太原市某既有居住小區節能與熱計量改造分析

朱 磊 趙永攀 呂雅珺

1 基本情況

該小區建于20世紀80年代末、90年代初，總建筑面積48 539.05 m2，共有居住建筑14棟，全部為磚混結構5層～6層預制板房，配有地下室。由于建造年代較早，缺乏必要的保溫措施。盛夏時，室內炎熱，空調開啟時間延長;進入采暖期，室內寒冷，生活區域多數達不到正常室溫要求，部分居民被迫采用電爐、電暖氣等電取暖設施提高室溫，浪費了寶貴優質能源的同時，大大增加了居住環境火災安全隱患。

2 建筑節能與供熱診斷

2.1 圍護結構

小區內建筑物主體結構完整，無影響正常使用的結構變形。建筑墻體原為370 mm粘土實心磚墻，內外均無保溫措施;屋面采用150 mm厚蛭石保溫，防水層多年未修;屋頂檐口、外墻等部位出現不同程度鹽析、結露等情況;外窗原為木框單玻，現住戶大部分已自行改為鋁合金窗或單玻塑鋼窗;原有未更換的木質門窗均有不同程度的起翹、變形;單元入口向北，沒有單元門等避風措施。

2.2 采暖用能系統

2.2.1 供熱系統

一臺4 t鍋爐為小區供暖，供回水溫度為95℃～70℃。因采暖系統年久老化，管道和散熱設備銹蝕，造成管道堵塞，供、回水水流速度慢;管道保溫采用珍珠巖瓦保溫，多處損壞，管路多處存在跑、冒、滴、漏現象，熱損失大;采暖系統沒有安裝調節閥，系統不能進行有效水力平衡。

2.2.2 末端用能系統

采用單管上供下回同程式采暖系統，SGZ-3-640鋼柱散熱器，因采暖系統年久老化，管道和散熱設備銹蝕，造成管道和散熱設備堵塞，暖氣片散熱不充分;戶內末端采暖系統沒有安裝調節閥，室內散熱器前沒有安裝室溫調節裝置，不能有效平衡溫度差異。

3 改造方案

3.1 圍護結構

為保護小區內建筑結構，減少凍融影響，采用了外保溫設計，綜合考慮經濟、防火安全及性能要求，最終選定如下做法:

外墻，選用氧指數不小于30%，厚度為50 mm的擠塑板作為外保溫材料，使用薄抹灰系統，錨固、粘結處理，并按照防火規范設置了一條30 cm寬巖棉防火隔離帶。同時，在離地1.5 m高處設置水泥6 cm加厚保護層。屋面，為減少施工可能造成頂層住戶房屋漏水的影響，沒有采用剝離清除原有保溫和防水結構的做法，同時因建筑屋面屬上人屋面，故而采用倒置保溫屋面做法:清洗干凈原屋頂表面后，粘結氧指數不小于30%，厚度為45 mm的擠塑聚苯板，上覆50 mm C20細石混凝土保護層，外鋪4 mm厚帶鋁箔保護層的SBS防水卷材。外窗及公共走道，更換為5 mm+9 mm+5 mm的塑鋼中空推拉窗，同時加裝具有保溫隔熱和防火功能的單元樓宇防盜門。不采暖地下室頂板，根據消防安全和節能保溫要求，選用不燃的RTF自控相變儲能節能材料，涂層厚度40 mm。該材料利用物質兩態變化，達到調溫隔熱的作用。其潛熱值不小于2 000 kJ/m，當量導熱系數不大于0.029 W/(m·K)，是一種新型的隔熱調溫材料。

3.2 供熱計量

為降低對住戶的影響，改造方案選擇了在原有上行下給供熱方式的基礎上，改為上供下給、單管跨越的供熱方式。在每個散熱器前加裝一個三通測溫平衡調節閥和流量熱能分配器，使用三通閥調節室內溫度，流溫法分配系統進行熱計量。

3.3 供熱管網及熱源

由于管網堵塞，對庭院供熱管道進行了更換，管道外噴涂50 mm厚聚氨酯保溫層，并在樓棟采暖入口處安裝熱計量表和流量控制閥(或壓差控制閥)，以便于熱計量和采暖系統水力平衡。

熱源方面，將原有4 t鍋爐拆除，在原有鍋爐房處與市熱力公司合作，建設加熱站，納入市政熱力管網，保證供暖溫度的同時減少鍋爐燃燒帶來的環境污染等問題。

4 改造完成效果

4.1 經濟效益

整個小區的改造投資為1 495.54萬元，單方造價308.11元。享受國家節能改造獎勵資金和政策優惠后，業主實際投資145.62萬元，相當于30元/m2。經過改造后，建筑物使用壽命顯著增加，至少可以延續30年～40年，相當于年改造費用為1元/(m2·年)～0.75元/(m2·年)。經過改造，房屋保溫性能大大提高，熱舒適顯著提升，并且減少采暖制冷費用。經測算，年可節約采暖制冷費4.95元/m2，個人投資靜態投資回收期為6年左右，建筑自然壽命內可實現收益99元/m2～148.50元/m2，年化投資收益率為16.50%～24.75%。隨著世界性能源短缺，能源價格進一步上漲，靜態投資回收期會進一步縮短，投資收益率會進一步提高。

4.2 社會環境效益

經測算按照50%的標準，太原地區改造1 m2既有居住建筑，可以節約采暖制冷標煤消耗13.95 kg/年，減少二氧化碳排放34.89 kg/年，減少粉塵顆粒排放0.21 kg/年，減少二氧化硫排放0.28 kg/年。太原市目前具有改造價值的既有非節能建筑約1 500萬m2，這些建筑全部改造完成后，年可節約標準煤20.93萬t，減少二氧化碳排放53.33萬t，減少粉塵顆粒排放0.31萬t，減少二氧化硫0.42萬t。除極大改善大氣環境，減少能源消耗外，通過改造還有效解決了冬季供暖不熱這個民生問題。該小區原來的建筑由于沒有保溫措施，再加上熱網損壞較嚴重，居民對冬季的采暖問題反映強烈。經過改造后，雖然剛剛過去的冬季是近年來最冷的一個冬天，但是小區居民對室內溫度表示滿意，室內溫度達到了18℃ ±2℃的國家供熱標準。

5 改造中遇到的問題

5.1 施工圖設計問題

由于節能與供熱計量改造工作開展時間不長，與改造相關施工圖集等不健全，施工圖設計人員大多數直接套用新建建筑保溫設計圖集進行設計，導致按圖施工時出現屋頂改造時漏雨，外墻基地處理不當等問題。

5.2 業主認知程度問題

小區改造，尤其是涉及入戶改造的內容，由于涉及人員眾多，例如本小區涉及900余戶，近3 000人。人們對建筑節能的認知程度有較大差別，因而配合程度也不盡相同。業主的不配合，經常會因為幾戶阻撓了整棟房屋的改造進度。由于業主大部分為非專業人士，對建筑節能標準不太了解，只能從基本材料的使用等方面進行辨別，而建筑物構造、位置等不同對建筑采暖能耗影響很大，因而同一標準采用的材料不盡相同，導致樓棟間業主的誤解。

6 結語

既有居住建筑節能與供熱計量改造，在投資回報及技術方面都是成熟的項目。它既是國家解決環境和能源問題的一把利劍，也是解決北方地區群眾采暖問題，提高居住熱舒適的保障。同時，由于改造的特殊性，決定了它是一項細致的工作，需要做大量群眾工作，開展廣泛的宣傳，從業主的角度出發，對每個環節精益求精。隨著這項工作的不斷深入，百姓對建筑節能工作的了解不斷加深，新技術和新材料的不斷開發應用使這項利國利民的工程得到越來越多人的支持，為保護我們生存的環境，減少能源消耗，造福子孫后代做出積極的貢獻。

[1]劉玉偉，趙海江，朱 磊，等.太原供熱計量分戶試點項目調研報告[J］.建設科技，2008(23):70-73.

[2]張 欽，王建國，祁 飛.某地區住宅建筑節能現狀分析與對策研究[J］.山西建筑，2010，36(19):243-244.