城區平房節能改造施工的可行性研究

郝靜

(北京宜房投資管理集團有限公司，北京 100000)

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

城區平房節能改造施工的可行性研究

郝靜

(北京宜房投資管理集團有限公司，北京 100000)

在北京市西城平房保溫示范性工程基礎上，運用定性和定量的數據分析方法，探討了平房房屋保溫改造的技術可行性和經濟適用性，促進了城市平房節能改造工程的快速發展。

平房，節能改造，耗熱量，經濟性

隨著建筑科技的進步和城市發展的需要，節約能源、保護環境的理念深入人心，建設“節能減排”的低碳城市成為北京城市建設發展的一個方向。2007年開始，北京市委、市政府啟動了大規模、成批量的平房“煤改電”工程，工程改變了平房區的采暖方式，降低了燃煤對環境的污染。由于城區平房年代久遠、主體破舊、設施老化、圍護結構耗熱量大，冬季電暖氣供熱效果不佳，電能浪費嚴重。本文主要圍繞有效解決平房房屋圍護結構耗熱量高的問題，在對西城平房保溫示范性施工進行調研分析的基礎上，從耗熱量概括分析、施工材料選擇、技術施工可行性和成本費用的適用性進行研究探討。

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地區已進行“煤改電”改造工程的36個院落、379間房屋，總計5 000 m2外墻。該地區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，且有自建的臨時性房屋，院落內雜亂，圍護結構整體散熱系數高。圖1為一處起脊的房屋。

圖1 雙柳樹一處圍護結構平面、立面圖

東立面有相鄰住人房屋，相鄰溫差不超過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，屋內有石膏吊頂;便于計算，忽略圖1中一處平頂自建房，房間內隔斷不影響計算結果。

1.2 平房耗熱量概括分析

影響一般建筑物耗熱量因素中，圍護結構傳熱耗熱量是影響房屋耗熱量大小最主要的因素，也是進行保溫施工研究的重點。圍護結構是指圍合建筑空間四周的墻體、門、窗等構成建筑空間，抵御環境不利影響的構件(也包括某些配件)。通常認為城區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，圍護結構多沒有保溫，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，耗熱量相當大。“煤改電”施工后，電采暖效果不理想，冬季室內溫度低，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

我國建筑外墻常用的保溫材料主要分為有機材料和復合或無機保溫材料兩類，前者本身易燃燒，無法達到公安部規定A級的材料，與外墻保溫材料有關的火災頻發。具有不燃性的無機保溫材料具有不燃或難燃性，得到更大的推廣，逐漸應用于現在的建設外墻保溫施工中。西城平房保溫示范性施工的地區處于城市中心區內，胡同狹窄，人員居住密集，房屋自建搭設無序，防火的問題十分突出，工程中實際選擇防火性能更好的膨脹玻化微珠保溫砂漿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.圍護結構耗熱量。

原墻體圍護傳熱系數:

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

門窗傳熱系數:

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

非保溫地面傳熱系數:

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:

望板厚度50 mm，導熱系數λ=0.35 W/(m·K);

泥灰背厚度50 mm，導熱系數λ=0.87 W/(m·K);

2遍30 mm防水卷材，導熱系數λ=0.17 W/(m·K);

水泥瓦和水泥總厚度80 mm;導熱系數λ=0.87 W/(m·K);

室內吊頂12 mm;導熱系數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·℃)。

《暖通規范》規定，北京市供暖室外計算溫度tw=－9℃。冬季室內供熱溫度不低于18℃，室內計算溫度tn=18℃。此次計算東、南、西三面朝向修正系數為－5%，北面不修正;高度、風向均不修正［1］。

圍護結構耗熱量Q1=12 909.37 W。

b.縫隙法計算冷風滲透耗熱量:

總滲透量:V=2.88×54.4×0.15=23.5 m3/h;

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

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

綜上，房屋總熱負荷為: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，導熱系數λ=0.07 W/(m·K);外墻導熱系數: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 K'=1/1.352=0.74 W/ (m2·℃);保溫后房屋總熱負荷:Q'=Q1'+Q2+Q3=10 136.25+ 236.36+892.72=11 265.33 W。

計算得出，進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。施工前后耗熱量對比見圖2。

圖2 施工前后耗熱量對比圖

2.2 外墻保溫定量分析

施工完成后，繼續進行跟蹤監測，雙柳樹某處房屋在進行保溫前后測溫的分析對比如圖3所示。從圖3可以看出，保溫前后的室內溫度變化趨勢呈正相關關系。另外，在相同條件下，24 h內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，實施外墻保溫后，節能效果非常明顯，室內溫度分布均勻，采暖質量亦有較大提高的結論。

圖3 測試房屋溫度對比圖

2.3 外墻保溫施工經濟性分析

西城保溫示范工程工程預算金額210萬元，平均每間房屋改造金額約5 540元。以地區平均每間房屋15 m2，使用2 000 W電暖氣，每天使用15 h，每度電0.5元計算，進行節能改造施工可以降低圍護結構耗熱量19.75%，見表1。

表1 改造房屋造價費用分析

由表1可知，工程靜態投資回收期是15.6年，時間較長于一般工程，主要原因為施工采用的膨脹玻化微珠保溫防火砂漿材料費用支出高。實際施工過程中，現場情況復雜，其他因素都會增加施工費用。這些情況在一定程度上降低了外墻保溫施工的效果，增加了施工費用，延長了項目靜態投資回收期。

平房保溫工程作為政府的一項民生工程，工程的實施與否不會單從投資收益考慮，國家和有關部門更多的是考慮改善居民的生活舒適度，建設低碳環保的北京大環境。進行外墻保溫施工，降低房屋耗熱量是有必要且必須進行的，制定適合的施工方法達到房屋保溫效果，降低工程費用才是我們應該探尋和研究的。

3 結語

西城平房保溫示范工程已經竣工，通過定性和定量分析得出，進行平房保溫施工可以降低房屋圍護結構耗熱量，達到節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研階段，隨著北京低碳城市的建設，節能減排是發展的必然方向，中心城區的老舊平房保溫工程也是勢在必行。此外，進行平房房屋外墻、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題，最終在保持和延續舊城傳統風貌的基礎上，推廣平房保溫工程的實施，降低建筑能耗，減少資源浪費。

［1］ 賀 平，孫剛.供熱工程［M］.北京:中國建筑工業出版社，1993.

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

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

［4］ 錢小虎.現代建筑技術在仿古建筑中的應用［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