南京既有住宅更新節(jié)能改造研究

■ 向 雷 XIANG Lei 萬文霞 WAN Wenxia 陸 蕾 LU Lei

0 引言

隨著近年來中國經濟的高速增長和我國城市化進程的快速推進，我國居民生活水平也在不斷提高。而全國各大城市中存在著許多20世紀七八十年代修建的住宅，這些住宅沒有達到其建筑設計使用年限，但存在耐久性較差、安全性不高、功能缺失、節(jié)能性較弱、舒適性不足、環(huán)保性不佳等問題。節(jié)能改造將極大提升居住環(huán)境舒適度，讓舊房變“新”居，只有堅持對這一時期既有住宅進行節(jié)能改造更新，才能最終實現(xiàn)城市和建筑科學合理的改造和更新。

1 項目概況

近年來，我國在各大城市開展老舊小區(qū)改造試點，住建部部長王蒙徽表示，推進老舊小區(qū)改造，有利于改善居民的居住條件和生活品質，提高群眾獲得感、幸福感和安全感；有利于加強和創(chuàng)新基層社會治理，打造共建共治共享的社會治理格局。2017年，南京市政府頒布并實施了《南京城墻保護和利用兩年行動計劃》，計劃中開展沿線環(huán)境整治工作，涉及建筑整治總面積約1 000萬m2，整治區(qū)域面廣量大。

其中，位于夫子廟長樂路白鷺公園南大門附近的白鷺新村（圖1）為首批節(jié)能改造試點小區(qū)。項目建于1976年，小區(qū)由5幢5層住宅組成，建筑體系為磚混結構，建筑面積約11 500 m2，共計225戶居民。白鷺新村由于年久失修，房屋質量令人擔憂，并且小區(qū)道路狹窄，設施破舊不全，安全隱患嚴重，人居環(huán)境質量與生活質量也不盡人意，主要體現(xiàn)在如下幾個區(qū)域。

（1）白鷺新村墻體為黏土磚墻（圖2），從建成至今，經歷過一次外墻面粉刷翻新，但由于基層墻體質量太差，修繕后效果并未維持太久。現(xiàn)場墻面風化空鼓嚴重，疏松開裂漏水情況較多，大面積面層剝落，磚縫填充灰沙且灰縫極易松動破壞。老舊墻面并未設置任何保溫層，夏熱冬冷，熱損耗較大。

（2）白鷺新村建成初期為平屋頂，為改善住宅性能和美化建筑物外觀視覺效果，后在政府支持下將平屋面改建成坡屋頂。但作為平改坡透氣作用的老虎窗防雨百葉脫落，反而成為漏雨重點部位（圖3），屋面太陽能的粗暴安裝亦導致瓦片損壞漏雨。在平改坡建造時澆筑的反梁區(qū)域形成獨立的格間，導致漏入的雨水無法排到天溝中。天溝面層剝落情況嚴重，落葉雜草淤塞天溝、雨水落口，導致屋面排水不暢，積水較多。以上漏雨及積水現(xiàn)象影響屋面保溫與防水。

圖1 改造后白鷺新村小區(qū)

圖2 改造前外墻現(xiàn)狀

（3）老舊小區(qū)普遍存在由居民自發(fā)更換外窗、陽臺封閉等情況，傳統(tǒng)外窗形式各異影響美觀。同時，外窗所使用的型材和玻璃傳熱系數(shù)過大，導致保溫性能較差，而且由于外窗材料老化而導致氣密性降低，致使房屋內部冬冷夏熱，居民的生活質量嚴重下降。因此，窗體成為老舊小區(qū)住宅節(jié)能性能的短板之一。

（4）陽臺及窗臺的遮陽遮雨設計在20世紀七八十年代的住宅中并不常見。但因南京為亞熱帶濕潤氣候，雨水充沛，春秋短、冬夏長，冬夏溫差顯著，因此，居民普遍采取在外窗以及陽臺上檐安裝遮陽遮雨棚等措施。而大多數(shù)居民選擇加裝價格低廉的透光板或布藝材料的雨棚，然而其中大部分已經銹蝕老化，防雨遮陽性能降低，甚至存在墜落的安全隱患。

2 節(jié)能技術改造前現(xiàn)狀

建筑圍護結構保溫隔熱性能的優(yōu)劣是影響建筑能耗高低最直接的因素，因此，建筑屋面及外立面保溫體系是影響建筑能耗的關鍵部位，是評判建筑是否節(jié)能的重要標準。該項目的節(jié)能改造技術和標準參照《江蘇省居住建筑熱環(huán)境和節(jié)能設計標準》（DGJ32J 71—2014） 中節(jié)能標準。

2.1 住宅外墻

圖3 改造前屋面現(xiàn)狀

墻體在建筑圍護體系能耗中占比較大，約為25%～40%，因此，墻體節(jié)能成為建筑節(jié)能的重要組成部分。而住宅外墻面積占比更大，若能改善墻體的性能將顯著提升住宅的節(jié)能效果。以20世紀70～90年代住宅外墻常用構造（圖4）作為依據(jù)，對其進行熱工性能驗算，240 mm外墻傳熱系數(shù)K和熱惰性指標D分別為2.04和3.65，370 mm外墻傳熱系數(shù)K和熱惰性指標D分別為1.54和5.36，驗算結果均無法達到夏熱冬冷地區(qū)K≤1.2，D＞2.5的要求。

2.2 住宅屋面

屋面在傳統(tǒng)圍護體系中能耗占比約為7%～9%，良好的屋頂保溫隔熱措施能夠阻止外界氣溫對建筑室內的直接影響，從而降低空調能耗。通過對我國夏熱冬冷地區(qū)常用的鋪設珍珠巖保溫層或架空格隔熱板兩種屋面（圖5）熱工性能進行驗算，其傳熱系數(shù)K分別為1.59和3.12，熱惰指標D分別為2.38和1.63。均不滿足夏熱冬冷地區(qū)屋面要求K≤0.5、D≥3.0的保溫標準。屋面鋪設保溫隔熱層屬于舊住宅節(jié)能改造的主要措施之一，起到改善屋面熱工性能和保護面層及防水層的作用。

2.3 住宅外窗

白鷺新村改造前外窗多以鋼框、木框、塑鋼框單層玻璃窗為主。此類外窗框材及單玻導熱系數(shù)過高，導致整個窗體的熱工性能較差，材料老化也致使氣密性降低。就老舊住宅而言，門窗的能耗約占建筑圍護部件總能耗的40%～50%，外窗耗能量大使其成為建筑節(jié)能中最為薄弱的一環(huán)，因此，既有住宅外窗改造是建筑節(jié)能改造中考慮的首要部位。

圖4 改造前外墻構造做法

圖5 傳統(tǒng)屋頂保溫做法

3 節(jié)能技術措施解析

由于既有建筑改造本身的特點，加之項目工期控制的要求及對改造成本的控制，在充分考慮可實施性與經濟性的情況下，該改造項目從以下幾個方面實施節(jié)能改造。

3.1 外墻節(jié)能改造

白鷺新村外墻面改造，首先，鏟除即將剝落的粉刷層面至基層，清理基層后灰縫重新勾縫，灰縫要剔深1cm，清除墻體表面松散顆粒后用聚合物抗裂砂漿嵌縫滿刷，以提升原墻體強度。其次，保溫層的設置，在抗裂砂漿處理過的墻面上用水泥砂漿找平，并壓入鋼絲網一層防止開裂，再刷防水涂料后，加貼30mm石墨聚苯乙烯板薄抹灰系統(tǒng)（每層設置300mm高A1級發(fā)泡陶瓷保溫板隔離帶）并用專用錨固件固定，掛金屬網滿刷5mm厚專用抹面砂漿，并滿刷防水涂料。最后，粉刷兩遍防水抗裂膩子后，粘貼或噴涂飾面層，完成面層施工（圖6）。

改造完成后，經過節(jié)能計算，外墻的傳熱系數(shù)K及熱惰性指標D分別為0.80與3.99，滿足規(guī)范中第5.2.1～5.2.6條外墻傳熱系數(shù)、熱隋性指標（K≤1.0，D≥3.0）的要求（表1）。

3.2 窗戶節(jié)能改造

在改造中，整個小區(qū)的外窗全部更換成雙層中空隔熱斷橋鋁合金窗，原開敞樓梯間做外窗封閉處理。外窗所采用的玻璃均為6+12A+6中空玻璃，同時,窗戶上口統(tǒng)一加設了遮陽遮雨棚。通過節(jié)能計算，外窗開啟比滿足《江蘇省居住建筑熱環(huán)境和節(jié)能設計標準》（DGJ32/J71—2014）第5.2.12條≥30%的要求。

該項目主要進行整窗拆換改造，在縫隙部位設置耐久性和彈性好的密封件。改造所用斷橋鋁合金外窗的傳熱系數(shù)2.8W/（m2K），抗風強度3級，氣密性達到6級，水密性3級，窗戶改造實施面積約3 250m2（圖7）。

3.3 屋面節(jié)能改造

白鷺新村頂樓屋面改造，鏟除原有平屋頂屋面面層，對其重新進行防水保溫改造處理措施，在基層清理干凈后，滿刷涂兩遍聚氨酯防水涂料，噴涂30mm厚發(fā)泡聚氨酯保溫材料，最后，面層做5mm厚抗裂砂漿保護處理。對于平改坡屋面，坡屋面采用同質瓦修復，原骨架做除銹防銹處理，從而再次提升屋面的保溫隔熱和防水性能。

圖6 外墻節(jié)能構造做法

表1 改造后墻體構造熱工性能計算表

圖7 白鷺新村改造后建筑外觀

改造后的屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)1.68，熱惰性3.369，滿足《江蘇省居住建筑熱環(huán)境和節(jié)能設計標準》（DGJ32J 71—2008）中屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)＞1.67，熱惰性＞3.0的要求（表2）。屋面聚氨酯保溫改造面積約為2 745 m2（圖8、9）。

圖8 屋面構造做法

圖9 改造后屋面鳥瞰圖

表2 屋面改造后整體熱工性能計算表

3.4 外遮陽節(jié)能改造

改造中，對居民自行加裝的老化破損遮陽遮雨棚全部拆除，直接更換選用安全性、耐候性、耐火性好的材料，不進行對原有破損構件的更換及修補。改造后的遮陽遮雨棚龍骨采用質量安全可靠的不銹鋼骨架焊接而成，面板選用4.5mm厚聚碳酸酯樹脂PC板材，這種板材因其表面附著UV涂層，可以吸收紫外線輻射，因此，具有良好的耐久性且節(jié)能環(huán)保。對封閉陽臺、房間外窗加設600mm寬的外挑遮陽雨棚（圖10～12）。

4 改造后節(jié)能評價

經過權衡計算，使得項目達到《江蘇省居住建筑熱環(huán)境和節(jié)能設計標準》（DGJ32 J71—2014）中節(jié)能65%標準。表3為改造前后能耗所示為權衡計算結果，工程設計值小于規(guī)范限值。

通過該項目節(jié)能改造后相關數(shù)據(jù)分析，外墻、門窗、屋面的改造，很大程度提升了建筑的節(jié)能性能。除此之外，節(jié)能模型為了在計算中簡便易行，簡化了不少構件，例如，外墻的外遮陽構件，屋面的架空平改坡等一系列措施，都對節(jié)能有著積極作用。除此之外，在建筑設備改造中，將建筑屋面原有太陽能熱水器進行統(tǒng)一更換，樓梯走道等公共區(qū)域照明燈具統(tǒng)一更換為LED燈具，并采用觸摸感應技術控制。

5 結語

白鷺新村小區(qū)建筑節(jié)能改造后，解決了原老舊建筑墻體和窗戶等建筑構件防水性能差、氣密性差、冷熱橋等問題導致的墻體滲漏、結露發(fā)霉等現(xiàn)象，保溫隔熱性能也得到改善，延續(xù)了建筑使用壽命。

圖10 遮陽雨蓬詳圖

圖11 遮陽雨棚構造圖

圖12 遮陽雨棚與窗戶遮陽板實景

表3 改造前后能耗計算結果

然而，根據(jù)《江蘇省居住建筑熱環(huán)境和節(jié)能設計標準》第6節(jié)的相關規(guī)定性指標設計要求，該項目由于分戶樓板未采取節(jié)能改造措施，導致該住宅整體建筑不能滿足節(jié)能要求。這是由于在既有建筑改造中，對室內樓板墻板的節(jié)能改造操作難度太大，粗暴地將老舊住宅改造套用現(xiàn)行的新建建筑標準不切實際，所以，呼吁相關部門出臺適用于既有住宅改造建筑項目的節(jié)能改造指導辦法作為補充說明，這將更有利于既有住宅節(jié)能改造的廣泛推廣和實施。