城區(qū)平房節(jié)能改造施工的可行性研究

郝靜

(北京宜房投資管理集團(tuán)有限公司，北京 100000)

Hao Jing(Beijing Yifang Investment Administration Group Co.，Ltd，Beijing 100000，China)

城區(qū)平房節(jié)能改造施工的可行性研究

郝靜

(北京宜房投資管理集團(tuán)有限公司，北京 100000)

在北京市西城平房保溫示范性工程基礎(chǔ)上，運(yùn)用定性和定量的數(shù)據(jù)分析方法，探討了平房房屋保溫改造的技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)適用性，促進(jìn)了城市平房節(jié)能改造工程的快速發(fā)展。

平房，節(jié)能改造，耗熱量，經(jīng)濟(jì)性

隨著建筑科技的進(jìn)步和城市發(fā)展的需要，節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的理念深入人心，建設(shè)“節(jié)能減排”的低碳城市成為北京城市建設(shè)發(fā)展的一個(gè)方向。2007年開(kāi)始，北京市委、市政府啟動(dòng)了大規(guī)模、成批量的平房“煤改電”工程，工程改變了平房區(qū)的采暖方式，降低了燃煤對(duì)環(huán)境的污染。由于城區(qū)平房年代久遠(yuǎn)、主體破舊、設(shè)施老化、圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量大，冬季電暖氣供熱效果不佳，電能浪費(fèi)嚴(yán)重。本文主要圍繞有效解決平房房屋圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量高的問(wèn)題，在對(duì)西城平房保溫示范性施工進(jìn)行調(diào)研分析的基礎(chǔ)上，從耗熱量概括分析、施工材料選擇、技術(shù)施工可行性和成本費(fèi)用的適用性進(jìn)行研究探討。

1 保溫示范工程概況

1.1 工程概況

西城保溫示范工程選擇樣本為雙柳樹(shù)地區(qū)已進(jìn)行“煤改電”改造工程的36個(gè)院落、379間房屋，總計(jì)5 000 m2外墻。該地區(qū)平房多為普通三類平房，外墻多為紅磚240 mm或370 mm，有起脊和平臺(tái)屋頂，起脊房屋有石膏吊頂，門窗為普通單層木門窗，地面不保溫，房屋面積不大，住戶人員較多，且有自建的臨時(shí)性房屋，院落內(nèi)雜亂，圍護(hù)結(jié)構(gòu)整體散熱系數(shù)高。圖1為一處起脊的房屋。

圖1 雙柳樹(shù)一處圍護(hù)結(jié)構(gòu)平面、立面圖

東立面有相鄰住人房屋，相鄰溫差不超過(guò)5℃，為保溫墻體;北立面房屋外為鄰院自建煤棚，不住人且不能做外墻保溫施工;地面為非保溫地面，門窗為普通木門窗，南向一門一窗，屋內(nèi)有石膏吊頂;便于計(jì)算，忽略圖1中一處平頂自建房，房間內(nèi)隔斷不影響計(jì)算結(jié)果。

1.2 平房耗熱量概括分析

影響一般建筑物耗熱量因素中，圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量是影響房屋耗熱量大小最主要的因素，也是進(jìn)行保溫施工研究的重點(diǎn)。圍護(hù)結(jié)構(gòu)是指圍合建筑空間四周的墻體、門、窗等構(gòu)成建筑空間，抵御環(huán)境不利影響的構(gòu)件(也包括某些配件)。通常認(rèn)為城區(qū)老舊平房的保暖性差、散熱大，耗熱量一般是樓房房屋的2倍～3倍。目前北京城市中心區(qū)的老舊平房多是解放后翻建普通磚墻房屋，不屬于古建建筑，圍護(hù)結(jié)構(gòu)多沒(méi)有保溫，墻體和屋頂較老式房屋也要薄很多，門窗多為普通單層木門窗，地面不保溫，耗熱量相當(dāng)大?！懊焊碾姟笔┕ず?，電采暖效果不理想，冬季室內(nèi)溫度低，且耗電量大。本文著重研究分析影響最大的外墻保溫。

1.3 保溫材料分析

我國(guó)建筑外墻常用的保溫材料主要分為有機(jī)材料和復(fù)合或無(wú)機(jī)保溫材料兩類，前者本身易燃燒，無(wú)法達(dá)到公安部規(guī)定A級(jí)的材料，與外墻保溫材料有關(guān)的火災(zāi)頻發(fā)。具有不燃性的無(wú)機(jī)保溫材料具有不燃或難燃性，得到更大的推廣，逐漸應(yīng)用于現(xiàn)在的建設(shè)外墻保溫施工中。西城平房保溫示范性施工的地區(qū)處于城市中心區(qū)內(nèi)，胡同狹窄，人員居住密集，房屋自建搭設(shè)無(wú)序，防火的問(wèn)題十分突出，工程中實(shí)際選擇防火性能更好的膨脹?；⒅楸厣皾{作為平房外墻保溫材料。

2 工程效果分析研究

2.1 外墻保溫定性分析

1)未做外墻保溫房屋熱工分析。

a.圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量。

原墻體圍護(hù)傳熱系數(shù):

外墻370 mm，重砂漿粘土磚砌塊導(dǎo)熱系數(shù)λ=0.81 W/(m·K);水泥砂漿取30 mm，導(dǎo)熱系數(shù)λ=0.93 W/(m·K);內(nèi)表面換熱系數(shù)αn=8.7 W/(m2·℃);外表面換熱系數(shù)αw=23 W/(m2·℃);房屋磚墻的導(dǎo)熱系數(shù) R0=0.37/0.81+0.03/0.93+1/8.7+ 1/23=0.638 m·K/W;原圍護(hù)墻體的傳熱系數(shù)K0=1/0.638= 1.57 W/(m2·℃)。

門窗傳熱系數(shù):

查表得:木門傳熱系數(shù)K0=4.56 W/(m2·℃);木窗傳熱系數(shù)K0=5.82 W/(m2·℃)。

非保溫地面?zhèn)鳠嵯禂?shù):

查表得:第一地帶K0=0.47 W/(m2·℃);第二地帶K0= 0.23 W/(m2·℃)。

頂棚傳熱系數(shù):

望板厚度50 mm，導(dǎo)熱系數(shù)λ=0.35 W/(m·K);

泥灰背厚度50 mm，導(dǎo)熱系數(shù)λ=0.87 W/(m·K);

2遍30 mm防水卷材，導(dǎo)熱系數(shù)λ=0.17 W/(m·K);

水泥瓦和水泥總厚度80 mm;導(dǎo)熱系數(shù)λ=0.87 W/(m·K);

室內(nèi)吊頂12 mm;導(dǎo)熱系數(shù)λ=0.35 W/(m·K)。

R0=1/8.7×2+0.05/0.35+0.05/0.87+0.03/0.17×2+

1/23×2+0.08/0.87+0.012/0.87=0.996 m·K/W;

K0=1/0.996=1.004 W/(m2·℃)。

《暖通規(guī)范》規(guī)定，北京市供暖室外計(jì)算溫度tw=－9℃。冬季室內(nèi)供熱溫度不低于18℃，室內(nèi)計(jì)算溫度tn=18℃。此次計(jì)算東、南、西三面朝向修正系數(shù)為－5%，北面不修正;高度、風(fēng)向均不修正［1］。

圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量Q1=12 909.37 W。

b.縫隙法計(jì)算冷風(fēng)滲透耗熱量:

總滲透量:V=2.88×54.4×0.15=23.5 m3/h;

冷風(fēng)滲透耗熱量 Q2=0.278×23.5×1.34×1×［18－(－9)］=236.36 W。

c.外門冷風(fēng)侵入耗熱量:Q3=0.65×(1 146.81+226.62)= 892.72 W。

綜上，房屋總熱負(fù)荷為:Q=Q1+Q2+Q3=12 909.37+236.36+ 892.72=14 038.47 W。

2)外墻保溫后房屋耗熱量。

保溫砂漿50 mm，導(dǎo)熱系數(shù)λ=0.07 W/(m·K);外墻導(dǎo)熱系數(shù):R0'=0.37/0.81+0.03/0.93+1/8.7+1/23+0.05/0.07= 1.352 m·K/W;保溫墻體傳熱系數(shù) K'=1/1.352=0.74 W/ (m2·℃);保溫后房屋總熱負(fù)荷:Q'=Q1'+Q2+Q3=10 136.25+ 236.36+892.72=11 265.33 W。

計(jì)算得出，進(jìn)行外墻保溫使房間的耗熱量從14 038.47 W減少到11 265.33 W，減少了2 773.13 W，下降了19.75%，外墻保溫施工理論上是可行的。施工前后耗熱量對(duì)比見(jiàn)圖2。

圖2 施工前后耗熱量對(duì)比圖

2.2 外墻保溫定量分析

施工完成后，繼續(xù)進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)，雙柳樹(shù)某處房屋在進(jìn)行保溫前后測(cè)溫的分析對(duì)比如圖3所示。從圖3可以看出，保溫前后的室內(nèi)溫度變化趨勢(shì)呈正相關(guān)關(guān)系。另外，在相同條件下，24 h內(nèi)保溫后的溫度均高于保溫前的溫度，其平均溫度差值為2.8℃。由此可以得出，實(shí)施外墻保溫后，節(jié)能效果非常明顯，室內(nèi)溫度分布均勻，采暖質(zhì)量亦有較大提高的結(jié)論。

圖3 測(cè)試房屋溫度對(duì)比圖

2.3 外墻保溫施工經(jīng)濟(jì)性分析

西城保溫示范工程工程預(yù)算金額210萬(wàn)元，平均每間房屋改造金額約5 540元。以地區(qū)平均每間房屋15 m2，使用2 000 W電暖氣，每天使用15 h，每度電0.5元計(jì)算，進(jìn)行節(jié)能改造施工可以降低圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量19.75%，見(jiàn)表1。

表1 改造房屋造價(jià)費(fèi)用分析

由表1可知，工程靜態(tài)投資回收期是15.6年，時(shí)間較長(zhǎng)于一般工程，主要原因?yàn)槭┕げ捎玫呐蛎洸；⒅楸胤阑鹕皾{材料費(fèi)用支出高。實(shí)際施工過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)情況復(fù)雜，其他因素都會(huì)增加施工費(fèi)用。這些情況在一定程度上降低了外墻保溫施工的效果，增加了施工費(fèi)用，延長(zhǎng)了項(xiàng)目靜態(tài)投資回收期。

平房保溫工程作為政府的一項(xiàng)民生工程，工程的實(shí)施與否不會(huì)單從投資收益考慮，國(guó)家和有關(guān)部門更多的是考慮改善居民的生活舒適度，建設(shè)低碳環(huán)保的北京大環(huán)境。進(jìn)行外墻保溫施工，降低房屋耗熱量是有必要且必須進(jìn)行的，制定適合的施工方法達(dá)到房屋保溫效果，降低工程費(fèi)用才是我們應(yīng)該探尋和研究的。

3 結(jié)語(yǔ)

西城平房保溫示范工程已經(jīng)竣工，通過(guò)定性和定量分析得出，進(jìn)行平房保溫施工可以降低房屋圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量，達(dá)到節(jié)能減排和提高居住舒適度的目的。目前，平房保溫工程還只是在前期的調(diào)研階段，隨著北京低碳城市的建設(shè)，節(jié)能減排是發(fā)展的必然方向，中心城區(qū)的老舊平房保溫工程也是勢(shì)在必行。此外，進(jìn)行平房房屋外墻、屋頂、門窗的全方位保溫，才能更好的解決平房房屋耗熱量大的問(wèn)題，最終在保持和延續(xù)舊城傳統(tǒng)風(fēng)貌的基礎(chǔ)上，推廣平房保溫工程的實(shí)施，降低建筑能耗，減少資源浪費(fèi)。

［1］ 賀 平，孫剛.供熱工程［M］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1993.

［2］ 沈 嬌，介鵬飛，李德英.北京市西城區(qū)舊城改造的可行性研究［J］.建筑科學(xué)，2010(2):100.

［3］ 鄭孜明.建筑節(jié)能和外墻保溫施工技術(shù)［J］.中華民居，2012 (3):98.

［4］ 錢小虎.現(xiàn)代建筑技術(shù)在仿古建筑中的應(yīng)用［J］.山西建筑，2009，35(7):58-59.

Study on the feasibility of urban bungalow energy-saving transformation construction

Based on west Beijing city bungalow thermal insulation demonstration engineering，the paper selects qualitative and quantitative data analysis method，explores the bungalow thermal insulation transformation technology feasibility and economy adaptability，which promotes the fast development of urban bungalow energy-saving transformation engineering.

bungalow，energy-saving transformation，heat consumption，economy

Hao Jing
(Beijing Yifang Investment Administration Group Co.，Ltd，Beijing 100000，China)

TU201.5

A

1009-6825(2016)35-0199-02

2016-10-08

郝 靜(1981-)，女，工程師