既有建筑节能改造技术的方法

本文总结了既有建筑节能改造的重要性，并针对性地提出了相应的改造措施，明确了既有建筑节能改造的重点部位，并分别从屋面节能、墙体节能、外窗节能和遮阳改造等方面对建筑节能改造的关键技术进行了详细的阐述，并最终对这些节能改造方法进行了利弊分析。研究可为既有建筑的节能改造工程提供参考。

近几年来，新建、扩建的居住建筑与公用工程才开始有建筑节能措施，原来既有建筑没有墙体保温、没有屋面保温、开窗面积大、采用普通玻璃窗等，没有考虑建筑节能技术措施的应用，其保温隔热性能差，设备系统效率低，存在能耗大、热舒适性差的显著不足，这已经不能满足经济、社会和生态环境可持续发展的要求。

我国既有建筑的总保有量保守估计至少有400亿m2，大量的既有建筑在采暖季节和空调期间不断浪费能源的同时，向大气中排放着二氧化碳等污染物，加剧了温室效应，人类的生活环境进一步恶化。在我国日益面临资源能源紧张的形势下，既有建筑的节能改造就意味着对资源能源的大量节约和环境污染的减少，这是建设“资源节约型，环境友好型”的国家发展总体战略在建筑领域的具体体现。

对既有建筑进行节能改造，既能减少能源资源的浪费，又能提高居住环境与改造建筑立面效果，达到美化城市的目的，是我国当前紧迫的、必须尽快解决的重大问题，因此，既有建筑节能改造技术策略研究，具有较强的理论意义和实践价值。但是，既有建筑节能改造的特点在于建筑物已经存在并正在被使用，许多改造措施均受到不同因素的限制，在节能改造中要充分考虑既有建筑的使用功能、改造的经济效益以及对使用者的正常干扰影响等。基于既有建筑节能改造的特点和难点，较经济可行的节能改造部位主要为屋面、门窗、墙体、外墙遮阳等部位，其相应的节能改造措施如下：

1.屋面节能改造措施

屋面直接与外界接触，呈水平状态，受太阳辐射时间长、面积大，是影响屋面节能的主要因素。太阳光照射到屋顶外表面时，部分被反射掉，部分被屋顶表面吸收，当屋面吸收系数越大，对室内的温度影响越大，所以对屋面的改造措施是增加保温层(包括平改坡)，表面采用浅色反射隔热涂层，屋面节能改造措施具体阐述如下：

（1）既有建筑物不管是平屋面还是坡屋面，大部分均未设置保温层，在不改变屋面样式的前提下，可直接增加保温层措施，这样改造施工方便，成本也较低。增加保温层做法一般可分为以下两种:①当原有屋面构造基本完好时，改造采用倒置式屋面。倒置屋面能够有效防止保温层内部结露，保温隔热效果好，还能延长防水层使用寿命。其做法是（从下往上）：原结构及防水层、增加隔离层、增加保温层、增加隔离层、增加保护层。保温材料通常采用不吸水挤塑聚苯板，保护层采用混凝土，表面涂反射隔热涂料。②当原有屋面构造损坏时，改造采用正置式屋面。

相较倒置屋面防水层隐蔽，一旦出现渗水，漏点难找，修补费用高，正置屋面操作简单，保证程度高，维护费用低，渗漏治理简单，仍是屋面构造最佳选择之一。其做法是（从下向上依次）：原结构及防水层、增加保温层、增加隔离层、增加找坡找平层、重做防水层、隔离层、保护层。屋面隔热保温层常选用珍珠岩、水泥聚苯板、加气混凝土、陶粒混凝土、聚苯乙稀板（EPS）等材料。保温材料吸水性要求低，如果吸水，保温隔热性能大大降低，所以防水层要求高，防止水份的渗入，保证隔热层的干燥。

（2）当原有屋面已为坡屋面但无保温层时，也可以通过在坡屋面板下增加吊顶，在吊顶上加铺轻质保温材料的措施达到保温隔热的效果，轻质保温材料常采用XPS、岩棉板等。但这种改造措施效果不如上面两种措施。

（3）当原有屋面为有保温层的平屋面，但保温性能较差时，可以采取将平屋面改为坡屋面或斜屋面的措施即平改坡，同时还可以利用“烟囱效应”原理，把屋面做成屋顶檐口与屋脊通风或老虎窗通风，达到通风散热效果。具体的平改坡一般分为三种情形：情形一为在原有平屋顶上增加一个坡屋顶，保温层不变仍由平屋面承担，坡屋面主要解决防水问题。这种方案实施起来比较简单，对下层住宅影响较小。情形二为拆除原有的平屋面，重新做成坡屋面。此方案实施难度大，对下层住户影响较大，条件不满足时不宜采取。情形三是将原平屋面改造成楼板，增加新的坡屋面，防水、保温由坡屋面承担，利用新的坡屋顶的三角形空间形成阁楼。此方案改造成本稍微增加，但可以增加建筑面积，条件可行的话此方案应作为首选改造方案。

（4）在外界条件允许的情况下，改造的屋面还可以采用反射隔热涂层，把屋面颜色做白色或浅色处理。夏季，反射太阳光，阻止室外远红外热进入室内，节约制冷费用；冬季，它对室内热源所发的远红外线，反射回室内，从而节约取暖费用。

（5）屋面节能改造还有个有效措施就是平改绿，即改造为种植屋面。种植屋面作为一种有效的节能环保措施，正越来越被重视，但种植屋面增加要考虑既有屋面荷载的承受能力以及构造要求，种植土可选用保水保肥性能优良的轻质营养土，植物可选用耐干旱、喜光的花草。同时还应做好防风固定措施，以减少风对种植屋面的影响。种植屋面的改造只要能够按照相关规范要求进行施工就能达到理想效果，作为屋面节能改造措施也是最佳选择之一。

2.墙体节能改造措施

外墙约占整个建筑物外围护结构总面积较大，通过外墙传热量的总耗热量也大，外墙的热工性能对室内的舒适影响也大。墙体节能主要有外墙自保温、外墙内保温、外墙外保温三种。既有建筑的外墙体不能拆除，采用外墙自保温改造措施一般不可行。将外墙的绝热层设在建筑内侧，会占据一定的建筑使用面积，而墙面上也难以吊挂物件，同时在施工阶段会影响室内住户的正常生活，因此，在节能改造中外墙内保温技术较少使用。所以，墙体节能改造最佳的措施为增设外墙外保温。

外墙加外保温层，阻隔了热量通过墙体向外散热的通道，有利于防止或减少保温层内部产生水蒸气凝结，能够保护主体结构，大大减少温度应力变化，能有效地防止墙体开裂，提高围护结构的耐久性。而且在外保温施工时，也不会影响住户的日常生活，不会减少室内的居住面积，并阻断冷桥，提高了供热效果，改善室内热舒适度。

外墙外保温就成为最佳的改造技术措施。外墙外保温节能改造（从内向外依次）：内饰及墙体、粘结层、保温层、防护层、饰面层。保温层常用做法有：聚苯乙烯泡沫塑料板薄抹灰外墙外保温系统、胶粉聚苯颗粒保温浆料外墙外保温系统、喷涂硬泡聚氨酯外墙外保温系统等，结构如图2。外墙外表面尽量采用浅色配套专用底漆和柔性外墙腻子。反射隔热涂料与建筑外墙保温系统配合使用，能有效地反射、阻隔太阳光红外线的发热光波，既有装饰效果，又有保温隔热功能和防火阻燃功能。顺应了社会低碳环保的发展需要，以增加改造效果。

3.外窗节能改造措施

既有建筑透明窗户绝大部分，采用密封性能较差的单玻钢窗、塑窗、铝窗；公共建筑的透明部分大面积采用了未做任何保温隔热措施的玻璃幕墙。设计师在以往的门窗设计中，追求大、通、透，很少考虑节能要求，居住建筑中的窗墙比一般都超过30%，而公共建筑的窗墙比则较多超过60%，窗户是围护结构中热工性能较差的部分，外窗在整个建筑围护结构中是最薄弱、最敏感的部位，窗户能耗约占建筑能耗权重中所占比例为最大，热量能够轻易通过外窗进出室内外，夏天强烈的太阳辐射也容易影响室内空气温度，因此对外窗的改造是整个改造的重点之一。外窗改造一般有更换窗材料和原有窗改造两种方式。

（1）更换窗材料当钢窗、木窗、铝合金窗的原窗损坏时，拆掉原窗，重新安装节能型窗。门窗材料具体有铝合金断热型材、铝木复合型材、钢塑整体挤出型材以及UPVC塑料型材等一些技术含量较高的节能产品。为了解决大面积玻璃造成能量损失过大的问题，将普通玻璃加工成中空玻璃、镀膜玻璃、高强度Low-E低辐射镀膜玻璃、Low-E中空玻璃、采用磁控真空溅射放射方法镀制含金属层的玻璃以及最特别的智能玻璃。

（2）原有外窗改造当原窗为塑料窗，可拆换窗扇压条，改造成中空玻璃窗扇；当原窗为铝合金窗时，可加大窗扇玻璃槽口，将窗扇改造成中空玻璃窗扇。在原有外窗的外窗台或内窗台再加设一扇窗户，可以是普通铝合金窗或节能窗，形成双层窗，之间有一定间距的空气层，达到保温效果。还可在原外窗上加密封条，如三元乙丙密封条或热弹性体密封条，来提高外窗的气密性；以及减少窗户面积，增加墙体面积，以提高节能效果。

4.遮阳改造措施

遮阳可分为室内遮阳和室外遮阳。室内遮阳，可使用镀膜窗帘，冬季，镀层使热量在室内循环以减少供热用能；夏季，可防止强烈的太阳辐射而减少制冷用能，室内挂窗帘既方便又有装饰效果。但对于冬季采暖能耗不降反升，室内遮阳因低垂的窗帘挡住了光线，不是最好的选择。室外遮阳，在夏季，可将全部的太阳直射辐射和部分的散射辐射能量阻挡在室外，可显著降低室内空调能耗和负荷；在过渡季节自然通风状态下，建筑外遮阳也可以控制进入室内的太阳辐射能量，使室内热舒适度保持在合适的水平，避免使用空调。

室外遮阳又可以设置成固定式和活动式。由于固定外遮阳会遮挡冬季太阳辐射的进入，所以，目前宜采用活动式外遮阳，夏季外遮阳进行隔热，冬季时可将其移离窗口，避免外窗的遮阳对太阳辐射的阻碍。常用的活动式外遮阳有：（1）旋转平板式遮阳，每年只需调节两次，天热前放平，天冷前向上转为垂直，靠墙安置。通常这种装置可以用手操作。（2）室外卷帘，由钢条制成，十分牢固，白天可以遮阳，夜间还可作安全防盗网。对东、西方向的窗户，也比较适用，可以半天放下卷帘，半天打开卷帘。（3）自动卷帘式遮阳装置，是目前最先进的。

5.其他改造措施

（1）室外硬地的改造在部分人行道、室外停车场和部分路面，采用草地砖，室外水泥地面改造为可透水、储水的地面。使硬质地面将吸收到的太阳辐射热尽快尽多地向下传递，从而降低地面反射到建筑立面的热量。（2）用能系统改造积极采用太阳能热水系统、太阳能光伏系统、地源热泵系统等可再生能源。

6.结语

该文总结了既有建筑节能改造的技术措施主要包括外窗改造、遮阳改造、屋面改造、外墙改造、其他改造等，具体采取何种措施需根据当地地区的气候特点和大多数既有建筑的现状情况灵活运用。但在所有的节能改造措施中，外窗的节能改造最为明显，可作为首选措施，其次为外墙、楼梯间、遮阳和屋顶等，建议以窗改为主、加装遮阳、适当综合。

既有建筑节能改造技术措施以夏季隔热为主，兼顾冬季保温。节能改造前应对建筑物进行现场勘查和评估，对主体结构不符合相关标准规定的既有建筑，还要进行结构加固。对改过方案采用模拟效果计算，对不同的方案经济指标对比，坚持因地制宜、合理适用，充分考虑地区气候特点、建筑现状、居民用能特点等因素基础上，确定出最安全、最方便、最经济、最环保的节能改造方法。