淺談居住建筑節(jié)能改造設(shè)計

高發(fā)霞

摘要：本文通過對既有的居住建筑進行詳細分析，指出了各種改造方式的特點、適用范圍和不足，對今后居住建筑的節(jié)能改造有一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：建筑，采暖系統(tǒng)，節(jié)能改造

TU201.5

隨著我國經(jīng)濟發(fā)展和人們生活水平的提高，我國的建筑能耗也有明顯的增長趨勢，建筑能耗的增加將給我國帶來沉重的能源供應(yīng)壓力，還會加劇我國目前能源緊缺的狀況。因此，對既有居住建筑節(jié)能改造迫在眉睫。節(jié)能改造包括：外墻外保溫、屋面保溫、節(jié)能門窗改造、供熱系統(tǒng)節(jié)能改造、供熱分戶計量改造等五部分。

一：建筑改造

改造工程中所有材料將全部采用國家規(guī)定的合格產(chǎn)品。市財政撥付補貼資金與自籌各50%。具體改造如下：一是外墻外保溫：外墻鋪貼70mm 厚聚苯保溫板（EPS）外墻外保溫系統(tǒng)，改造后，外墻傳熱系數(shù)降低為改造前的五分之一。二是屋面保溫：在原屋面上鋪設(shè)70mm厚擠塑聚苯板（XPS），30 mm厚水泥砂漿找平層、聚氨酯防水層，改造后，外墻傳熱系數(shù)降低為節(jié)能改造前的六分之一。三是節(jié)能門窗改造：外窗全部更換為中空玻璃（5+12A+5）mm平開塑鋼窗；未封閉陽臺及原采用鋼窗、鋁合金窗、木窗封閉的陽臺窗，原陽臺窗拆除，全部采用單玻（5mm）推拉塑鋼窗進行封閉；樓道窗采用中空玻璃（5+12A+5）mm推拉塑鋼窗封閉；原開敞的樓道入口處及頂層閣樓出口處安裝自閉功能的保溫安全門。經(jīng)過節(jié)能改造，門窗傳熱系數(shù)降低為節(jié)能改造前的五分之二。

二：供暖系統(tǒng)節(jié)能改造：

供熱公司換熱站安裝超聲熱計表；循環(huán)水泵及補水泵進行變頻控制改造；加裝氣候補償器；樓房供暖干管加裝超聲熱計量表。

三是戶內(nèi)分戶計量采暖系統(tǒng)改造：樓道內(nèi)采暖支管重新布置并采用橡塑保溫管保溫；安裝分戶熱計量表、鎖閉閥、過濾器、調(diào)節(jié)閥。在2010－2011年度采暖季，按市供熱辦相關(guān)文件，供暖費采取按分戶熱計量表收取。采暖系統(tǒng)改造如下：

1帶跨越管的垂直單管系統(tǒng)

(1)改造對象：原室內(nèi)采暖系統(tǒng)為垂直單管順流系統(tǒng)時，宜改造為此種系統(tǒng)，即在每組散熱器的供回水管之間設(shè)跨越管。每組散熱器的供水支管上應(yīng)設(shè)低阻力的兩通恒溫閥或三通恒溫閥，底層回水支管上加裝手動調(diào)節(jié)閥。

(2)改造方案：在原有系統(tǒng)的每組散熱器供回水支管之間加跨越管和三通溫控閥或者三通調(diào)節(jié)閥，在散熱器上安裝熱量分配表，用來測量該用戶的耗熱量，在一棟樓或一個小區(qū)的總?cè)肟谔幵O(shè)總熱量表，按照總表讀數(shù)和各用戶熱分配表的的讀數(shù)按比例確定各住戶的耗熱量。

(3)特點:

第一：此種改造方案對用戶室內(nèi)系統(tǒng)改變很小，管網(wǎng)的布置基本保持不變，減少了施工擾民；

第二：改造在整棟樓的入口裝置處加設(shè)樓用熱計量表，在用戶散熱器上加設(shè)熱分配表，并在每組散熱器的供回水支管之間加跨越管和三通溫控閥。用戶可以根據(jù)自己的需要通過調(diào)節(jié)三通閥調(diào)節(jié)房間的供熱量。避免了有個別用戶開窗降溫等不節(jié)能行為，可以達到節(jié)能的目的；

第三：該系統(tǒng)緩解垂直水力失調(diào)現(xiàn)象，使水力穩(wěn)定性好；

第四：該改造工程能在最大范圍內(nèi)利用原有的采暖系統(tǒng)。因此施工簡單，工期短，投資少，回收期短，通常6.5年內(nèi)就可以回收。在短時間內(nèi)就可以達到節(jié)能改造的目的。

(4)適用范圍：該方案適用于原有系統(tǒng)為單管順流式，房屋結(jié)構(gòu)為磚混結(jié)構(gòu)，且所用改造資金有限，不宜進行結(jié)構(gòu)破壞的場所，建議使用該方案。

（5)不足：

第一，此種改造方案由于增加了熱量表和熱分配表及三通溫控閥，故增加了系統(tǒng)的投資，使每戶的投資費用增加；第二，在每組散熱器供回水支管處，增加了兩個阻力系數(shù)為1.5的三通管，使系統(tǒng)的局部阻力比原來增加了10%。但是，由于系統(tǒng)的局部阻力損失占總阻力損失的20%，因此加設(shè)三通閥后使系統(tǒng)的阻力損失比原來增加了2%，如果原有系統(tǒng)阻力計算合適，且有一定富裕度，則可以不做壓力方面調(diào)整。

2新垂直雙管系統(tǒng)

(1)改造對象：原室內(nèi)采暖系統(tǒng)為垂直雙管系統(tǒng)時，宜維持原系統(tǒng)形式。每組散熱器的供水支管上應(yīng)設(shè)兩通溫控閥，回水支管上應(yīng)加裝手動調(diào)節(jié)閥。

(2)改造方案：將每組散熱器供水支管上的截止閥改為二通溫控閥，在散熱器上安裝熱量分配表，用來測量該用戶的耗熱量；在一棟樓或一個小區(qū)的總?cè)肟谔幵O(shè)總熱量表，按照總表讀數(shù)和各用戶熱分配表的的讀數(shù)按比例確定各住戶的耗熱量。

(3)特點：

第一：此種改造方案對用戶室內(nèi)系統(tǒng)改變很小，減少了施工擾民；

第二：在整棟樓的入口處加設(shè)樓用熱計量表，在用戶散熱器上加設(shè)熱分配表；

第三：該改造工程施工簡單，工期短，投資少，回收期短，通常5.5年內(nèi)就可以回收。在短時間內(nèi)就可以達到節(jié)能改造的目的。

(4)適用范圍：該方案適用于原有系統(tǒng)為垂直雙管式，房屋結(jié)構(gòu)為磚混結(jié)構(gòu)，且所用改造資金不足，不宜進行結(jié)構(gòu)破壞的場所，建議使用該方案。

(5)不足：此種改造方案由于增加了熱量表和熱分配表及二通溫控閥，故增加了系統(tǒng)的投資，使每戶的投資費用增加。

3戶內(nèi)水平串聯(lián)跨越系統(tǒng)

(1)改造對象：原有系統(tǒng)為供回水總立管設(shè)置在管道井內(nèi)，戶內(nèi)為水平單管系統(tǒng)時，宜改造成此種方案，在原有系統(tǒng)的入戶管處加裝戶用熱計量裝置。將戶內(nèi)水平串聯(lián)系統(tǒng)改造為水平跨越式系統(tǒng)。(2)改造方案：原有管道井內(nèi)的供回水總立管不變，從管道井內(nèi)(或該層地面附近側(cè)墻的溝槽內(nèi))的供水立管上引出供水支管向各用戶供暖，戶內(nèi)水平跨越式串聯(lián)，在散熱器的支管間增設(shè)跨越管，熱水一部分流入散流器，一部分經(jīng)跨越管直接流入下組散熱器。允許在散熱器支管上安裝閥門，能夠調(diào)節(jié)散熱器的進流量。用戶的回水支管再引回到管道井內(nèi)的總回水立管上。管道井內(nèi)的分戶供、回水支管上應(yīng)設(shè)置控制閥門，各用戶的引入管上應(yīng)安裝熱量表，鎖閉閥，散熱器支管設(shè)溫控閥;以計量用熱量，這便于分戶管理和調(diào)節(jié)。

(3)特點：

第一：此種改造方案對用戶室內(nèi)系統(tǒng)改變較小，管網(wǎng)的布置基本保持不變，便于分層管理和調(diào)節(jié)；

第二：造價比垂直式系統(tǒng)低；

第三：該改造系統(tǒng)管路簡單，穿過各層樓板的立管少，施工方便；

第四：有可能利用最高層的輔助空間(如樓梯間、廁所等)架設(shè)膨脹水箱，不必在頂層上專設(shè)安裝膨脹水箱的房間，不影響建筑結(jié)構(gòu)外形；

第五：該改造工程能在最大范圍內(nèi)利用原有的系統(tǒng)。因此施工簡單，工期短，投資少，回收期短，通常6.5年內(nèi)就可以回收。在短時間內(nèi)就可以達到節(jié)能改造的目的。

(4)適用范圍：該方案適用于原有采暖系統(tǒng)為水平串聯(lián)式系統(tǒng)的建筑；串聯(lián)散熱器組數(shù)過多時；各層有不同使用功能或不同溫度要求的建筑。

(5)不足：比水平單管串聯(lián)式安裝相對比較復(fù)雜，排氣不便；在水平串聯(lián)散熱器過多時，容易引起水平失調(diào)現(xiàn)象，即前端過熱而末端過冷。每組散熱器上增加冷風(fēng)閥來手動排氣，在單戶控制系統(tǒng)中，由于環(huán)路短，水平連接散熱器的數(shù)量一般均小于20組，所以單戶的平衡問題可以不必考慮。此種改造方案由于增加了入口熱計量裝置和入戶熱計量裝置，并將調(diào)節(jié)閥改為溫控閥，故增加了系統(tǒng)的投資，使每戶的投資費用增加。

4戶內(nèi)水平并聯(lián)系統(tǒng)

（1）改造對象：戶內(nèi)為水平單管系統(tǒng)或者上供上回雙管系統(tǒng)時，宜改造成此種方案，在原有系統(tǒng)的入戶管處加裝戶用熱計量裝置。將戶內(nèi)水平串聯(lián)系統(tǒng)改造為水平并聯(lián)式系統(tǒng)。

(2)改造方案：首先在入口裝置中加設(shè)一個熱量表；其次在樓梯間加設(shè)一個管道豎井，豎井內(nèi)的管道為雙管式，并按規(guī)范設(shè)保溫層，入戶管道上設(shè)熱量表，鎖閉閥。然后將戶內(nèi)散熱器水平并聯(lián)，散熱器設(shè)溫控閥。

(3)特點：

第一：此種改造方案對原有系統(tǒng)的形式做了很大的調(diào)整，經(jīng)過系統(tǒng)改造，緩和了系統(tǒng)的垂直失調(diào)現(xiàn)象；

第二：供、回水支管均暗敷在本層地面墊層內(nèi)，并采取外加軟性塑料套管等保溫措施，以防地面開裂，室內(nèi)無供回水干管，屋頂美觀；

第三：管道無穿過各層樓板的立管，施工方便;

第四：由于每戶均有單獨的入戶裝置，便于分層管理和調(diào)節(jié)；

第五：通過溫控閥調(diào)節(jié)散熱器的流量，在保證用戶舒適性的前提下，它的節(jié)能效果更加明顯，該系統(tǒng)是一個變流量系統(tǒng)，鍋爐房水泵還應(yīng)采用變頻調(diào)速裝置；

第六：該方案雖然要增加初期投資，但其節(jié)電效果顯著。

(4)適用范圍：該方案適用于原有房屋結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)，房屋建造時間不長，用戶對室內(nèi)美觀有一定要求的場所，改造面積大，資金充足，建議使用該方案。

(5)不足：此種改造方案既要拆除原有系統(tǒng)，又要重新進行施工，包括地板的重新改造，因此施工量大，施工時間相對較長；對于上供上回系統(tǒng)原有系統(tǒng)中除散熱器可用外，其余均不可再用，因此改造所需的管網(wǎng)和新建住宅樓相同，此方案中還加設(shè)了熱量表、鎖閉閥以及溫控閥，故增加了改造費用，使每戶的投資費用增加；系統(tǒng)阻力與原有系統(tǒng)有很大的差異，必須經(jīng)過嚴(yán)格的水力計算后才能與原有入戶管道相連；由于埋地敷設(shè)，故此對管道接頭限制嚴(yán)格。地板上增加約40厚的水泥砂漿，增加了建筑改造投資；為了便于排氣，每組散熱器需增設(shè)手動跑風(fēng)門。

5低溫地板輻射系統(tǒng)

(1)改造對象及適用范圍：當(dāng)原有系統(tǒng)廢棄不用時，且房屋結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)時，可采用該系統(tǒng)。

(2)改造方案：在樓梯間處設(shè)管道井，并將采暖供回水總立管輻射在管道井內(nèi)，并設(shè)置入戶裝置，在門口處或者客廳處設(shè)置分集水器，地面輻射采暖塑料管。

(3)特點：

第一：由于每戶均有單獨的入戶裝置，便于分層管理和調(diào)節(jié)；

第二：管道均暗敷在本層地面墊層內(nèi)，故室內(nèi)無供回水干管，屋頂美觀；

第三：熱氣自下而上，室內(nèi)溫度均勻。符合人體生理需求；

第四：該方案雖然要增加初期投資，但其節(jié)電效果顯著；

第五：埋地管道采用高強度的鋁塑復(fù)合管，耐腐蝕性強，不易結(jié)垢，安裝方便。

（4)不足：原有系統(tǒng)廢棄不用，因此改造費用很高;且施工時必須破壞原有地面，施工量大，施工時間相對較長;此方案中還加設(shè)了熱量表、鎖閉閥以及溫控閥，故增加了改造費用，使每戶的投資費用增加;系統(tǒng)阻力與原有系統(tǒng)有很大的差異，必須經(jīng)過嚴(yán)格的水力計算后才能與原有入戶管道相連。結(jié)束語本文介紹了既有居住建筑節(jié)能改造方式，詳細分析了各種改造方式的特點、適用范圍和不足，定性的分析了改造的效果。由于改造對象系統(tǒng)復(fù)雜、結(jié)構(gòu)多樣，以及建筑物的具體情況，和解決改造費用的渠道，可以根據(jù)實際情況選擇不同的改造方案。

參考文獻：

[1]李德英.建筑節(jié)能技術(shù)[M].北京:機械工業(yè)出版社，2006.

[2]李德英主編.供熱工程[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2004.

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