围护结构保温在住宅建筑节能改造中的应用

吕春兰

(山西焦煤集团有限责任公司东曲煤矿，山西古交 030200)

0 引言

近年来，我国的住宅建筑规模正在迅速扩大。既有建筑基本上都是高耗能建筑，而新建筑中，高耗能建筑占比仍超过了95%，我国的平均住宅能耗甚至达到了有的发达国家的3倍，住宅节能技术的推广和应用迫在眉睫、势在必行。建筑节能技术的范畴大体包括:建筑物围护结构节能技术、新型节能建筑体系、暖通空调节能技术、可再生新能源应用技术等，对于老旧住宅的改造而言，建筑围护结构节能技术的应用较为广泛。

1 老旧住宅楼现状和节能改造试验方案

1.1 住宅楼能耗现状

根据太原市西山地区综合整治规划、山西焦煤集团“十二五”发展规划、西山煤电集团“十二五”发展规划，结合西山矿区转型发展要求，西山矿区环境综合整治力度不断加大，旧城改造、棚户区建设已进入实质性进展阶段，预计“十二五”期间新增供热面积400万m2(含保障性住房240万m2)，主要位于西山南北寒地区。而承担西山南北寒地区集中供热任务的西山热电公司规划供热面积350万m2，现有实际供热面积330.7万m2，已基本处于满负荷状态。前山矿区现有供热系统远不能满足矿区发展的需要，后备热源能否取得已成为西山旧区改造、棚户区建设的瓶颈。

针对目前热负荷供需的矛盾，只有在建筑节能工作上大做文章，对前山矿区220万m2的既有非节能住宅进行节能保温，达到节约热负荷、扩大60万m2的供热面积。结合西山热电余热改造工程，实现在不新建热源厂的情况下满足矿区建设的需要，同时提高经济效益和社会效益。

1.2 住宅楼节能改造试验方案

我处编制了项目研究方案，并与第三方节能公司就西山前山矿区220万m2非节能住宅保温改造开展合作。选取432小区21栋住宅楼作为前山矿区节能改造研究试点项目，以掌握数据、总结经验，为今后大面积节能改造创造条件。432小区建于20世纪80年代，地处万亩生态园所在的红沟山北侧，共有22栋楼(其中一座为近年建设，符合节能要求)，建筑面积约65 272 m2，全部为6层砖混结构，外立面为清水墙。试验的内容包括建筑围护结构节能改造和采暖节能改造。建筑围护结构改造包括外窗更换、增加外墙立面及屋面保温、增加不采暖楼梯间的保温。采暖系统节能改造主要对原有建筑物采暖热力入口增设热计量总表及自力式流量调节阀，室内在散热器上安装热分配表和恒温阀。用户可以通过调节恒温阀来设定所需要的温度，热分配表则用于反映用户的用热情况，采暖系统的管道保温材料进行更换。通过技术改造试验达到节能50%的目标，在满足节能50%功能的前提下，不能给原有建筑物太大的荷载。

2 建筑围护结构保温在住宅改造中应用

统计数据表明，在我国北方传统建筑中，门窗渗透热损失占比约为25%，围护结构热损失占比约为75%，围护结构热损失中，外墙和外窗的热损失占一半，剩下的为楼梯间、屋面、阳台、户门、地面热损失，建筑外墙的热损失占到了总热损的1/3，可见，通过改善住宅建筑墙体的热工性能，减少热(冷)损耗，降低采暖空调系统能耗，是达到建筑节能目的的重要途径之一。

2.1 墙体保温

建筑外墙保温一般指用专门的胶、锚钉将保温材料固定在外墙上(保温材料主要是膨胀聚苯乙烯、岩棉和玻璃棉、挤塑聚苯乙烯。主要技术措施为聚苯板薄抹灰、聚苯颗粒浆料、现场模板浇筑硬泡聚氨酯等)。外墙保温施工方法一般有两种:1)夹心保温外墙。它是将一定的保温材料设置在同一面外墙的内侧和外侧的墙片之间。该方法对保温材料无特殊要求，对施工季节也无要求，可行性好，但要求墙片的构成材料是传统的土砖或者混凝土制的空心砖，这样保温效果才会明显。2)外墙外保温。该方法在旧房改造中使用较多，较好的保护了住宅主体结构，还能扩大室内使用面积，改善室内环境，保温效果较为明显。该技术是在外墙进行施工，不占用室内面积，且外保温保障了整个墙体的温湿度稳定。热容量较大的墙体结构在内部，室内温度不易受到室外温度变化的影响，能较好的保持室内温度的稳定性。它基本上消除了热桥影响，极大的提高了保温效率。

2.2 屋面双重保温

该技术采用两层3 mm厚的SBS卷材作为防水层。屋面也采用双层保温技术，第一层是珍珠岩保温层，要布置在最底层对屋面进行保温，也起到找坡材料的作用。第二层是40 mm厚的挤塑型聚苯板，这可实现60%以上的节能效果。挤塑型聚苯板强度足够大，且其质量轻，增加载荷小，但能满足使用功能需求。另外，可在屋面保温层上加混凝土保护层，面层使用广场砖，来提高屋面保温的使用寿命，同时更有效的防护保温系统。

2.3 中空玻璃门窗保温

由前文可知，门窗渗透的热损量是很大的，因此必须做好门窗的保温。尤其是在北方，寒冷的冬天，门窗的冷风渗透量极大的增加了室内的热负荷需求，室内热空气也会通过门窗渗入户外，降低了供热效率。现代建筑对门窗节能也提出了更高的要求，门窗的高节能性能确保整个住宅建筑节能的时效性。节能玻璃一般采用的是中空玻璃，这种玻璃保温隔热性能良好，能在很大程度上降低热量散失，甚至可使得室内温度能在较短的时间内升高，这样就保障了保温时间的持久性，也能够极大改善居住环境和舒适度。在建筑节能改造中，无论什么形式的窗户，包括木制、铝合金、塑钢等窗户都可以安装中空玻璃，可见中空玻璃是一种适应性强、性能良好的保温材料。

项目研究过程中，我们对该项目的实施步骤进行了精心安排。在方案设计中，深刻吸取上海“11·15”特大火灾事故教训，选用耐火等级较高的新型保温材料B1级难燃挤塑板，对原有基层进行必要的清理，涂刷界面剂后刮水泥浆找平;在保温层外挂尼龙网，增加抗裂、抗冲击强大;用专用的耐腐蚀螺钉固定保温层;每两层楼设置一道防火隔离带(用A级保温材料填充)，对门、窗位置的防火、防水密封采取特殊处理;选用优质保温防盗门，增强楼道的保温和防盗功能。开工前，组织进行节能宣传活动，制作宣传栏、发放宣传材料、现场咨询，就工程的内容、目的、意义等对用户进行广泛细致的宣传。在施工过程中，制定科学的施工组织方案，保证居民的安全和正常生活环境;提前掌握气象资料，做好防雨、防潮工作;严把材料进场关(目测、称重、燃烧试验)，保证所有材料都满足保温和消防要求;现场设置隔离带和防护网，防止坠物伤人。同时，组织专门人员协调住户矛盾，对部分不配合的住户反复、耐心地做好解释工作，消除他们的顾虑，及时处理存在的问题，从而积极支持和配合此项工作。对参与施工的人员进行安全技术培训，规定具体的作业时间，防止扰民，严格按照设计及国家工程有关规范进行安全施工，文明施工。

3 节能改造的预期和意义

通过节能改造后的建筑，冬季可提高室温4℃ ～5℃，平均室温达到18℃以上，夏季可降低室温3℃以上，极大地改善保温、隔热、隔音、降尘效果，提高生活舒适度和生活环境。该节能改造项目试验如果成功，将具有良好的示范作用，能更好地引导当前既有建筑节能改造，用节能改造实际运行费用节约成果带动更多的既有建筑进行节能改造，将集团公司的既有建筑能源消耗从真正意义上降下来，从而实现集团公司“十二五”期间经济的可持续发展。另一方面，节能改造在节约能源消耗的同时还将减少粉尘，CO2，SO2的排放，有助于改善目前太原市的空气质量状况，在为子孙后代留下资源的同时也为他们留下一片洁净的生存空间。