豫西北既有居住建筑外围护结构节能改造研究
张献梅，朱晓丽
（济源职业技术孕院，河南济源459000）
[摘要]通过对豫西北既有居住建筑外围护结构节能改造技术进行研究，并以济源市济水苑节能改造工程为例，将豫西北既有居住建筑外围护结构节能改造技术运用到实际工程中，并对其经济效益进行分析，为本地区既有居住 建筑外围护结构节能改造提供参考.
[关键词]既有建筑；节能；改造；保温；传热系数
[中图分类号]TU761.12 [文献标识码]A [文章编号]1002-8498(2014)19-0116-05
Research on the EnergyEfficiencyRenovationsin theExternal Protect oftheExistingResidentialBuildings in NorthwestofHe'nanProvince
Zhang Xianmei Zhu Xiaoli
(Jiyaan Vocational and Technical Coflege Jiyuan He'* nan 459000 China)
Abstract ;Through the research on the energy efficiency renovations in the external protect of the existingresidential buildings in northwest of He* nan province this paper makes the energy-saving renovationproject in Jishui Court a residential building in the city of Jiyuan as an example to apply this typicaltechnique into the practical project. It also makes an analysis on is economical benefit which provides some references of the energy efficiency renovations in the external protect of local existing residentialbuildings.
Key words existing buildings ; energy saving; renovation; insulation; heat transfer coeficient
西北既有居住建筑外围护结构节能改造后的经济我国目前既有建筑达400多亿㎡，其中高能耗效益进行分析，为豫西北地区既有居住建筑外围护
0引言
建筑占95%以上，既有居住建筑面积占既有建筑的结构节能改造提供参考.70%以上.在既有居住建筑中，建筑外围护结构作为建筑的重要组成部分，其能耗损失约占整个建筑 物耗热量的70%，因此，既有居住建筑节能改造的重点应是外围护结构的节能改造.
1豫西北居住建筑节能改造要求
1.1区位特点及建筑节能要求
阳3个地区，属于寒冷地区，每年平均有99d低于 豫西北位于河南西北部，包括济源、三门峡、洛5℃，为建筑采暖区.20世纪末期，豫西北地区既有居住建筑大多采取砖混结构，部分高层建筑采用框架结构，屋面大部分采用平屋顶，建筑外围护结构基本没有采取相应的保温措施，造成了大量的能 耗损失，对原有居住建筑外围护结构进行节能改造已势在必行.但如何采取有效的节能改造技术措施，改善外围护结构的热工性能，达到节能降耗的要求，实现建筑领域的可持续发展，是一项难度很大的工作.
既有居住建筑外围护结构由于建造年代不同，结构形式不一，性能复杂多样，普遍存在保温隔热性能较差的现象，采取有效的节能改造措施，对于 改善外围护结构的热工性能有非常重要的影响.
本文主要研究豫西北地区既有居住建筑的外围护结构节能改造问题，根据豫西北既有居住建筑外围护结构的不同构造形式，采取不同的节能改造措施，并以济源市济水苑节能改造工程为例，对豫
日前，豫西北既有建筑节能改造执行的是《河南省既有建筑节能改造技术规程》DBJ41/T089一2008，规程中对居住建筑的节能改造要求为：外墙传
1.2.1外墙
1.2.2外窗
1.2.3屋顶
热系数≤0.8W/（m²K）：屋面传热系数≤0.45W/（m²K）；外窗传热系数≤3.2W/（m²K）：住宅窗 户的气密性等级不低于4级；跃层窗户的气密性等级不低于6级.
1.2豫西北既有居住建筑现状及热工性能分析
优劣对建筑外围护结构的热工状况影响较大.豫 外墙作为建筑外围护结构的主体，热工性能的西北既有居住建筑主要建筑外墙采用实心黏土砖，厚度为240mm，一般采用陶瓷贴面或抹灰进行外墙装饰，外墙保温节能措施较少，其主体构造做法不 同，传热系数也不同.豫西北既有居住建筑外墙主要构造做法及热工参数如下：①外墙喷涂，20mm厚水泥砂浆，240mm厚实心土砖，20mm厚混合砂浆
传热系数2.011（按传热系数计算公式得出），面砖，20mm厚水泥砂浆，370mm厚实心黏土砖， 节能限值0.8W/（m²K）²：②外墙喷涂或3mm厚20mm厚混合砂浆传热系数1.53W/（m²K）；③外墙喷涂或3mm厚面砖，20mm厚水泥砂浆，200mm厚加气混凝土砖，20mm厚混合砂浆传热 系数0.90W/（m²K）3].
可以看出，以上外墙构造做法平均传热系数均高于《河南省既有建筑节能改造技术规程》中0.8W/（m²K）的限值，热工性能不能满足现有节能要求.
外窗既是建筑外围护结构中重要的围护部件，也是热工性能最差的部位.豫西北既有居住建筑大部分采用铝合金窗或普通钢窗，采用普通单层玻6.0~6.5W/（m²K） 节能限值3.2W/（m²K）2； 璃，其传热系数如下：①单玻铝合金窗传热系数②单玻钢窗传热系数6.0-6.7W/（m²K）：③单玻塑钢窗传热系数4.8W/（mK）.远远超出规范中3.2W/（m²K）的规定.外窗经过长期使用，存在不同程度的变形裂缝，显著降低了外窗的气密 性，也造成较大的空气渗透和大量热损失.
豫西北既有建筑多采用平屋顶，注重防水性能面忽略保温构造.常采用柔性防水材料，结构层采 用钢筋混凝土，热工性能也较差.20世纪90年代后豫西北既有居住建筑屋面采用了水泥蛭石、膨胀珍珠岩、工业炉渣等保温隔热材料，但由于风吹日晒，老化现象非常严重，其保温性能大幅度下降，有效传热系数远远超过规定的0.45W/（㎡²K）节 能限值.
2.1外墙改造
2.2外窗改造
2豫西北既有居住建筑外围护结构节能改造技术
豫西北既有居住建筑外墙改造可采用聚氨酯泡沫塑料（PU）、挤塑聚苯板（XPS）、膨胀聚苯板（EPS）等保温材料，这些保温材料的性能对比如表1所示，从表中可以看出XPS在黏结强度、保温性能、抗压强度、吸水率等各方面综合性能较好，在豫 西北既有居住建筑改造中，首选XPS保温材料.
表1外墙保温材料性能对比
Table 1 The performance parison ofthermal insulation material of the outer wall
项目 PUXPS EPS导热系数/[W-（mK）-] ≤0. 022≤0.029 ≤0.042抗压强度/kPa 吸水率/% ≥150 <3.0 200 0. 15 >0.25 >0. 1
一般外墙保温有外保温和内保温两种形式.但由于内保温占据室内面积、易出现热桥，保温性 能差，所以在豫西北外墙节能改造中常选用外保温施工.具体施工构造如图1所示.
图1外墙外保温构造Fig. 1 The outside thermal conservation structure for the exterior wall
外墙改造施工中应注意以下几个问题.
1）若墙体不满足改造要求，应先处理后改造.
2）改造施工中容易出现面层开裂、空鼓、渗漏等问题，因此要充分考虑施工、材料、构造做法等因 素的影响.
3）为防止大气污染和雨水冲刷，外侧保温层必须做保护层.
4）外墙外保温施工要充分考虑到防火和节能的要求，因此要选用阻燃性能良好的保温材料或设 置防火隔离带.
5）门窗洞口外侧墙体、外挑构件、女儿墙等部位应做保温处理.
豫西北既有居住建筑外窗改造的关键是减小
2.3屋顶改造
2.3.1增设保温层
2.3.2平改坡
2.3.3平改绿
外窗传热系数和提高窗户气密性，可采取更换保温性能好的窗框材料、增加外窗玻璃层数；加装密封 条或使用密封胶，提高气密性，减少冷风渗透.使改造后外窗的传热系数和气密性满足《河南省既有建筑节能改造技术规程》的要求.
外窗改造施工中，应注意以下事项.
更换外窗时，最好选用断桥型铝合金、PVC塑钢窗 1）窗框材料是降低外窗传热系数的关键，整体框、玻璃钢窗或木塑复合窗等，并应换成中空双玻或三玻窗.整窗拆换时窗洞口尺寸应在窗户关闭状态下测量.
2）窗框和墙体之间采用高效的保温气密材料和弹性密封胶封堵，不能用普通的水泥砂浆填嵌.
3）也可在原有的旧窗户基础上加1层新窗户，但2层窗户的间距应≥100mm.
统宜压住窗框20-25mm. 4）外窗框与基层墙体外侧要平齐，且外保温系
屋顶节能改造的形式较多，对于豫西北既有居住建筑来说适合采用附加保温层外保温构造的方法，即将保温材料放置在屋面上侧.另外，有些城 市由于改善城市景观的需要，在原有居住建筑上实行“平改坡”措施进行屋面节能改造.屋面改造施工中，应注意以下事项：
再重新做保温层和防水层. 1）原屋面防水有渗漏的，应铲除原防水层后，
2）平改坡时要注意坡顶的高度和坡度坡向的选择，要与周边建筑协调；应根据散热量确定屋面老虎窗的数量和大小：尽量减少屋面的荷载.
在屋顶围护结构中增设保温隔热材料层，其目的是提高平屋顶在典型季节的传热阻力，减少通过屋顶围护结构的热流强度，从面降低冬夏季节室内采暖降温设备的运行负荷及能耗.外保温构造根据保温层与防水层位置的不同分为正置屋面和倒 置屋面，倒置屋面由于具有可以防止太阳光直接辐射防水层表面，延缓防水层老化等优点，在豫西北节能改造中选用较多，其具体构造方式如图2所示.
坡屋顶由于自身的构造特点具有良好的防水及保温隔热性能，且有利于提高屋顶的耐久性，在坡屋面改造中，常在原屋顶上直接加设坡屋顶，采用轻型结构、轻质屋面板材，并在坡屋顶内增设保珍珠岩等. 温层，保温材料可选用挤塑聚苯板、玻璃岩棉、膨胀
3工程实例
3.1工程概况
3.2改造措施
3.2.1外墙改造
图2倒置屋面Fig.2The inversion roofing
平改绿就是在屋顶上种植植物，有效利用闲置的屋顶资源，改善居住区的生态环境，利用植物的 光合作用，将热能转化为生物能同时植物叶面的蒸腾作用可以增加蒸发散热量，降低屋顶的室外综合温度，形成天然空调，减少热岛效应，还可以利用植物培植基质材料的热阻与热情，降低屋顶内表面平均温度与温度振幅，达到隔热的目的.此类屋面是 一种生态型的节能、节水屋面，屋顶绿化设施可以拦截雨水，节约滋渡用水，减缓城市排水管道的压力，最关键的是平改绿无论是在施工还是在种植养护上都已经拥有较为成熟、可靠的技术，加之建设 费用不高，可以根据实际情况选择利用.
济水苑位于河南省济源市济源大道，建于1999年，建筑面积达23万m，6层（及以下）是砖混结 构，6层以上是框架结构，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g.分A，B，C，D四区，共计1468户，冬季主要采取集中供暖方式进行采涂料涂剧，实心黏土砖的传热系数为2.0W/（m². 暖.建筑外墙为240mm的实心黏土砖墙，采用外墙K），超出了节能规范限制，隔热保温性能差.济水苑住户的外窗统一采用铝合金窗框，采用5mm的普通PVC单玻，窗户的密封性差，造成冷风渗透，窗户基本上没有遮阳，因此需要对既有建筑外窗进行改 造.屋顶为半坡屋面，直接在结构层上设架空层，容易造成屋面结露.2012年，该小区作为济源市节能改造试点进行外围护结构节能改造.
济水苑外墙节能改造采用B1级50mm聚苯板薄抹灰保温系统（每2层设防护隔离带1道），涂料面层，外墙附属空调移位及落水管更换等技术措施.通过比较分析，在进行外墙节能改造时选用某
公司研制的挤塑聚苯板做保温材料.在空调隔板、抹聚合物水泥砂浆（见图3，4）. 女儿墙及其他热桥部位采用30厚胶粉聚苯颗粒，外
半硬质矿岩（棉）板，不采暖的配套房上部地板采用30mm厚半硬质矿岩（棉）板.
3.3改造后经济效益分析
3.3.1节能改造投资
济水苑小区外围护结构节能改造共投人1103.78万元，改造总建筑面积107649m².各部位改造所需详细费用如表2所示.
表2外围护结构改造成本
Table 2 The renovation costs of the outer
图3女儿墙节能改造构造
building envelope序号 改造 部位 （元m²） 单价/ 施工商积/ m² 合计/ 万元1 外墙 117 61 359 718 002 3 外窗 屋项 53.2 135 13 994 19 378 188 90 103. 095 4 车库屋顶 其继 83 8 272 68. 66 25. 13
Fig. 3 The energy-saving construction of the parapet wall
3.3.2 改造效益
节能率是在生产的一定可比条件下，采取节能措施之后节约能源的数量与未采取节能措施之前能源消费量的比值，它是衡量建筑节能改造效果的标，建筑上一般采用当年节能率表示，其计算公式 参数，节能率有当年节能率和累计节能率两个指如式（1）.它表示所采取的节能措施对能源消费的节约程度.济水苑节能改造中冬季采暖节能率较高，夏季空调节能率较低，其节能改造中最终节能率如表3所示，满足围护结构节能率40%的目标.
Fig. 4 The energy-saving construction 图4空调隔板部位节能改造构造of the air conditioning clapboard
外墙改造中选用的保温材料为难燃的B1级胶粉聚苯颗粒，可以有效防止热辐射和火灾蔓延，延迟热量进人结构体内的时间.
3.2.2外窗改造
外窗由5mm单玻更换为（595）mm中空玻璃，窗框不动，窗扇更换为断桥铝合金材料；建筑外门、外窗与墙体部位的缝隙采用保温材料和嵌缝密封膏密封，外门窗的气密性不低于《建筑外门窗 气密、水密、抗风压性能分级及检测方法》GB/T7106-2008规定的4级水平（见图5）.
(1)
α=△q/q× 100%，g=9 9.[2]式中：Ag为节能量[kWh/（m²年）]；4，4.为建筑物热负荷、冷负荷[（kWh/（m²年）].
Table 3 The energy-saving rate of the building
断桥铝合金窗扇
envelope renovation in Jishui Court/节能指标 （kWh(m²，年)-)(kWh-(m²-年) -1) α/%冷负荷 热负荷 5.19 8.06 22. 36 3.18 81.2 28. 3冷、热总负荷 13.25 25. 54 65. 8
图5济水苑外窗改造构造
Fig. 5 The renovation structure of outside windows in Jishui Court
3.3.3节能收益
3.2.3屋面改造
节能收益即单位面积一年的现金收益，用符号A表示，单位为元/m²年，计算公式为A=AgxB1]（Aq为节能量，B为能源价格），按表3中计算出的g=25.54kWh/m²年，B根据2013年河南最低电能源价格0.55元/kWh计算，计算出济水苑的节能 收益A=25.54×0.55=14.047元/（m²-年）.
济水苑屋顶为平屋面，这次改造时和车库屋顶一起，采用了倒置屋面的保温方式，将原保温层铲除，在铲除后的基面上做找平层，在找平层上做防做20mm厚的水泥砂浆保护层. 水层，防水层上再做50mm厚的聚氨酯保温层，最后
3.2.4其他
投资回收期也称作投资返本期.以逐年收益偿还原始投资，计算出需要偿还的年限即为投资回
架空楼板（接触室外空气地板）采用30mm厚
信息与文摘
4结语
在杭州召开合作项目启动会议.会上，广联达公司 董事、总裁贾晓平先生与欧特克公司建筑及协同集团副总裁JimLynch代表双方签署了战略合作备忘录，广联达公司董事长刁志中先生、副总裁袁正刚博士以及欧特克公司中国区工程建设业总监兼制 造业总监李部建、欧特克中国研发中心（ACRD）高级总监赵凌志也一同也出席了签约仪式.
会议当天，公司双方协议约定，将针对市场活动、研发和销售3个领域，联合相关职能部门共同建立项目组商议重点合作.市场活动方面，双方积极 参与和支持双方举办的用户大会和重要市场活动，共同开展包括在学术刊物上联合发表文章、在行业会议上联合演讲、在网站上发布有关双方合作关系的信息的市场推广活动等.
发酵并逐步得到行业认可的良好前景，双方还对实 与此同时，结合当前BIM技术应用在业内持续现基于BIM技术的工程算量及概预算解决方案的重要性达成了共识.通过合作，欧特克将提供技术支持，协助广联达公司开发AutodeskRevit Architecture软件与广联达土建算量软件之间的数据接口，实现数据互联.并且利用广联达强大的销
收期，用符号N表示，单位年.回收期越短，经济效益越好.计算投资回收期有静态和动态两种方法. 本文采用静态方法计算，计算公式如下，
式中：A为节能收益（元/㎡²）；/为节能投资（元）；4为总建筑面积（m²）.
每年的节能收益为14.047元/m，总建筑面积为 根据计算，济水苑节能总投资1103.78万元，107649m，根据静态投资公式n=I/A×A.，回收期大致为7.29年，即大致在7年半内收回成本.
通过对豫西北既有居住建筑外围护结构节能改造技术进行分析研究，并通过试点建筑围护结构节能改造实践，不仅使建筑物面貌焕然一新，而且取得了更好的保温效果.
数为0.68W/（m²K）：外窗平均传热系数为3.0W/ 经测试，济水苑改造后，建筑外墙平均传热系
广联达同欧特克达成战略合作开启深化BIM技术应用之旅
(2)
参考文献：
9月11日，广联达软件股份有限公司（以下简售渠道及能力优势，广联达将协助欧特克在中国施域推广和销售Revin及相关产品的力度与广度.
此外，为尽快推进研发和销售合作，广联达和欧特克双方还将针对共同的重点用户进行深度技术支持和应用发掘，实现资源共享，扩大市场占有率，共谱持续、健康的发展蓝图.
广联达公司与欧特克公司作为建设领域两大软件供应商巨头，此次建立战略合作伙伴关系的重大举措，无疑将对双方合力促进BIM技术在中国施工市场的应用提供更大动力，成为加速市场发展与行业转型升级进程的一剂“强心针”.
据了解，作为中国建设工程领域软件服务行业的中坚力量，近几年来广联达一直稳步布局公司国际化发展.此次战略合作的成功开启，将会成为广联达继此前芬兰收购事件后的又一国际化举措，是公司全球化战略中的重要一环.广联达公司董事、 总裁费晓平先生表示，“我们很高兴能与全球知名的BIM技术提供商欧特克公司建立战略合作伙伴关系，这次战略合作将对夯实广联达在行业内的重要地位，加强全生命周期的信息化能力，提升BIM 领域的核心竞争力具有重大战略意义.”
（m²K）；屋面平均传热系数为0.6W/（m²K），均5-8℃，夏季降低室内温度3-4℃，改善了室内温 小于规范要求.在自然状态下冬季提高室内温度度环境，提高了舒适度，降低了建筑能耗.对豫西北既有居住建筑外围护结构进行节能改造具有非常大的潜力.
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