浅析夏热冬冷地区既有居住建筑节能改造

刘红萍

【摘要】本文通过对既有居住建筑的属性特点和建筑能源消耗现状等方面的分析，探究适宜于夏热冬冷地区既有居住建筑的节能改造技术。

【关键词】节能改造；既有居住建筑；夏热冬冷地区

1、夏热冬冷地区既有居住建筑的特点

1.1属性特点

既有建筑节能改造是指对民用建筑节能强制性标准的既有建筑的围护结构、供热系统、采暖制冷系统、照明设备和热水供应设施等实施节能改造的活动。既有居住建筑量大面广，而且没有进行专业的建筑节能设计，建筑能耗浪费现象严重，同时其固定的规划设计，其建筑的布局、朝向、体型及构造做法等都已成为事实，这些固定因素极大的限制了改造思路。

1.2能耗特点

夏热冬冷地区的气候特点是夏季气温高，月平均气温在20-30℃之间，最高气温达40℃以上，空气湿容易受北方地区寒流的冲击影响，由于夏热冬冷地区又属于非采暖地区，冬季室内环境阴冷热舒适效果差。夏热冬冷地区夏季长达5个月，夏季空调制冷能耗达到全年建筑耗能的最高峰。以往规划设计的居住建筑其围护结构的热工性能较差，对冬季保温和夏季隔热考虑的较少，家庭空调的使用率频繁，能源浪费现象严重。

2、适宜于夏热冬冷地区既有居住建筑的节能改造技术

2.1围护结构的改造

由于既有居住建筑的位置、布局、朝向、体型等都是已确定的，所以围护结构改造成为既有居住建筑节能改造的重点方向。（1）墙体改造：外墙约占整个建筑物外围护结构总面积的60%左右，住宅通过外墙所传递的热量约占建筑物总耗热量的30%-40%，所占比例较大。节能墙体包括墙体自保温和复合墙体保温两种形式，由于既有居住建筑的外墙构造已固定，所以应采用复合墙体保温形式。根据保温层位置的不同，复合墙体保温分为内保温和外保温两种。改造中若采用外墙内保温技术，不但会占用一定的建筑使用面积，而且在施工过程中会影响居民生活的正常使用，所以既有居住建筑墙体节能改造通常采用外墙外保温技术。根据夏热冬冷地区既有居住建筑自身特点，可采用聚氨酯外墙外保温、聚苯板（EPS）薄抹灰外墙外保温、玻化微珠保温浆料外墙外保温等技术。同时，夏热冬冷地区由于其西晒时间长，太阳辐射强烈，所以对建筑西面墙体的隔热设计非常关键。可以适当做些墙体垂直绿化，墙体垂直绿化具有占地面积小、美化环境、调节微气候等优点。夏季，通过植物自身的光合作用和蒸腾作用，可以起到减少太阳辐射，降低西墙表面温度的效果。（2）屋面改造： 屋顶是夏季太阳辐射得热最强的部位，夏热冬冷地区由于夏季时间较长，所以该地区屋面节能改造设计优先应考虑夏季屋面的隔热降温，其次再考虑屋面保温。屋面隔热可采用平屋面改造坡屋面技术、平屋面改造架空通风屋面技术、屋面改造种植屋面技术等。其中，平屋面改坡屋面技术在夏季风口开启可以及时带走多余的热量达到隔热效果； 冬季风口关闭，实现屋面保温目的。平屋面改架空通风屋面技术是在原屋面基础上设置屋面保温构造和通风隔热构造所形架空屋面，这种改造做法不仅可以阻隔热量而且可以延长屋顶的使用年限。屋面改造种植屋面技术是利用屋面上种植植物的蒸腾作用而散发多余热量，从而降低屋面温度。种植屋面作为建筑的第五立面不仅可以美化环境，而且可以增加绿地率、调节环境微气候。屋面保温可采用在原屋面加设保温层的技术，这种技术是将屋面保温层部分选用轻质高效的保温材料，通过实体材料层的保温隔热实现屋面保温节能，根据保温层位置的不同分为正置式和倒置式。倒置式保温屋面是将保温层设置于防水层的上面，能够预防屋面保温层内部结露现象，热稳定性强，保温隔热效果较好，夏热冬冷地区既有居住建筑屋面保温改建常采用倒置式保温屋面，其内置保温材料通常采用吸水率低的材料如EPS 保温板、XPS 保温板等。（3）外窗改造： 外窗也是整个建筑外围护结构热工设计的薄弱环节，而且外窗面积较大，室内外的热量交换会影响室内热舒适度。通常采用的外窗改造做法有两种，一种是将原有的旧窗更换为节能型窗，节能型窗的窗框热工性能优良，主要有断桥铝合金窗框、PVC 塑料窗框等。节能型窗常用的玻璃有普通中空玻璃、热反射中空玻璃、LOW-E 中空玻璃和镀膜玻璃等。其中，Low-E 中空玻璃表面镀有低辐射膜材，Low-E中空玻璃和其他中空玻璃相比较主要反射长波辐射，隔热效果更好。另一种外窗改造做法是在原有窗户基础上进行改造，常见的做法可以在原有窗户的外窗台或内窗台加设一扇窗户、在原有外窗框上加密封条、在原有玻璃上贴节能玻璃膜等。（4）遮阳改造： 遮阳的节能设计也是夏热冬冷地区建筑节能的主要环节，设计合理的遮阳能够有效减少夏季太阳辐射对室内温度的影响。由于外遮阳的保温隔热效果远优于内遮阳，所以在夏热冬冷地区既有居住建筑遮阳改造以增加外遮阳设施为主。外遮阳形式分为固定式外遮阳、活动式外遮阳、绿化遮阳。固定式外遮阳是根据房间功能需求以及窗口朝向的不同所设计的不同形式的外遮阳板； 活动式外遮阳可以根据室内环境需求调节遮阳板的角度，在既能满足室内采光的情况下，极大程度的减少建筑能耗； 绿化遮阳适用于较低层建筑，在建筑物墙角或墙面种植藤类植物，利用植物生长攀爬的茎叶覆盖墙体实现建筑遮阳，这种做法经济简单而且可以美化建筑立面。（5）建筑外表面材质颜色改造：夏热冬冷地区宜采用浅色饰面材料。

2.2外部环境的优化

优化建筑周边环境是改善既有建筑热环境的有效措施。例如，改养建筑周边绿化环境、增加小区水环境、改造室外硬地铺装等。（1）绿化改造： 室外绿化设计在小区规划时多从美学角度出发进行设计思考，重视视觉效果而忽视了植物的热物理性能。从降温、增湿角度看，在植被种类中乔木优于灌木优于草坪，所以在既有建筑室外绿化改造时应优先采用“乔木+灌木+草坪”的结构形式。以多层绿化种植结构代替单层草坪结构。（2）水环境改造： 水环境在小区规划设计时往往过分的追求水景最观效果面忽视了其在改善室外微氣候的重要作用。因此在既有居住建筑室外环境改造时应多考虑水环境在改善室外环境的热物理方面的作用，在原有水体的基础上，注重促进水陆风的形成。（3）硬地铺装改造： 既有居住建筑室外硬地铺装改造可以减少地面吸收的太阳辐射量，降低环境地表温度。具体改造措施为减少小区内水泥地面的面积，可将部分人行道、停车场等地面改造为可透水、蓄水的地面。

结语：

对夏热冬冷地区既有居住建筑进行节能改造可以降低建筑耗能，提高住宅居住环境舒适度和居民生活质量。合理的节能改造方案相对于拆毁重建不但节约经济成本，并且具有大的社会经济效益，符合可持续建筑发展需求。