坡屋頂解決防水問題,并由新坡頂、新材料帶來新的建筑形象。這種方案實施起來相對比較簡單容易,對下層住宅影響最小。方案二是拆除原有建筑舊平頂,換成坡屋頂,此方案實施難度較大,對下層住戶影響很大,不具備一定條件不宜采取此方案。方案三是原平屋頂改造成樓板,利用新的坡屋頂的三角形空間做成閣樓,這比方案一增加一些投資,但可以增加建筑面積。如果閣樓中最低點保證有2.2m的凈高,則可增加一層的建筑面積,這是有條件的既有建筑屋面節能改造應首選的平改坡方案。對既有建筑屋面進行平改坡改造時,無論采用哪種改造方案都要保證房屋結構的整體完整性,新建坡屋頂在選材構造上既要滿足防水、防火、保溫要求,又要盡可能少地增加荷載量,同時,平改坡還應做到標準化、裝配化,為縮短施工周期、減少對既有建筑使用者的干擾創造條件。種植屋面就是在屋面防水層上覆土或鋪設鋸末、蛭石等松散材料,并種植植物,利用植物的光合作用,將熱能轉化為生化能,利用植物葉面的蒸騰作用加大蒸發散熱量,利用植物培植基質材料的熱阻與熱惰性,降低內表面溫度與溫度振幅,使其起到防水、保溫、隔熱和生態環保作用。種植屋面作為一種有效的節能環保措施,正越來越受到人們的重視。如果將既有建筑原有屋面改造成種植屋面,由結構層至種植層在構造上可分為:找坡層、防水層、排水層、過濾層和種植層。種植屋面應充分考慮種植層帶來的屋面荷載增加,包括種植層在吸水飽和狀態時的重量。目前研制出的保水保肥性能優良的輕質營養土,種植基質層的厚度可以在普通種植土的基礎上減少一半以上,其濕容重約為普通種植土的1/2,這可使種植基質層的總重量減輕約75%,大大降低了屋面荷載,由此,種植層的增加才不會對整個房屋結構的受力產生太大影響。植物的選擇應采用適應性強、耐干旱、耐瘠薄、喜光的花、草、地被植物、灌木、藤本植物和小喬木,不宜采用根系穿透能力強和抗風能力弱的喬木、灌木(如黃葛樹、小榕樹、雪松等)。同時,為了減少風對種植屋面的影響,還應做好防風固定措施。種植屋面的改造施工只要能夠按照相關的技術規范進行,就能達到理想效果,其正成為一種有效的既有建筑屋面節能改造技術措施。
結語
該文總結了既有建筑節能改造的各種影響因素,進而分析指明了既有建筑節能改造的三大重點部位及其關鍵技術措施,包括門窗改造、墻體改造和屋面改造的關鍵技術措施?傮w上,從盡可能不影響既有建筑使用、改造難度和改造投入的角度看,門窗改造的影響最小、最易實現、投入最少,但效果最差,墻體和屋面改造的影響較大,較難實施,投入較大,但效果最好。因此,要靈活應用這些既有建筑節能改造的技術措施。當改造條件一般時,應先從門窗改造入手。當條件成熟、資金充沛時,應盡快啟動墻體和屋面的節能改造。最后,要積極改進既有建筑節能改造技術的缺點和不足,大力研究并積極推廣新材料、新技術在既有建筑節能改造中的應用,力爭創造出更安全、更便捷、更經濟、更環保的既有建筑節能改造新技術。(本文
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