高校既有建筑窗户节能改造研究

2020-02-15许俨宁

建材与装饰 2020年16期

许俨宁

（天津师范大学天津 003986）

0 前言

我国高校有很多建筑已经使用了较长的年限，这些建筑物从正面讲是学校的标志，从反面讲存在着诸多的安全隐患和节能工作阻碍，为此，高校后勤工作最重要的工作是对这些既有建筑进行日常修缮、节能改造。窗户不仅直接影响了建筑物的使用满意度，其密闭性、材质、开合方式、使用年限等都直接影响到整栋建筑物的能源消耗量。窗户的合理应用对于建筑物的发展有着至关重要的作用，有利于促进建筑物绿色可持续发展。

1 高校既有建筑窗户现状

1.1 从建筑使用年限角度

目前中国很多高校校园都是经济大发展、生源大扩招之后形成的，窄小的市区内老校区已经满足不了学校的发展要求，于是纷纷迁往郊区，同时也扩大了校园面积。这样的迁移大约是21世纪初形成的，距离现在也已经有一、二十年的时间，当年迁入的新校区如今已经成为并不年轻的主校区了。校区内的建筑开始逐步老化，需要不断的修缮，外墙破了还可以修补，窗户密闭性问题、房间内裂缝问题、屋顶漏雨问题等建筑物内部的问题更是越来越多。随着使用年限的增长，高校的既有建筑问题越来越多，尤其是窗户密闭越来越差，窗户周围的塑封材料不断老化，需要定期更换、维修。

1.2 从用户角度

用户是建筑物长时间的使用者，针对这座建筑物，比设计者、建造者更有发言权。从用户的角度来看，高校的既有建筑因为使用年限长而存在诸多问题，他们是最大的“受害者”。窗户密闭性不好会导致屋内温度受外界环境影响增大，夏天隔热效果差、容易漏雨；冬天保暖效果差，容易漏风，这些问题都会给用户带来不好的使用体验。

1.3 从节能角度

建筑节能是高校努力发展的方向之一，但并非利用新技术、建设新建筑才会节能，既有建筑的节能改造也很重要。高校既有建筑在不断老化，不仅给用户带来了较差的体验感，更不利于能源消耗。门窗的耗能占建筑物耗能的1/2以上，高校既有建筑的窗户材料很多都采用铝合金推拉窗，导热系数高，不利于节能；密封性差，有漏风现象，容易造成热交换，室内外空气交流频繁。由于窗户保温隔热效果较差，影响室内温度，教职工就会利用其他方式调节，比如开空调或者使用电暖气，这些电器功率大，电能消耗快，直接影响了建筑物耗能总量，容易造成能源浪费。

2 高校既有建筑窗户改造的可行性研究

2.1 使用感受好

高校既有建筑窗户改造后直接影响了用户使用的感受，密闭性、隔热保暖，遮风挡雨的效果都是用户在使用时的直观感受。作为一所高等学府，虽然本职任务是提高教育水平、培养人才、提升科研能力等，但我们毕竟出在环境优越的21世纪，不能再要求师生们在艰苦的环境下工作和生活，所以尽力去提升师生们的学习工作环境也是高校义不容辞的责任，因此既有建筑的局部窗户提升改造是可行的，也是应该的。

2.2 节能环保

降低校园总体能耗，推动可持续发展，不仅要从能源管理的顶层出发考虑，更要关注建筑物个体耗能情况，逐项分析建筑物能耗指标，将其体形系数、平面布局、围护设计、门窗使用等都纳入到建筑绿色发展当中，在建筑物的每一步提升改造当中，都将节能降耗因素考虑到位。窗户作为建筑物降耗的重点环节，更应该受到重视，其密闭性、隔热保暖效果直接影响了房间能源消耗量，是衡量建筑物综合能耗的重要因素之一。综合考虑建筑物的能源消耗实际情况，高校既有建筑的窗户改造具有极强的可行性。

2.3 节省资金、性价比高

高校进行建筑物改造一般优先考虑安全因素，在资金充足的情况下会充分考虑的师生的使用需求。对既有建筑窗户的改造不仅能够满足师生对于学习、工作环境的需求，还能够在建筑物节能方面添上浓墨重彩的一笔。相对于整体改造，窗户的局部改造能够节省资金；整个改造项目的耗时不会很长，只要前期调研细致，后续施工非常简单，在高校中属于中小型修缮改造项目；更重要的是改造后的效果很容易能够得到大家的认可，还能起到节省建筑物综合能耗的作用，性价比较高，可行性极强。

3 窗户改造方案对比

老旧窗户的改造有两种方案，拆掉重装或者加装第二层窗户，其中各有利弊，需要高校根据实际情况来选择。

3.1 拆除原有窗户，重新安装中空三层普通玻璃断桥铝窗户

其优点是能够一次性到位，保证了建筑物的美观和日后用户使用方便；缺点是造价高，安装耗时长。目前，建筑市场上一般采用中空三层普通断桥铝窗户，其保暖效果好，在节能环保面也有良好的效果。直接将建筑物的老旧窗户拆除，安装中空三层普通断桥铝窗户，能够在保持建筑物外观基本不变的情况下，为用户提供更好的使用体验，使用起来也和原物无区别。但这一方案需要高校测算好成本，因为窗户基本上都是定做，综合成本不会太低；而且一拆一装的过程耗时比较长，在拆装的过程中存在屋内没有窗户的时候，所以工期的选择要慎重，选择房间使用频率较低的时候施工会更方便。

3.2 在保留现有窗户的基础上，在窗户内侧加装中空双层普通玻璃断桥铝窗户

其优点是成本较低，工期短；缺点是考虑到用户的方便使用，前期方案定制比较复杂，而且实施起来有很多条件限制。这种方案适用于受成本限制且任务紧急的时候，在保留原有窗户的基础上再加一层窗户，同样能够提升房间的隔热保温效果，基本不影响建筑物外观，在得当的设计之后也不会影响用户的后续使用，此方案的综合成本比拆除重装窗户的成本要低，性价比比较高。但是，该方案的实施需要前期详细的勘查、测算，确保设计的合理性，尤其是对窗沿要求比较高，需要有两扇窗户的距离；而且窗户和窗户之间不能贴合太紧密，否则后期做卫生会很麻烦。

4 改造后节能效果研究

4.1 在春秋季

春季北方风沙大、南方梅雨多，虽然已经是回暖的气温，但是乍暖还寒，屋内依旧不会太暖和。改造后的窗户在保暖效果上会凸显优势。良好的密封性会遮挡住风雨的寒气，保持好室内温度，减少屋内热能的流失，降低了人们利用其他方式取暖的概率。

4.2 在夏季和冬季

夏季室外温度高，室内因为有遮蔽温度会低一些，改造后的窗户能够减少屋子内外的热交换，保持住室内的低温空气，减轻空调运转消耗，对节能很明显的效果。冬季则正好相反，室内温度高，改造后的窗户能够更好地阻挡室外冷空气的入侵，保持住室内的温暖空气，减轻了室内加热设备的运转消耗，尤其在没有集中供暖的南方地区，节能效果尤为显著。