廣州地區既有老舊居住建筑節能改造措施適用性分析

王浩

（廣州市設計院集團有限公司，廣州 510620）

1 廣州地區既有老舊居住建筑圍護結構現狀

在《夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準》JGJ75-2003 實施前，廣州地區的老舊住宅建筑是本文研究的重點區域。廣州市有779 個老舊小區，這些小區的功能配套不完善、設施設備陳舊、基礎設施老化、環境也相對較差。廣州市的老舊小區，其總體建設規模高達5180 萬平方米，其中包含了260 萬的居民，這個比例是廣州市常住人口的18%[1]。這類建筑層數多為5 至7 層，結構形式以鋼筋混凝土框架結構和磚混結構為主，平面布局相對規整簡單，立面開口面積相對較小，圍護結構熱工性能較差，在長期的自然及人為因素共同作用下，建筑圍護結構存在不同程度的老化及破壞。以下分別從外墻、外窗、屋面簡單介紹廣州地區既有老舊居住建筑圍護結構現狀。

1.1 外墻

這類建筑的外墻多采用粘土實心磚，外飾面做法以水泥砂漿飾面、涂料飾面、水刷石飾面、面磚飾面等做法較為常見。外飾面色彩以灰色系常見，外墻太陽輻射吸收系數相對較大。外墻常見自然劣化狀態下老化開裂，墻體開裂后出現的滲水問題又進一步加劇了外墻的破壞，嚴重者部分外飾面層已經完全剝落，基層砌體出現風化。日常使用狀態下常見各種維護不當的外墻打洞開孔，導致外墻雨天受潮室內霉變外墻破壞等。

1.2 外窗

這類建筑的外窗構造多為金屬窗框加單層玻璃，窗框多為鋼框后期鋁合金框應用增多，鋼框容易生銹變形引起外窗難以完全密閉，外窗氣密性變差。玻璃多為普通白玻璃，傳熱系數較大，隔聲性能較差。窗洞面積相對較小，主要開啟方式以推拉和平開為主，采光效果一般，通風開啟率不足，外窗缺少有效遮陽。因日常使用維護改造的緣故，建筑立面上常見不同年代更換的外窗，材質觀感均存在一定差異，立面效果不佳。

1.3 屋面

這類建筑的屋面多為平屋面，部分早期的建筑屋面有設置大階磚通風隔熱措施，后期的建筑屋面出現了膨脹珍珠巖保溫隔熱層做法，因防水層老化年久失修等原因，屋面均存在不同程度的破損漏水。屋面飾面材料以深色水泥面、地磚等為主，表面材料太陽輻射吸收系數較大。因為老舊居住建筑一般層數相對較少，屋面熱工性能對建筑節能影響水平相對較大。

總體而言,這類建筑因建設標準較低，構件均存在不同程度的老化破壞，改造需求十分迫切，節能改造潛力巨大，通過適當的改造之后，可獲得可觀的經濟和社會效益。

2 夏熱冬暖地區居住建筑節能標準變化

在中國，對于建筑節能的標準的探討起初在北部的供熱區域的民用建筑中進行，然后逐步擴散到了公共設施和南部的城市[2]。

《夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準》JGJ75-2003自2003 年起開始實施，這項規定要求居民建筑通過實施有效的節能設計，加強建筑外圍的隔熱、保溫功能，以及提升空調和采暖設備的能效比。在確保室內熱環境一致的情況下，相較于未實施節能措施的情況，全年的空調和采暖的總能源消耗應降低50%。《夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準廣東省實施細則》DBJ15-50-2006 在2006 年由廣東省實施，其中對一些條款進行了詳細的規定，并附加了相關的要求。此外，該細則還提供了常用的參考數據表等，強調了東西向墻體和屋面的隔熱性能必須符合《民用建筑熱工設計規范》GB50176-93 的隔熱標準。

2012 年《夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準》JGJ75-2012 開始執行，較2003 版提高了南北向窗墻面積比的要求（由北向不應大于0.45，南向不應大于0.5 調整為南、北向不應大于0.40），增加了主要功能房間窗地面積比的要求，提高了天窗遮陽系數的要求（由不應大于0.50 調整為不應大于0.40），提高了屋面的傳熱系數要求，調整了外墻的熱工性能要求，對東西向外墻做了熱工性能要求限定。要求居住建筑東西向外窗必須采取遮陽措施（居住建筑的東、西向外窗必須采取建筑外遮陽措施，建筑外遮陽系數SD 不應大于0.8。），提高外窗可開啟面積比例要求。該標準適應自隔熱體系、屋面高性能隔熱材料的應用，對建筑節能設計的綜合評價作了更嚴格限制[3]。

2018 年《廣東省居住建筑節能設計標準》DBJ/T15-13 3-2018 開始執行，該標準對比評定法按戶單元進行，明確了中間遮陽可以算作外遮陽，屋面及東西向外墻隔熱要求放松，提高了外窗的傳熱系數低限要求。

《建筑節能與可再生能源利用通用規范》GB55015-2 021 于2022 年開始實施。這項標準進一步增強了對屋頂和外墻的熱工性能設計要求，同時也提升了對透明保護結構的熱工性能要求。目標是使新建住宅建筑的平均設計能耗比2016 年執行的節能設計標準下降30%，也就是說，夏天熱、冬天冷的地區的住宅建筑平均節能率達到65%。

回顧夏熱冬暖地區的居住建筑節能標準變化，建筑節能的計算及評價方法更加科學精細，全面考慮了采光、通風、隔熱等環境要素影響，建筑節能率要求逐步提高。就建筑熱工設計要求而言，對建筑體形系數、幕墻外窗、空氣滲透量等的要求變化不大。東西向外窗外遮陽做了強制性要求，窗墻面積比、外窗通風開口面積要求有一定提高，非透明外圍護結構的傳熱系數等要求明顯提高，對于透明外圍護結構的傳熱系數及遮陽性能亦提高了要求。

3 節能改造設計標準及相關指引

《既有居住建筑節能改造技術規程》JGJT129-2012在2013 年實施，強調在夏季高溫、冬季低溫的地區，居住建筑的外墻改造應優先考慮使用反射隔熱涂料和淺色裝飾等方法，而不應僅僅增加保溫層。屋頂應該改造為坡屋面或種植屋面，如果屋頂保持平整，應采用涂刷反射隔熱涂料，設置通風架空層或遮陽措施，外窗改造貼上遮陽膜，東西南向的主要房間應加裝外遮陽設備。替換為節能型的玻璃，增設開啟扇，并用符合規定的窗戶取代原有的窗戶等方法。

李志紅在2013 年的《廣州市居住建筑節能65%技術體系研究》中指出，影響建筑能源消耗的主要元素是外窗的整體遮光系數、窗戶與墻壁的比例、外部的傳熱系數以及屋頂的傳熱系數[4]。

《廣州市老舊小區微改造設計導則》在2018 年強調，優先考慮對窗戶進行節能改造，安裝滿足節能標準的窗戶，如果條件允許，可以保留原有的窗框。屋頂的節能改造可以選擇平屋面加上保溫系統或者平屋面改為坡屋面。

2021 年《廣東省城鎮老舊小區改造技術導則（試行）》強調應在不影響建筑結構安全的情況下，有條件的選擇適宜方式進行節能更新改造。改造分項內容包括外窗及遮陽、屋面、外墻等改造，可以綜合改造也可以單項設計。外窗優先采用窗扇改造措施并考慮增設外窗遮陽，外墻采用反射隔熱涂料、淺色裝飾面、遮陽等隔熱技術措施，屋面考慮增設隔熱系統等[5]。

2022 年施行的《建筑節能與可再生能源利用通用規范》GB55015-2021 指出：建筑改造時應同步進行節能改造，改造前應做好節能診斷；夏熱冬暖地區應對外墻及屋面的隔熱性能進行診斷，對外窗的氣密性及外窗（除北向外）的太陽得熱系數進行診斷。

相關標準及指引都重點集中在外圍護結構的改造，不同建筑的改造條件不一，改造資金來源、改造內容也會有差別，因此需對相關改造措施進行適用性分析，保證技術適用經濟可控。

4 節能改造措施的適用性分析

在老舊小區中，居民們對改造的愿望非常強烈。根據對各個小區居委會的逐戶訪談收集的數據，所有小區的同意改造的人數比例都超過了50%。其中，有1 個小區的同意改造人數比例超過了1/2，而另外2/3 的小區則是2%。同意改造人數比例超過2/3 的小區有49 個，占總數的98%。居民的改造意愿與日常生活緊密相關，涉及具體要素種類多，主要涉及建筑設施、交通道路和市政設施三個類別，外立面屋面、構件、公共門窗、樓道、路面、停車設施、水電設施、照明設施等要素[6]。

微改造方法被廣州市的老舊小區所采用。廣州的微改造模式，即在保持原有建筑結構基本穩定的同時，采取了如建筑部分拆除、建筑功能替換、保留和修復，以及進行整頓、優化、保護、激活和完善基礎設施等手段來進行城市更新。這種方法主要應用于那些對城市總體布局影響較小，但現有土地使用功能與周圍發展存在沖突、土地利用效率低下、居住環境惡劣的區域，主要的資金來源是市和區級財政。通常，改造項目中的基礎設施完善部分主要由市級財政提供補助，而區級財政和個人出資（包括物業專項維修資金、公積金、房屋維修基金等）則是輔助性的，主要通過區域協調和個人投資來優化和提升這類項目，市級財政的補貼則是輔助性的。同時，也在推動擴大社區的融資途徑以及讓市民自行籌集資本。

改造資金的來源影響老舊居住建筑節能改造措施的選取，居住者對節能改造是否支持也影響節能改造措施的選取。建筑節能改造應優先選取改造難度低、節能效果明顯的適用性改造措施。

4.1 外墻改造適用性分析

外墻改造涉及范圍大，施工保障措施要求高，改造周期最長，受天氣影響大，改造資金投入大，改造過程中產生較多建筑垃圾，需綜合考慮防水、防火、結構安全等因素。外墻改造不適宜局部改造，不適宜選用工藝復雜的做法，宜在原做法的基礎上優先采取反射隔熱涂料或淺色飾面等做法，同時應重點加強東西向外墻的保溫隔熱。受基層墻體條件限制，謹慎采用工藝復雜的外保溫隔熱的做法。

4.2 外窗改造適用性分析

外窗改造涉及部位多，施工保障措施要求一般，外窗產品技術成熟可靠構件現場拼裝，施工周期短，置換下來的建筑材料多可回收再利用。外窗改造玻璃宜選用中空玻璃或low-E 中空玻璃，窗框宜選用鋁合金型材或斷熱型材，窗戶開啟方式應選用密閉性較好的平開方式，可適當增加開啟扇數量用于加強室內通風效果。在提高節能效益的同時還可同步提高外窗的隔聲水平。建筑外遮陽是降低建筑冷負荷最顯著的影響因素[7]，外窗改造可考慮同步增設外部活動遮陽卷簾或中空玻璃內置百葉、防盜網凸窗等遮陽手段降低外窗的太陽得熱從而進一步加強建筑節能效果。

4.3 屋面改造適應性分析

屋面改造涉及范圍明確，屋面防水改造是屋面改造的重點需求，屋面改造不適宜局部改造，應考慮屋面的防水改造與節能改造同步實施的整體改造策略，防水施工工藝要求高，改造周期稍長，受天氣影響大，改造過程中產生較多建筑垃圾。受結構荷載限制屋面節能改造宜采用輕質隔熱層的節能改造措施。

總體而言，外窗的節能改造措施的實施難度最低，技術成熟可靠，經濟投入適中，節能效益明顯。屋面的節能改造主要影響頂層住戶的能耗和室內居住品質，宜結合屋面防水作為重點改造內容加以考慮，實施難度居中，技術穩妥可行，經濟投入適中，節能效益一般。外墻的節能改造實施難度最大，技術穩當適用，經濟投入最大，節能效益明顯。外窗節能改造措施的適用性最佳在各種改造情況下應優先采用，屋面節能改造措施的適用性一般在各種改造情況下需結合屋面防水重點采用，外墻節能改造措施的適用性一般應進行充分的論證和評估在各種改造情況下宜積極采用。

5 結論

綜上所述，在《廣東省人民政府辦公廳關于全面推動城鎮老舊小區改革的執行意見》的指導下，旨在滿足公眾的優質生活需求。這篇論文將深入研究廣州當前的居住建筑情況，并就夏季炎熱、冬季溫暖的地方的居住建筑的節能規范，提出可操作的節能改革方案，從而推動城市建設的優秀發展。