既有建筑节能改造、舒适性改善技术

张学玲

中铁建设集团有限公司

1 引言

随着我国城市化进程的加快，大量现存的既有建筑功能落后，舒适性较差等问题日益突出，但是既有建筑往往占据城市核心地段的土地资源，而通过一些新的技术手段对既有建筑进行改造，不但可以提升建筑的品质，提高建筑的舒适度，而且对于改善城市环境、节约能源等也有重要的意义。

2 建筑维护结构节能改造

在我国，受气候的影响在不同气候地区，围护结构的节能改造的侧重点也存在较大的差异。建筑外墙、屋顶、与空气接触的外门窗等都属于建筑外围护结构。建筑物整体热量损失中围护结构占据了非常重要作用，围护结构的更新改造是既有建筑建筑更新改造的主要手段。围护结构的热量损失占据建筑整体热损失的一半以上，是改造的重点部位。本文将对建筑外墙、门窗、屋面外围护结构重点研究。

2.1 外墙节能改造

外墙是围护结构的重要构件，占建筑整体总量热损失的百分之三十左右，外墙的节能更新改造是既有建筑进行节能改造最重要的手段。常用的两种外墙节能改造方法为：外墙内保温和外墙外保温，本文主要对这两种方法进行研究。

（1）外墙内保温。外墙内保温的具体做法是把保温层设置在外围护墙体的靠室内的一侧，在保温材料上以轻体板材覆盖，在轻体板材上再进行内饰的装修工程。外墙内保温的优点是保温隔热材料位于建筑内侧，不易受外界环境的风雨侵袭的作用而损坏。但是这种改造方法容易产生重要节点部位结露和主要构件的交接部分的热桥问题。一般情况下，为了避免产生上述问题，会采用将保温隔热材料厚度增加的做法，但是这样会减少建筑物的实际使用面积，会影响居住用户的使用，这一方面的影响会导致既有建筑改造过程中遇到阻力较大。

（2）外墙外保温。外墙外保温是指在墙体外侧粘结或挂设保温隔热层，在保温层外侧与主体建筑建立牢固的连接，最后对建筑外立面进行装饰的改造方法。该方法有下面四项优点：①应用范围较为广泛，外墙外保温适用于需要夏季有隔热需求的南方地区建筑，也适用于需要冬季有保温需求的北方地区建筑；②室内温度受外界影响较小，容易保持恒定的室内温度，提高居住者的舒适度，且建筑外墙受外界影响小，不容易发生结露和冷桥的问题，减少墙体裂缝的产生，延长既有建筑的外墙的使用年限；③在该种改造方法是在建筑外部施工，对居民正常生活不会产生较大影响，改造期间，居民不需要搬离居所就能完成节能更新改造；④外墙外保温改造可以改善室内热舒适度，外保温不仅提高了墙体的隔热保温性能，而且室内的热舒适度和热稳定性也提高了。外墙外保温的缺点是将墙体保温隔热材料设置在建筑外墙的外侧，要求材料具有抵抗自然环境中风雨侵袭和耐腐蚀的性能，对保温隔热材料要求较高。如保温隔热材料如果性能稍弱，容易造成破坏。

现阶段，大量的既有建筑建筑外围护墙体在早期未设置保温隔热材料或者保温隔热材料已经遭到破坏，造成外墙保温隔热性能差，建筑整体热量损耗大，室内热环境和舒适度都较差。外墙外保温改造是既有建筑节能更新改造最常用的技术措施和最有效的改造手段。

2.2 门窗节能改造

门窗是建筑围护结构的主要部件中绝热性能最差的构件，是建筑节能重中之重。建筑围护构件总能量损耗中门窗的热量损失约占一小半。因此，减少门窗能量损耗，增强门窗的保温隔热性能，是提高建筑保温性能和改善室内舒适度的重要手段。门窗的节能改造主要从以下几个方面考虑减少门窗的热损失和提高门窗的节能性能。

（1）提高门窗的隔热性能。在夏季，建筑中的外门窗隔绝太阳辐射热进入室内的能力是门窗的隔绝热量性能的主要指标。门窗框料（塑钢、铝合金、钢等材料）、玻璃的种类等都是影响门窗隔热性能的主要因素。门窗框料的材质的热导率越小，门窗的热损失越少，则门窗的导热系数也越小，门窗的隔热性能也就越好。

（2）提高门窗的保温性能。提高门窗的热阻是改善门窗的保温性能主要手段。为提高门窗的保温性能。通常情况下多采用中空玻璃、加惰性气体的玻璃、双层或多层玻璃窗。利用空气间层和惰性气体热阻大的特点，可以明显改善门窗的保温性能。同时，选用如塑料、断热处理过的金属框材这些热导率小的门窗框材料，门窗框料的材质的热导率小，可有效提高门窗的保温性能。

（3）加强窗户的遮阳措施。合理的遮阳措施和技术手段对改善居住环境质量，改善室内热环境和舒适度降低建筑能耗等均有明显的改善。既有建筑改造的建筑遮阳的方式通常有内遮阳，外遮阳这两种形式。在条件允许下既有建筑改造应多采用外遮阳技术。

2.3 屋面节能改造

在建筑总能耗在中屋顶的热损耗大概占百分之九左右。屋面的保温隔热性能对整体建筑的热损失有十分重要的影响。目前，在既有建筑改造中使用较多的屋面节能更新改造方式有下面三种。

（1）保温屋面。将保温隔热层设置在建筑顶部围护结构的外侧是保温屋面的常用技术措施。通常有有正置式屋面和倒置式屋面两种做法。在既有建筑节能更新改造中适用于原有建筑防水层未被破坏，在防水层上直接设置保温隔热层。这种做法有在实施过程中有工序简单、改造后保温屋面使用寿命较长等特点。

（2）通风屋面。通风屋面是提高了屋面的隔热能力的技术手段。通常在原有屋面上再设置一层架空层形成通风屋面，架空层间的空气流动可以带走太阳直接作用于建筑屋面形成的热量，因架空层的隔绝作用，可以达到降低房间温度，尤其是顶层房间的温度。

（3）加设坡屋面。在平屋面上再加设一层坡屋面的做法是改善屋面隔热性能较常用的技术手段，一方面坡屋面可以隔绝空气中的热量，避免直接与建筑物接触，降低建筑物的温度，而且可以坡屋面做成可以通风的通风屋脊或者在坡屋面上开设老虎窗，形成坡屋面内的对流风，起到降低温度的效果；另一方面，对于既有建筑防水层出线破坏的情况，也有利于建筑排水的组织，解决屋面漏水的问题。

对建筑外围护结构的节能改造是既有建筑改造必须更新的建筑部位，主要是提高既有建筑外墙、门窗和屋顶的保温和隔热性能。在门窗改造时使用能满足国家和地方规范标准的节能门窗用来替换既有建筑的原有门窗，并同时设置有效的遮阳措施；在外墙改造中采用外墙外保温技术，不仅能改善墙体的保温隔热性能，也能同时改善建筑形象，优化城市环境；在屋顶的节能改造中根据既有建筑所在地区、气候特点和地方相关要求，选择合适的改造技术。以上三方面的改造措施可以降低既有建筑的能耗，提高建筑舒适度。

3 热舒适度改善技术

人体感知所在环境的冷、热是热舒适度主要控制指标。热舒适度的控制因素还包括所在环境的空气的温度、湿度、流动速度以及人在该环境的感知因素。室内热舒适度控制的理想标准是健康，既有建筑改造的发展趋势是节能、高效。既有建筑的热舒适度改造措施主要可以集中在以下几方面。

3.1 提高围护结构的绝热性能

提高围护结构的绝热性能主要措施有：①减少与空气接触的建筑外表面积，控制体型系数，既有建筑改造中可以优化既有建筑的体型，减少建筑整体与空气接触的面积；②减少室内的热量逐渐向室外传递，提高既有建筑围护结构的绝热性能，可以很大程度上减少室内的热损耗；③减少室外冷空气向室内渗透，提高围护结构中门窗的构件的气密性能可以明显控制冷空气向室内渗透。提高建筑外墙体和屋顶的保温隔热性能，建筑外门窗的导热性能和门窗的气密性，通过具体的技术手段避免冷桥和结露的发生，这些围护结构构件的改造可以有效提高围护结构的绝热性能，从而达到改善室内热舒适度的目的。

3.2 提高围护结构的得热性能

既有建筑改造中，提高得热性能的主要措施有：①对建筑的外墙进行装饰或者装修时采用颜色较深的外墙材料进行装饰；②在建筑的南侧设置主要的功能房间，在建筑的北侧或者东、西两侧设置其他功能房间；③加大南向房间的窗地比，加大南向房间的采光面积，减小北侧以及东西侧房间的窗地比，减小其他朝向房间的采光面积。④在建筑南侧采光面增设阳光房，阳光房需有夜间保温的处理措施。⑤南侧采光窗选择透光性比较好的玻璃，让太阳辐射热尽可能多的进入到室内。

3.3 提高围护结构的蓄热性能

在既有建筑改造中，提高建筑蓄热的措施主要有：①建筑的外墙的装饰、室内墙面和家具均采用颜色较深的材料进行装饰；②在建筑外墙和屋面装饰采用蓄热材料，屋面可以采用种植屋面，种植屋面可以增加屋面的蓄热性能。③室内地面、楼面可采用蓄热垫层或者蓄热地面，条件允许的情况下，可以设置蓄热吊顶，以增加建筑的蓄热能力。

4 结束语

目前，国内有大量现存的既有建筑，这些既有建筑的节能更新改造和室内舒适度改善是目前改造的重点。通过对既有建筑的外墙、门窗、屋面等建筑围护结构构件进行改造可以达到节能和改善热舒适度的目的，能够有效提高社会效益，节约能源、改善城市环境。