規劃局住宅圍護節能調研報告

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建筑節能領域是全球關注的熱點，而既有住宅節能綜合改造技術則是其中難點。國內外沒有可借鑒的技術模式適合**既有住宅的復雜現狀。該課題從**既有住宅的種類及其圍護結構的熱工性能現狀出發，以既有住宅的節能改造技術為研究重點，通過調研、資料檢索及既有住宅節能改造的試點，運用計算機模擬、現場檢測技術，對既有住宅節能改造技術進行集成創新，為行業建立起一個全新的、系統的、可操作的既有住宅節能綜合改造技術體系，填補了國內有關研究的空白。

一、既有住宅節能綜合改造研究

既有住宅量大、面廣，圍護結構保溫性能和氣密性能差，外墻普遍存在開裂、空鼓和墻體滲漏等通病。房屋的這些質量通病，不但對建筑的安全性和耐久性產生了影響，而且進一步惡化了圍護結構的熱工性能，影響了居民的居住舒適度。如何在既有住宅節能改造的同時，實現房屋安全和質量通病的治理，是當前既有住宅節能改造中的一項難題。

針對既有住宅節能改造中存在的困難，該研究將既有住宅的節能改造與房屋綜合整治相結合，同步實施圍護結構（外墻、屋頂、門窗）保溫性能改善與房屋綜合整治，使兩者相輔相成。不但解決了房屋滲漏等質量通病，還為既有住宅節能改造創造了良好的施工基礎，明顯提高了既有住宅圍護結構的保溫隔熱性能，還對房屋的安全性和耐久性起到較好的保護作用。

該研究將其成果較好的應用到了常德路德怡苑試點工程中。常德路德怡苑為3幢高層住宅，于19**年竣工，樓高在21至26層不等，總建筑面積4.5萬平方米，現有住戶*戶。建筑上部結構為鋼筋混凝土剪力墻結構，基礎為鋼筋混凝土預制樁加箱型基礎，建筑表面采用水泥砂漿找平馬賽克飾面。

3幢大樓外墻飾面多處出現開裂、空鼓等現象，并有局部馬賽克磚脫落，外墻滲水問題嚴重。大樓墻外的空調外機大多都進入了“高齡”期，許多空調支架銹蝕嚴重，殘缺不全，且安裝雜亂無章，有礙觀瞻。由于年久失修，許多住戶陽臺上的雨篷及晾衣架破舊不堪，有墜落的危險。另外，外墻的熱工性能較差，采暖空調能耗很高。

針對這3幢高層住宅存在的安全質量問題、外墻滲漏通病和熱工缺陷，該研究對這3幢高層住宅實施既有住宅節能綜合改造試點。

（一）新增空調外機擱板并拆除舊機架。

采用化學植筋技術，解決了外墻新增空調擱板中的鋼筋與外墻間的連接難題。通過安裝角鋼模板支架及模板，澆筑混凝土，形成空調外機混凝土擱板。施工完畢后隨機抽取兩塊混凝土擱板進行堆載試驗，驗證了設計的安全性和合理性。這樣改造之后不但解決了空調外機引發的安全隱患問題，也使整個建筑外立面整齊美觀。

拆除空調舊機架，對遺留下的膨脹螺栓孔用密封膠進行防水處理，以免留下滲水隱患。對于需安裝的空調滴水管及需移位的落水管、晾衣架，在原基礎墻體上預留螺栓或預埋件，在完成外墻外保溫系統施工后進行統一安裝。

（二）外墻飾面整治。

使用紅外熱像儀對外墻飾面質量進行檢測。通過紅外傳感器檢測物體發出的紅外線放射能，將測得的信號圖像進行處理、分析、儲存并輸出，檢查建筑物外墻砂漿、面磚、馬賽克等飾面空鼓部分與正常部分的熱傳導差異引起的溫度差，從而判斷飾面空鼓的有無和空鼓程度。

根據紅外檢測的結果，對外墻飾面不同位置、不同損壞情況采取相應的整治方案。對外墻飾面起殼、裂縫部位進行鑿除，并用聚合物砂漿批嵌；對于外墻飾面脫粘但未起鼓的部位，用錨栓固定。

（三）建筑外墻保溫處理。

采用現場噴涂聚氨酯外墻保溫系統對建筑外墻進行保溫處理。該系統由一種由多種材料組合而成的復合產品，主要包括防水涂膜、現場噴涂硬質聚氨酯泡沫塑料、纖維增強抗裂膩子和飾面涂料等多種材料組成。同時，運用該研究的舊飾面界面處理技術、保溫系統表面抗裂技術。施工過程包含了施工準備、防水保溫施工、保護層施工、飾面層施工、清理等幾個主要階段。

（四）外墻飾面質量與熱工性能檢測。

在節能綜合改造的前后，對3幢高層住宅的外墻飾面質量和熱工性能進行了檢測對比。

通過紅外熱像儀對外墻飾面質量的檢測結果發現：這3幢高層住宅在改造前外墻損壞情況較嚴重，飾面馬賽克空鼓率占到了外墻面積的30％左右；經節能綜合改造之后，外立面的空鼓、裂縫、滲水等問題得到了解決，建筑物外立面已無異常現象。

（五）節能評估。

使用“CHEC夏熱冬冷地區居住建筑節能設計分析軟件”，采用“對比法”對其中一幢大樓做了節能評估。經模擬計算，改造前該建筑全年綜合能耗指標為62.38kWh/m2，而根據節能標準計算得到的參照建筑節能綜合指標為38.53kWh/m2，改造后該住宅樓的綜合能耗指標為37.20kWh/m2，低于參照建筑的節能綜合指標，達到了節能設計標準，比改造前的綜合能耗指標下降了40％，節能效果顯著。

試點工程實現了既有住宅的節能改造與房屋綜合整治的有機結合，既解決了建筑外飾面的安全質量、耐久性問題及外墻滲水等質量通病，又達到了建筑節能的目的，實現了“解危”與“節能”的有機結合，是一次成功的嘗試和突破，對既有住宅的節能改造工作具有重要的探索意義。

二、既有住宅圍護結構各部位節能效果排序的研究

影響既有住宅節能改造實施的難點問題主要表現在：如果對全部住宅的圍護結構各個部位都進行大規模的節能改造，牽涉面太大、費用太高，是不現實的，既有住宅建造年代不同，建筑結構體系也不相同，熱工性能存在著較大的差異，其圍護結構不同部位節能改造后對節能降耗效果貢獻程度也不同。項目通過采用三維穩態、計算機模擬技術，對不同類型住宅、圍護結構不同部位節能改造后效果分析，實現了既有住宅圍護結構最佳節能措施的選擇排序。

從單一的改造對象看，改造外墻的效果最為明顯，改造外窗或屋面的效果相比改造外墻較小。多層住宅通過外墻的節能改造，可降低原住宅全年耗電量約13％，高層住宅通過外墻的節能改造，可比原住宅全年耗電量降低約32％。而改造外窗或屋面的效果在多高層住宅中并不一樣。在多層住宅中，窗墻比較小、體形系數較大、層數較低，改造外窗或屋面的效果相差不大，均為11％。在高層住宅中，窗墻比較大、體形系數較小、層數較高，改造外窗的效果比改造屋面的效果好，外窗為10％，屋面為3％。外窗改造后，其傳熱系數大大改善，從6.4W/(m2·K)降低到3.0W/(m2·K)，但比外墻和屋面的傳熱系數，窗戶的傳熱系數還是很大，仍然是傳熱損失最嚴重的部位，所以僅從傳熱系數考慮，改造外窗的效果不是很顯著。

因此，對于高層住宅，對其圍護結構進行節能改造的重點部位鎖定在外墻，其次為外窗（“穿衣戴鏡”改造法）；對于多層職工住宅，對其圍護結構進行節能改造的重點部位鎖定在屋面及外窗，宜結合平改坡等綜合整治進行節能改造（“戴帽戴鏡”改造法）。但對于大板結構的多層職工住宅，則須對其圍護結構全部進行節能改造（“穿衣戴帽又戴鏡”）。

在實際工程中，對既有住宅圍護結構進行節能改造的效果還要受地理位置、建筑體態、住戶生活習慣等諸多因素的影響，圍護結構各部位的節能效果排序并不是固定不變的，因此在對既有住宅進行節能改造時應綜合考慮各個方面的因素，力求達到最優的整體節能效果。

“**”期間，本市將對3000萬平方米既有建筑進行節能改造，其中住宅綜合節能改造1000萬平方米。如果對全部住宅的圍護結構各個部位都進行大規模的節能改造，牽涉面太大、費用太高，是不現實的。通過圍護結構各部位的節能效果排序，解決了節能降耗工作難于全面推廣的難題，突破了全面節能改造資金相對匱乏的瓶頸。

三、既有住宅舊飾面界面處理技術

既有住宅的外墻飾面與新建建筑的外保溫系統的基層面存在著很大的差異，新建建筑的基層面都為水泥砂漿，既有住宅的外墻飾面有清水磚墻、汰石子、水泥砂漿清水墻、乳液型外墻涂料、溶劑型外墻涂料、砂壁狀外墻涂料、馬賽克、面磚等，類型分為平面、凹凸面、拉毛面等。應用于種類繁多、類型迥異的既有住宅外墻飾面的外保溫系統，尤其是高層建筑，因高空風壓大，其與舊飾面的粘結牢固，系統安全是既有住宅節能改造首先必須解決的難題。

通過研究發現，既有住宅外墻經節能改造后，最薄弱的環節為保溫層，保溫層一般多是輕質多空材料，其自身抗壓強度、抗拉強度都較低，膠粉聚苯顆粒、膨脹聚苯板一般抗拉強度為0.1MPa，擠塑聚苯板、硬質聚氨酯自身的抗拉強度一般大于0.2MPa。這些材料一般都是有機材料或無機包覆有機材料，它們與既有住宅舊飾面的粘結能力一般較弱。因此，該研究創造性地提出了界面處理的方案，使外保溫系統與既有住宅舊飾面能牢固粘結，形成一個有機整體。

對于既有住宅外飾面為馬賽克、面磚，項目設計一道馬賽克、面磚界面處理劑，使來自于舊基層及外保溫系統自身的變形方向具有多方向性，避免了各種應力發生的可能，使這些變化引起的應力和方向得到相當的舒緩和釋放的機會。

對于既有住宅外飾面為清水磚墻、汰石子、水泥砂漿清水墻、乳液型外墻涂料墻面，該項目設計一道有機聚合物乳液與無機膠凝材料復合的界面處理劑，它一方面具有防潮、封閉水及水氣的作用；另一方面其滲透性極佳，附著力牢固，有效地解決了與舊飾面的牢固粘結。其有機復合無機的配方設計使相鄰層無機、有機材料界面浸潤能力進一步加強，形成一個復合整體，使應力的傳遞更為均勻和舒緩。

通過界面處理形成的這個過渡漸變層，其內含交聯有機、無機復合材料，使舊飾面與保溫系統之間，起到承上啟下作用，使應力慢慢遞變而不至于因驟然而突變。引起保溫層起殼、剝落情況的發生。解決了既有住宅節能改造中外保溫系統與舊墻體連接安全的難題。并成功在德怡苑—本市首棟既有住宅節能改造試點工程中得到驗證。

四、既有住宅外墻外保溫系統表面抗裂技術

外墻保溫面層的裂縫是保溫建筑的質量通病中的重癥。防裂是既有住宅墻體節能改造要解決的關鍵技術之一，因為一旦保溫層、保護層發生開裂，改造后墻體保溫性能會發生很大的改變，不但滿足不了節能的要求，甚至還會危機墻體的安全。

該研究率先從應力—應變關系出發，對材料所處的環境能給材料以變形的機會進行系統完整的分析，發現了溫度應力及抗拉強度與裂縫出現的規律，創立了“放”為主的柔性防裂技術。