太原市某既有居住小区节能与热计量改造分析

朱 磊 赵永攀 吕雅珺

1 基本情况

该小区建于20世纪80年代末、90年代初，总建筑面积48 539.05 m2，共有居住建筑14栋，全部为砖混结构5层～6层预制板房，配有地下室。由于建造年代较早，缺乏必要的保温措施。盛夏时，室内炎热，空调开启时间延长;进入采暖期，室内寒冷，生活区域多数达不到正常室温要求，部分居民被迫采用电炉、电暖气等电取暖设施提高室温，浪费了宝贵优质能源的同时，大大增加了居住环境火灾安全隐患。

2 建筑节能与供热诊断

2.1 围护结构

小区内建筑物主体结构完整，无影响正常使用的结构变形。建筑墙体原为370 mm粘土实心砖墙，内外均无保温措施;屋面采用150 mm厚蛭石保温，防水层多年未修;屋顶檐口、外墙等部位出现不同程度盐析、结露等情况;外窗原为木框单玻，现住户大部分已自行改为铝合金窗或单玻塑钢窗;原有未更换的木质门窗均有不同程度的起翘、变形;单元入口向北，没有单元门等避风措施。

2.2 采暖用能系统

2.2.1 供热系统

一台4 t锅炉为小区供暖，供回水温度为95℃～70℃。因采暖系统年久老化，管道和散热设备锈蚀，造成管道堵塞，供、回水水流速度慢;管道保温采用珍珠岩瓦保温，多处损坏，管路多处存在跑、冒、滴、漏现象，热损失大;采暖系统没有安装调节阀，系统不能进行有效水力平衡。

2.2.2 末端用能系统

采用单管上供下回同程式采暖系统，SGZ-3-640钢柱散热器，因采暖系统年久老化，管道和散热设备锈蚀，造成管道和散热设备堵塞，暖气片散热不充分;户内末端采暖系统没有安装调节阀，室内散热器前没有安装室温调节装置，不能有效平衡温度差异。

3 改造方案

3.1 围护结构

为保护小区内建筑结构，减少冻融影响，采用了外保温设计，综合考虑经济、防火安全及性能要求，最终选定如下做法:

外墙，选用氧指数不小于30%，厚度为50 mm的挤塑板作为外保温材料，使用薄抹灰系统，锚固、粘结处理，并按照防火规范设置了一条30 cm宽岩棉防火隔离带。同时，在离地1.5 m高处设置水泥6 cm加厚保护层。屋面，为减少施工可能造成顶层住户房屋漏水的影响，没有采用剥离清除原有保温和防水结构的做法，同时因建筑屋面属上人屋面，故而采用倒置保温屋面做法:清洗干净原屋顶表面后，粘结氧指数不小于30%，厚度为45 mm的挤塑聚苯板，上覆50 mm C20细石混凝土保护层，外铺4 mm厚带铝箔保护层的SBS防水卷材。外窗及公共走道，更换为5 mm+9 mm+5 mm的塑钢中空推拉窗，同时加装具有保温隔热和防火功能的单元楼宇防盗门。不采暖地下室顶板，根据消防安全和节能保温要求，选用不燃的RTF自控相变储能节能材料，涂层厚度40 mm。该材料利用物质两态变化，达到调温隔热的作用。其潜热值不小于2 000 kJ/m，当量导热系数不大于0.029 W/(m·K)，是一种新型的隔热调温材料。

3.2 供热计量

为降低对住户的影响，改造方案选择了在原有上行下给供热方式的基础上，改为上供下给、单管跨越的供热方式。在每个散热器前加装一个三通测温平衡调节阀和流量热能分配器，使用三通阀调节室内温度，流温法分配系统进行热计量。

3.3 供热管网及热源

由于管网堵塞，对庭院供热管道进行了更换，管道外喷涂50 mm厚聚氨酯保温层，并在楼栋采暖入口处安装热计量表和流量控制阀(或压差控制阀)，以便于热计量和采暖系统水力平衡。

热源方面，将原有4 t锅炉拆除，在原有锅炉房处与市热力公司合作，建设加热站，纳入市政热力管网，保证供暖温度的同时减少锅炉燃烧带来的环境污染等问题。

4 改造完成效果

4.1 经济效益

整个小区的改造投资为1 495.54万元，单方造价308.11元。享受国家节能改造奖励资金和政策优惠后，业主实际投资145.62万元，相当于30元/m2。经过改造后，建筑物使用寿命显著增加，至少可以延续30年～40年，相当于年改造费用为1元/(m2·年)～0.75元/(m2·年)。经过改造，房屋保温性能大大提高，热舒适显著提升，并且减少采暖制冷费用。经测算，年可节约采暖制冷费4.95元/m2，个人投资静态投资回收期为6年左右，建筑自然寿命内可实现收益99元/m2～148.50元/m2，年化投资收益率为16.50%～24.75%。随着世界性能源短缺，能源价格进一步上涨，静态投资回收期会进一步缩短，投资收益率会进一步提高。

4.2 社会环境效益

经测算按照50%的标准，太原地区改造1 m2既有居住建筑，可以节约采暖制冷标煤消耗13.95 kg/年，减少二氧化碳排放34.89 kg/年，减少粉尘颗粒排放0.21 kg/年，减少二氧化硫排放0.28 kg/年。太原市目前具有改造价值的既有非节能建筑约1 500万m2，这些建筑全部改造完成后，年可节约标准煤20.93万t，减少二氧化碳排放53.33万t，减少粉尘颗粒排放0.31万t，减少二氧化硫0.42万t。除极大改善大气环境，减少能源消耗外，通过改造还有效解决了冬季供暖不热这个民生问题。该小区原来的建筑由于没有保温措施，再加上热网损坏较严重，居民对冬季的采暖问题反映强烈。经过改造后，虽然刚刚过去的冬季是近年来最冷的一个冬天，但是小区居民对室内温度表示满意，室内温度达到了18℃ ±2℃的国家供热标准。

5 改造中遇到的问题

5.1 施工图设计问题

由于节能与供热计量改造工作开展时间不长，与改造相关施工图集等不健全，施工图设计人员大多数直接套用新建建筑保温设计图集进行设计，导致按图施工时出现屋顶改造时漏雨，外墙基地处理不当等问题。

5.2 业主认知程度问题

小区改造，尤其是涉及入户改造的内容，由于涉及人员众多，例如本小区涉及900余户，近3 000人。人们对建筑节能的认知程度有较大差别，因而配合程度也不尽相同。业主的不配合，经常会因为几户阻挠了整栋房屋的改造进度。由于业主大部分为非专业人士，对建筑节能标准不太了解，只能从基本材料的使用等方面进行辨别，而建筑物构造、位置等不同对建筑采暖能耗影响很大，因而同一标准采用的材料不尽相同，导致楼栋间业主的误解。

6 结语

既有居住建筑节能与供热计量改造，在投资回报及技术方面都是成熟的项目。它既是国家解决环境和能源问题的一把利剑，也是解决北方地区群众采暖问题，提高居住热舒适的保障。同时，由于改造的特殊性，决定了它是一项细致的工作，需要做大量群众工作，开展广泛的宣传，从业主的角度出发，对每个环节精益求精。随着这项工作的不断深入，百姓对建筑节能工作的了解不断加深，新技术和新材料的不断开发应用使这项利国利民的工程得到越来越多人的支持，为保护我们生存的环境，减少能源消耗，造福子孙后代做出积极的贡献。

[1]刘玉伟，赵海江，朱 磊，等.太原供热计量分户试点项目调研报告[J］.建设科技，2008(23):70-73.

[2]张 钦，王建国，祁 飞.某地区住宅建筑节能现状分析与对策研究[J］.山西建筑，2010，36(19):243-244.