民用建筑绿色节能改造技术探讨

武 锋 （兰州现代职业学院城市建设学院，甘肃 兰州 730050）

长期以来，我国建筑能源消耗持续上升，资源浪费较为严重，如北方城市采暖用煤每年超过13亿t，能源消耗巨大。目前建筑能耗在北方地区建筑供热耗能约在60%左右，尤其是在寒冷地区能耗极高，每到冬季因为供暖都带来了严重的雾霾问题。要实现绿色节能发展，就要对这些建筑进行节能改造，提升能源利用率。水资源同样是如此，在我国多个城市，水资源严重短缺，但是目前民用建筑水资源利用仍然较为粗放，水资源不必要浪费较多，因此有必要结合节能改造工程提升其利用率。在具体技术改造中，采用清洁能源新技术，充分利用自然光、风能、地热能等，通过节能综合设计，使用新材料、新技术和新工艺提高节能效率在65%以上。

1 清洁能源技术的使用

1.1 大量使用太阳能系统

在楼顶、外墙等处大量铺设太阳能电池板进行发电，为了解决太阳能管冬季冻堵，夏季过热容易爆管，管材质量较差容易泄露等问题。使用高质量真空管材料，采用RTC 速腾芯片等高新技术材料提升真空管的抗高温和耐高寒能力。太阳能供热系统的末端和室内供热系统相连，包括地热系统、风机盘管、壁炉、空调、暖气片、马桶、热水器、浴盆、室内水龙头等，通过热水和采暖的联供提升太阳能利用率。同时，还应该进一步提升太阳能技术的利用水平，比如太阳能厨房就是一种能源利用的新技术，通过对太阳光的有效收集，连接各类太阳能厨具，使用太阳能进行烧烤、烹饪、蒸煮等厨房工作，真正实现无烟火作业。在建筑改造的过程中，可以参考国内外最新建筑设计的经验，提升太阳能利用率的水平。比如参考迪拜旋转摩天楼的经验利用风为引擎跟谁太阳光的移动来提升能量利用率，扩大太阳能利用面积。

1.2 风能和地热能技术的应用

利用风能进行建筑改造，小区内增加风车等建筑景观，在建筑物表面设计风动、风车和风力发电设备，实现风力发电的目的。在建筑改造过程中可以参考巴林世界贸易中心的设计经验，充分利用建筑物的立体空间，在临近的建筑物之间安置风车等发电设备，这样既能够起到景观效应，又能够提供电能。如果在设计中能够有效利用当地气候，并且将建筑设计改造成风帆形，形成对流效应，那么风速将会快速增加。一旦风电组达到一定数量可以支持大厦将近20%的用电量，而且在建筑设计上也极富艺术冲击力。针对当前烧煤取暖污染较为严重，而且热效率降低的问题，可以使用地热源泵将地热输送到建筑物内部。这其中可以利用储能介质材料将热量储存起来，用于夜间温度补偿。

1.3 其他新技术的使用

当前智能楼宇是绿色建筑的一个重大发展趋势，在节能技术改造中要逐渐扩大这些技术的推广。比如使用声控发电机等智能设备，提高建筑的智能化水平，实现高效节能照明。建筑物内还可以使用余热回收等节能技术，在通风时将空调传递的热量进行回收，减少能源消耗。在高层建筑中，可以使用节能电梯控制技术，减少不必要的运载消耗，提升能源利用率。装配式技术也是一个重要的发展趋势，在节能技术改造中也可以逐渐推广应用，以不同类型建筑节能改造的需要。在新技术的使用中，也要使用新型节能用具和材料与新技术想配合，如太阳能电池板可调外遮阳技术相配合。

2 建筑结构的改造技术

2.1 保温改造技术

当前民用建筑一般为砖混结构结合钢筋混凝土结构，砖混结构以烧结普通砖或混凝土实心砖为主，楼板多是混凝土预制板，因此保温性较差。尽管较新的小区采用现浇混凝土作为外层围护结构提升了保温效果，但是由于普遍是平顶屋、单层玻璃，因此防水和隔热性能仍然相对较差。在改造过程中就要做好墙体的保温，比如采用聚苯乙烯板、岩棉板、空心砖、加气混凝土块等材料提升保温性能。外墙保温由于隔热性能好，施工简易，不受到住户家庭情况的影响，因此在施工改造中最为常用。外墙保温改造的具体施工流程如下：在原墙上刷胶粘剂，安装固定件；粘贴XPS聚苯板；在上面抹上抹3mm厚水泥砂浆并随抹随铺增强网布；在上面再抹12mm厚1:3水泥砂浆；喷刷底涂料和再两次喷涂料。需要注意的是外墙保温要采用高性能材料，以提升保温效果。大板房墙的传热系数大，隔热差，因此要选择新型保温材料进行改造。研究显示，无机相变材料的调温性能较好，能够大量吸收外界热量，并且保持温度不变，易形成室内加热效应。而相比之下，木质结构调温较差，在夏季对空调的使用能耗较大，在改造中可以多实用无机相变材料来调节温度。

2.2 楼顶节能改造技术

在顶楼的冷热负荷非常大，所有才会出现冬天冷夏天热的现象，因此屋顶的节能改造至关重要。现在楼宇一般都是斜顶，以提升保温和防水效果，但是仍有部分建筑是平顶。针对平顶结构，要选择高质量的防水和保温材料铺设在上面，斜顶结构可以铺设EPS和现场发泡聚氨酯。在改造中可以在楼顶上铺设太阳能电池板发电，提升能源利用效率。具体操作上，在结构贴60mm厚XPS聚苯乙烯保温板；然后覆盖20mm厚1:3水泥砂浆找平层；再覆盖3mm 厚高聚物改性材料；最后覆盖高分子防水涂料。如需要安装太阳能电池板，采用支架将电池板固定在金属屋面的波峰位置，不损害屋面。在安装中需要注意的是屋顶结构必须有足够的抗压能力，同时要方便维护。

2.3 门窗节能改造技术

门窗节能改造相对操作影响较大，对于一些住户要拆掉普通玻璃窗，更换两层或最好是换三层以上的玻璃提升保温效果。门窗框架选择塑钢门窗代替铝合金门窗以减少热量流失，在间隙处增加密封条减少热量流失，一般来说这种方式可以节约20%左右的能耗。此外，还可以采用双层窗户的方式进行保温，即在窗户的内侧或者外侧加装窗户，虽然一定程度上影响使用和通风，但是也具有一定的保温功能。一般来说，在改造中采用三玻两腔双LOW-E 充氩气中空玻璃加装密封条即可以实现保温效果。阳台部分可以改造为玻璃窗密封结构，缝隙用聚氨酯泡沫填充并用密封胶处理，其气密性指标不低于GB/T7107-2015 年规定的3 级水平。目前楼宇的大门入口以敞开式为主，部分楼宇的门窗损坏，冬季冷风很容易进入，针对这种情况，可以将大门改装为自动关闭安全门，没有条件的小区可以在大门口放置棉被门帘等设备进行保温。在保温设计中，要增加玻璃墙和玻璃窗的使用面积，提升自然光照射的利用率。还可以使用呼吸幕墙，在内外幕墙之间形成通风层，利用空气循环效应缩小温差，根据测算，这种幕墙对冬季供暖能耗的节约最高可达50%。

3 节水、节地、节约材料技术

3.1 节水技术

目前节水改造一般的思路采用节水马桶等节水器具和老旧管网改造，减少漏水率。这主要是从节流方面进行改造，而在项目应用中，更多应该采用循环水系统，在抽水马桶等领域反复利用循环水，实现节水的目的。目前卫生间用水量一般在50%以上，抽水马桶是最浪费水资源的，占生活污水的40%以上。因此要重点对这一领域进行改造，不断推动技术创新，对楼宇管道进行改造设计，使用节水型马桶，并且能够利用循环水冲马桶，减少水资源浪费。具体操作上，要对居民厕所的水管进行处理，为避免排水管堵塞，可以安装集毛器进行预处理。对屋顶上的原水管进行改造，连入雨水收集系统，同时进行管道扩建。室外原水系统根据实际需要进行改进，增加中水处理设施，提升污水处理能力。对于中水供给系统要重点进行改造，连接室内外各类用水设施和景观，并且连接消防用水，提升中水系统的处理能力和循环率。在改造中，要将生活用水逐步通过调节池、初沉池、反应池、贮水池、贮泥池等环节实现污水处理。同时要完善循环水系统，提升楼宇内水资源净化的能力，比如强化雨水收集能力，在楼顶采集雨水和水蒸气，经过管道处理之后输送到住户家中。完善中水回用系统，加强对中水的净化处理，提升循环水的利用效率。

3.2 节地技术

对建筑进行垂直绿化，将屋顶、墙面、阳台等限制空间充分利用起来，既可以实现节地的目的，又可以起到保温功能。构建海绵建筑，使用透水材料，缓解排水系统的压力，更好地实现小区蓄水功能。同时还能够利用植物造景等方式打造海绵住宅的景观，提升观赏性。加大小区地下空间的开发，提高土地利用的集约性，同时将小区的水循环系统、太阳能系统、绿化系统和地下空间结合起来，比如在地下空间加装太阳能发电系统，提升能源利用率。

3.3 节约材料技术

建立垃圾循环利用系统，比如将餐厨垃圾通过管道排入能量回收系统当中，提升垃圾回收率。在改造过程中，要对原有建筑材料合理利用，比如将工业废料、植物秸秆、淤泥和建筑废料等作为可再生建筑原材料，就地利用，用于改造工程。在技术改造中，要多使用可循环和可再生材料，既提升环保水平，又能够充分利用能量。

4 结语

要提升民用建筑绿色节能改造技术的应用，既要不断采用新技术和新材料，提升清洁能源的利用水平，更要通过结构设计做好楼宇的冬季防寒、隔热和防冻措施，提升能源利用率。