城区平房节能改造施工的可行性研究

郝静

(北京宜房投资管理集团有限公司，北京 100000)

Hao Jing(Beijing Yifang Investment Administration Group Co.，Ltd，Beijing 100000，China)

城区平房节能改造施工的可行性研究

郝静

(北京宜房投资管理集团有限公司，北京 100000)

在北京市西城平房保温示范性工程基础上，运用定性和定量的数据分析方法，探讨了平房房屋保温改造的技术可行性和经济适用性，促进了城市平房节能改造工程的快速发展。

平房，节能改造，耗热量，经济性

随着建筑科技的进步和城市发展的需要，节约能源、保护环境的理念深入人心，建设“节能减排”的低碳城市成为北京城市建设发展的一个方向。2007年开始，北京市委、市政府启动了大规模、成批量的平房“煤改电”工程，工程改变了平房区的采暖方式，降低了燃煤对环境的污染。由于城区平房年代久远、主体破旧、设施老化、围护结构耗热量大，冬季电暖气供热效果不佳，电能浪费严重。本文主要围绕有效解决平房房屋围护结构耗热量高的问题，在对西城平房保温示范性施工进行调研分析的基础上，从耗热量概括分析、施工材料选择、技术施工可行性和成本费用的适用性进行研究探讨。

1 保温示范工程概况

1.1 工程概况

西城保温示范工程选择样本为双柳树地区已进行“煤改电”改造工程的36个院落、379间房屋，总计5 000 m2外墙。该地区平房多为普通三类平房，外墙多为红砖240 mm或370 mm，有起脊和平台屋顶，起脊房屋有石膏吊顶，门窗为普通单层木门窗，地面不保温，房屋面积不大，住户人员较多，且有自建的临时性房屋，院落内杂乱，围护结构整体散热系数高。图1为一处起脊的房屋。

图1 双柳树一处围护结构平面、立面图

东立面有相邻住人房屋，相邻温差不超过5℃，为保温墙体;北立面房屋外为邻院自建煤棚，不住人且不能做外墙保温施工;地面为非保温地面，门窗为普通木门窗，南向一门一窗，屋内有石膏吊顶;便于计算，忽略图1中一处平顶自建房，房间内隔断不影响计算结果。

1.2 平房耗热量概括分析

影响一般建筑物耗热量因素中，围护结构传热耗热量是影响房屋耗热量大小最主要的因素，也是进行保温施工研究的重点。围护结构是指围合建筑空间四周的墙体、门、窗等构成建筑空间，抵御环境不利影响的构件(也包括某些配件)。通常认为城区老旧平房的保暖性差、散热大，耗热量一般是楼房房屋的2倍～3倍。目前北京城市中心区的老旧平房多是解放后翻建普通砖墙房屋，不属于古建建筑，围护结构多没有保温，墙体和屋顶较老式房屋也要薄很多，门窗多为普通单层木门窗，地面不保温，耗热量相当大。“煤改电”施工后，电采暖效果不理想，冬季室内温度低，且耗电量大。本文着重研究分析影响最大的外墙保温。

1.3 保温材料分析

我国建筑外墙常用的保温材料主要分为有机材料和复合或无机保温材料两类，前者本身易燃烧，无法达到公安部规定A级的材料，与外墙保温材料有关的火灾频发。具有不燃性的无机保温材料具有不燃或难燃性，得到更大的推广，逐渐应用于现在的建设外墙保温施工中。西城平房保温示范性施工的地区处于城市中心区内，胡同狭窄，人员居住密集，房屋自建搭设无序，防火的问题十分突出，工程中实际选择防火性能更好的膨胀玻化微珠保温砂浆作为平房外墙保温材料。

2 工程效果分析研究

2.1 外墙保温定性分析

1)未做外墙保温房屋热工分析。

a.围护结构耗热量。

原墙体围护传热系数:

外墙370 mm，重砂浆粘土砖砌块导热系数λ=0.81 W/(m·K);水泥砂浆取30 mm，导热系数λ=0.93 W/(m·K);内表面换热系数αn=8.7 W/(m2·℃);外表面换热系数αw=23 W/(m2·℃);房屋砖墙的导热系数 R0=0.37/0.81+0.03/0.93+1/8.7+ 1/23=0.638 m·K/W;原围护墙体的传热系数K0=1/0.638= 1.57 W/(m2·℃)。

门窗传热系数:

查表得:木门传热系数K0=4.56 W/(m2·℃);木窗传热系数K0=5.82 W/(m2·℃)。

非保温地面传热系数:

查表得:第一地带K0=0.47 W/(m2·℃);第二地带K0= 0.23 W/(m2·℃)。

顶棚传热系数:

望板厚度50 mm，导热系数λ=0.35 W/(m·K);

泥灰背厚度50 mm，导热系数λ=0.87 W/(m·K);

2遍30 mm防水卷材，导热系数λ=0.17 W/(m·K);

水泥瓦和水泥总厚度80 mm;导热系数λ=0.87 W/(m·K);

室内吊顶12 mm;导热系数λ=0.35 W/(m·K)。

R0=1/8.7×2+0.05/0.35+0.05/0.87+0.03/0.17×2+

1/23×2+0.08/0.87+0.012/0.87=0.996 m·K/W;

K0=1/0.996=1.004 W/(m2·℃)。

《暖通规范》规定，北京市供暖室外计算温度tw=－9℃。冬季室内供热温度不低于18℃，室内计算温度tn=18℃。此次计算东、南、西三面朝向修正系数为－5%，北面不修正;高度、风向均不修正［1］。

围护结构耗热量Q1=12 909.37 W。

b.缝隙法计算冷风渗透耗热量:

总渗透量:V=2.88×54.4×0.15=23.5 m3/h;

冷风渗透耗热量 Q2=0.278×23.5×1.34×1×［18－(－9)］=236.36 W。

c.外门冷风侵入耗热量:Q3=0.65×(1 146.81+226.62)= 892.72 W。

综上，房屋总热负荷为:Q=Q1+Q2+Q3=12 909.37+236.36+ 892.72=14 038.47 W。

2)外墙保温后房屋耗热量。

保温砂浆50 mm，导热系数λ=0.07 W/(m·K);外墙导热系数:R0'=0.37/0.81+0.03/0.93+1/8.7+1/23+0.05/0.07= 1.352 m·K/W;保温墙体传热系数 K'=1/1.352=0.74 W/ (m2·℃);保温后房屋总热负荷:Q'=Q1'+Q2+Q3=10 136.25+ 236.36+892.72=11 265.33 W。

计算得出，进行外墙保温使房间的耗热量从14 038.47 W减少到11 265.33 W，减少了2 773.13 W，下降了19.75%，外墙保温施工理论上是可行的。施工前后耗热量对比见图2。

图2 施工前后耗热量对比图

2.2 外墙保温定量分析

施工完成后，继续进行跟踪监测，双柳树某处房屋在进行保温前后测温的分析对比如图3所示。从图3可以看出，保温前后的室内温度变化趋势呈正相关关系。另外，在相同条件下，24 h内保温后的温度均高于保温前的温度，其平均温度差值为2.8℃。由此可以得出，实施外墙保温后，节能效果非常明显，室内温度分布均匀，采暖质量亦有较大提高的结论。

图3 测试房屋温度对比图

2.3 外墙保温施工经济性分析

西城保温示范工程工程预算金额210万元，平均每间房屋改造金额约5 540元。以地区平均每间房屋15 m2，使用2 000 W电暖气，每天使用15 h，每度电0.5元计算，进行节能改造施工可以降低围护结构耗热量19.75%，见表1。

表1 改造房屋造价费用分析

由表1可知，工程静态投资回收期是15.6年，时间较长于一般工程，主要原因为施工采用的膨胀玻化微珠保温防火砂浆材料费用支出高。实际施工过程中，现场情况复杂，其他因素都会增加施工费用。这些情况在一定程度上降低了外墙保温施工的效果，增加了施工费用，延长了项目静态投资回收期。

平房保温工程作为政府的一项民生工程，工程的实施与否不会单从投资收益考虑，国家和有关部门更多的是考虑改善居民的生活舒适度，建设低碳环保的北京大环境。进行外墙保温施工，降低房屋耗热量是有必要且必须进行的，制定适合的施工方法达到房屋保温效果，降低工程费用才是我们应该探寻和研究的。

3 结语

西城平房保温示范工程已经竣工，通过定性和定量分析得出，进行平房保温施工可以降低房屋围护结构耗热量，达到节能减排和提高居住舒适度的目的。目前，平房保温工程还只是在前期的调研阶段，随着北京低碳城市的建设，节能减排是发展的必然方向，中心城区的老旧平房保温工程也是势在必行。此外，进行平房房屋外墙、屋顶、门窗的全方位保温，才能更好的解决平房房屋耗热量大的问题，最终在保持和延续旧城传统风貌的基础上，推广平房保温工程的实施，降低建筑能耗，减少资源浪费。

［1］ 贺 平，孙刚.供热工程［M］.北京:中国建筑工业出版社，1993.

［2］ 沈 娇，介鹏飞，李德英.北京市西城区旧城改造的可行性研究［J］.建筑科学，2010(2):100.

［3］ 郑孜明.建筑节能和外墙保温施工技术［J］.中华民居，2012 (3):98.

［4］ 钱小虎.现代建筑技术在仿古建筑中的应用［J］.山西建筑，2009，35(7):58-59.

Study on the feasibility of urban bungalow energy-saving transformation construction

Based on west Beijing city bungalow thermal insulation demonstration engineering，the paper selects qualitative and quantitative data analysis method，explores the bungalow thermal insulation transformation technology feasibility and economy adaptability，which promotes the fast development of urban bungalow energy-saving transformation engineering.

bungalow，energy-saving transformation，heat consumption，economy

Hao Jing
(Beijing Yifang Investment Administration Group Co.，Ltd，Beijing 100000，China)

TU201.5

A

1009-6825(2016)35-0199-02

2016-10-08

郝 静(1981-)，女，工程师