中原地区既有住宅建筑节能性能研究——以郑州地区为例

张新中 魏辰 唐克东 段宇航

华北水利水电大学（450011）

中原地区既有住宅建筑节能性能研究
——以郑州地区为例

张新中1魏辰2唐克东 段宇航

华北水利水电大学（450011）

这里选择具有代表性的郑州市既有住宅建筑，运用PKPM旗下PBECA软件对既有特征住宅建筑的外围护结构进行热工性能计算，对建筑外围护结构的节能性能进行总结分析。

既有住宅建筑；建筑节能；外围护结构；改造措施

0 概述

改革开放以来，大量的集体式房屋建筑如雨后春笋般建立起来，但由于经济条件的限制，这些住宅建筑的设计标准普遍偏低，为了降低造价，建筑围护结构的设计过于简单，使得住宅的热环境较差、建筑能效低。我国既有住宅单位面积的能耗量是气候相近的发达国家的4～6倍[1]，能源资源浪费严重。随着社会的发展，现有的住宅热舒适性已经不能满足人们生活的需求，但这些住宅建筑才使用20年左右，仍有将近30年的使用年限。因此，对城市既有住宅建筑的节能性能研究以及寻找有效的节能改造措施已经成为当下的主要任务。

1 特征建筑的选取

郑州市地处寒冷地区,但夏季同样酷热难耐。所选取的特征实例:建于20世纪90年代末期，6层，砖混结构，南北朝向，平面板式布局，一梯两户。外墙采用240 mm厚黏土砖墙，无外保温；室内分隔墙为120 mm厚，墙体的外装饰面采用水泥抹灰；挑檐平屋顶，屋面保温采用50 mm厚的水泥膨胀蛭石；外窗采用塑钢窗；楼梯间为不采暖楼梯间；没有连续集中的供暖系统。

图1 建筑实例图

2 外围护主要热工性能参数指标评价计算判断

表1 屋顶传热系数判定

表2 外墙传热系数判定

3 建筑节能改造措施

由建筑节能计算结果可知，所选择的郑州地区既有住宅“特征建筑”节能指标和综合性能指标均不能满足规定性指标，而且还很大程度上超限。

1）外墙:采用膨胀聚苯板EPS（聚苯乙烯泡沫塑料）薄板抹灰外保温方法对外墙进行节能改造。

改造后外墙的构造组成为（由外到内）:3厚聚合物砂浆+耐碱玻纤网格布一层（用聚合物抗裂砂浆粘贴于保温板上）+75 mm厚膨胀聚苯板（EPS）+ 20 mm厚外墙保温专用黏结砂浆+240 mm厚轻砂浆砌筑黏土砖砌体+20 mm厚石灰水泥砂浆。

2）屋顶:采用倒置式屋顶保温方法对屋顶进行节能改造。

改造后屋顶的构造组成为（由上到下）:4厚三毡二油防水层+20 mm水泥砂浆+40 mm水泥膨胀蛭石+20 mm厚水泥砂浆+20 mm厚技术聚苯板+20 mm厚水泥砂浆+120 mm厚钢筋混凝土+10 mm厚石灰水泥砂浆,油毡屋面的太阳辐射吸收系数0.85[2]。

4 改造后外围护主要热工性能参数指标评价计算判断

表3 改造后屋顶传热系数判定

表4 改造后外墙传热系数判定

5 结论与建议

这里对选取出来的郑州地区既有住宅建筑进行了节能设计实例分析，用表格的方式形象地说明了各围护结构存在的不足，并对不足之处进行了改造，对改造后的建筑再作节能分析，对比得出改造措施切实可行。

1）通过对中原地区既有住宅建筑实例的节能性能计算，得出了该地区的既有住宅建筑不满足规定性指标，为非节能性建筑。但是经过节能改造后，围护结构的热工参数基本可以满足规定性指标。

2）中原地区既有建筑的外墙传热系数2.06 W/(m2·K)，是规范限值0.6 W/(m2·K)的3倍还要多，对墙体实行的节能改造措施通常采用外保温的形式在墙体外侧添加EPS保温板[3]。改造后软件算得外墙的有效传热系数为0.63 W/(m2·K)，基本满足规定性指标，所以添加保温板对外墙的保温隔热效果还是非常显著的。

3）中原地区既有建筑的屋顶传热系数为1.56 W/(m2·K)，也达到了规范限值0.45 W/(m2·K)的3倍还要多，原有屋顶通常采用的是传统的正置式保温屋面，保温材料多为珍珠岩板等，防水层位于其上部，长时间的风吹日晒老化非常严重。对屋面的改造采用倒置式保温屋面，选择具有憎水性的高效保温材料，既防水又保温[4]。经过改造后屋面的传热系数可达到0.46 W/(m2·K)，基本满足规定性指标。

[1]涂逢祥主编.建筑节能技术[M].北京:中国计划出版社,1996.

[2]陈天丽,渠涛,白宪臣.既有建筑墙体外围护结构节能改造技术[J].河南大学学报,2010(7).

[3]白薇.住宅外围护结构的节能设计[D].河北工业大学,2007. [4]李德英.建筑节能技术[M].北京:机械工业出版社,2006.