既有居住建筑节能改造方案优选分析.pdf

第40卷第1期
四川建筑科学研究
2014年2月
ichuan Building Science
既有居住建筑节能改造方案优选分析
田稳苓,张弋,王玲
(河北工业大学土木学院,天津300132
摘要;在总结分析了既有居住建筑节能改造常用的改造措施和用于节能改造项目经济性评价指标的基础上,提
出了一种节能改造方案优选方法,并运用能耗分析软件和优化计算软件得以实现。优选方法的原则为:在保证居
住建筑改造后的节能效果达到国家相关标准要求的前提下,选取经济效益最好的方案。
关键词:既有居住建筑;改造揹施;评价指标;方案优选
中图分类号:TU241.7;TUI1.19*5.2
文献标志码;B
文章编号:1008-1933(2014)01-313-04
表1外墙外保温改造揹施
改造措施
特点
随着我国城市建筑的不断发展,我国居住建筑
E.PS板具有重量轻、表观密度小、导热系数低、抗压
的数量不断增加。我国的建筑总能耗约占全国总用
强度高、吸水率小、隔热隔声性能较好、易加工等特
膨胀聚苯板点,并且具有较强的恢复变形能力和良好的抗冲击
能量的四分之一,而在这其中,全国居住建筑能耗在
(EPKS)保温切性。但是EPS板也有以下缺点:施工较为复杂
系统内部存在空腔;系统刚度欠佳;强度较差;EPS
基本不供热水的情况下消耗的能源量就占全国能源
板高温时会发生软化
消耗总量的12.6%。每年城市建筑仅采暖一项消
XPS是一种具有高抗压、不吸水、防潮、不透气、轻
耗的能源量就占全国能源消费总量的11.5%,占采
暖区全部社会能源消耗的20%以上。建筑能耗的(XS)保温环保塑保温材料。XFS具有高热阻、低线性膨胀率
激增换来的是能源的大量浪费,在釆暖区建筑中,每
性能
年消耗标准煤1.3亿吨;在非采暖区建筑中,每年消
聚氨脯硬泡塑料保温性能卓越,是目前国内所有建
耗2600亿度电。这对国民经济的可持续发展产生
聚氨階发材中导热系数最低、热阻值最高的保温材料;聚氨
泡板(PU)酯硬泡体具有理想的不透水性;聚氨酯硬泡塑料防
了不良影响,因此对既有居住建筑进行节能改造成
水抗渗性能优异;化学性质稳定,使用寿命长;防火
安全性能好
为改革发展的迫切要求。近年来,多项节能改造技
岩棉板與有质轻、热导率小、不燃烧、隔声吸声、使
术在节能改造过程中都得到了广泛的应用并获得了
半硬质岩(矿)用周期长等突出优点。岩福系筑有利于体内部
可观的经济效益和社会效益。但对于具体的节能改
棉板保温水蒸气排出,较少产生内部冷凝和结露,结构层较
干燥和温一些。绝热性能好是岩棉、矿渣棉制品
造项目,如何在众多的节能改造措施中选择出最适
的基本特性
宜的组合改造方案,使得改造后的居住建筑既能达
到预期的节能效果,又能获得最好的经济效益,为了性能,还要满足采光、通风的要求。目前常用的节能
顺利的开展大面积的节能改造,这一问题亟待解决。窗类型有:塑料窗、断桥铝合金窗、玻璃钢窗、铝木复
1既有居住建筑节能改造措施
合、铝塑复合窗。
外窗节能改造措施主要有以下两方面
1.1外墙改造措施分析
1)将原有外窗直接更换为节能外窗
墙体节能改造首选外墙外保温方式。根据保温
由于目前大多数居住建筑外窗材料的耐久性较
材料的不同,列举如下几种常用改造方法,见表1。差,因此,这些既有居住建筑的外窗已经非常接近耐
1.2外窗节能改造措施
久使用年限,再加上外窗属于独立的建筑构件,拆卸
外窗是居住建筑围护结构的重要组成部分,具较为方便,且对建筑结构主体不会产生另外附加的
有透明和可开启的特点,是建筑物热交换、热传导最破坏,因此,直接将原有外窗更换为节能外窗是最为
活跃、最敏感的部位。外窗不仅要具有良好的隔热
简单、有效的方法。
更换外窗主要是更换窗户的窗框材料和镶嵌材
收稿日期:2012-07-23
作者简介:田稳苓(1961-),女,教授,一级注册结构工程师,博士生
料。镶嵌材料主要是玻璃及其制品,目前市场上常
导师,研究方向为混凝土结构及其基本理论、纤维混凝土、新型建筑
用的镶嵌材料为:浮法玻璃、吸热玻璃、夹层玻璃、中
材料及结构体系。
空玻璃、热反射玻璃、低辐射镀膜玻璃(Low-E玻
基金项目:河北省科技计划项目(12274510)
E-mail.wltian@126.com
璃)。常用的窗框用材主要有木材、型钢、塑钢型材
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和铝合金型材,其中木质窗框和钢质窗框由于极易差额。净现值是最直接反应改造项目盈利能力的指
变形,空气渗透量较大,因此已逐步淘汰,节能门窗标,直观的表现出在项目计算期内的盈利总额,所以
所采用的窗框材料主要有铝合金和塑钢两种。
净现值是既有居住建筑节能改造项目最主要的经济
2)对原有外窗直接进行节能改造
指标!。计算公式为
在实际的改造项目中,有些外窗使用时间较短
而且为了减少改造成本,可以不必对所有外窗都进
行更新,只在原有基础上进行适当的改造也可以满式中9-改造项日每年的收益
足节能的要求。外窗直接改造主要从以下几个方面
一折现率;
进行:提高外窗的密闭性能;在原有外窗上贴膜;外
p-一节能改造的初始投资;
侧增加保温窗扇
T一建筑剩余寿命周期;
1.3屋顶节能改造措施
F一最终的净现值。
根据国外相关文献昆示,采暖居住建筑中围护2.2投资回收期
结构损失的热量占全部热量的73%~77%,屋顶的
项目投资回收期是指以项目的净收益回收项目
热损失占围护结构热量损失的7%~8%,也就是说投资所用的时间,一般以年为单位。项目的投资回
整个屋顶的热损失约占全部建筑热量损失的5%
收期短,说明项目投资回收快,抗风险能力高。尽快
6%。加强屋面保温节能对建筑造价影响不大,但是回收投资、减少投资成本是投资者极为关注的问题,
节能效益却很明显。主要政造方式有如下几种2
回收期与净现值一起使用,可以帮助投资者做出合
1)正置式节能改造(直接铺设保温层)
理的投资决策
其做法是在原屋面上满铺一层保温材料,在保
通过净现值为零的公式可以推出动态回收期
温层上再做保护层,并且要做防水涂层。所选用的P计算公式为:
保温材料和做法与外墙类似,仍是以聚苯板、岩棉
P,=log(. i(q/(q-pi))
板、聚氨硬泡板为主
3既有屠住建筑节能改造方案优选
2)倒置式屋面改造
所谓倒置式屋而就是将传统屋面构造中保温隔
方法
热层与防水层“颠倒”,即将保温隔热层设在防水层
通过上面的分析知道,对于节能改造项目最关
上面,故有“倒置”之称。这种做法适用于上人屋心的有两点,即改造实现后建筑的能耗水平和改造
面,经久耐用,缺点是不便维修。
项目的经济收益。改造后的能耗水平只要达到国家
3)加设坡屋顶(平改坡
现行节能标准要求即可,而经济效益要尽可能的最
将保温性能较差的平屋顶改为坡屋顶或斜屋大化。所以优选节能改造方案的原则为:在保证居
顶。坡屋顶既可以改善屋顶的热工性能,又有利于住建筑