成莞莞

天津渤海職業(yè)技術學院，天津 300402

1 前言

隨著能源危機的不斷加深，許多國家在加大力度節(jié)約常規(guī)能源的同時，開始嘗試開發(fā)利用新能源。在能源的消耗中，建筑能耗在社會總能耗的所占比重不斷增大，建筑節(jié)能越來越受到人們的重視。2017年我國建筑的運行能耗9.6億t，占全社會總能耗的20%［1］。有關調查研究表明，在能源消耗中，建筑能耗在總能耗中約占25%～45%。我國從1986年對建筑節(jié)能做出明確規(guī)定以來，逐步制定并且實現(xiàn)了建筑節(jié)能30%～50%再到65%的要求。天津一直走在建筑節(jié)能的前列，居住建筑四步節(jié)能標準（在三步節(jié)能標準上再降30%，累計節(jié)能率為75%）已于2013年7月1日起正式實施。

2 天津地區(qū)情況介紹

2.1 地理概況與氣候特征

天津位于華北平原北部，經緯度為：東經116°43'～118°04'之間，北緯38°34'～40°15'之間。其東臨渤海，北靠燕山，海河流經天津，自古以來便是交通要道。天津作為首批沿海開放的城市，是中國北方最大的沿海開放城市。

在建筑氣候分區(qū)上，天津屬于我國第Ⅱ建筑氣候區(qū)，為典型的“寒冷地區(qū)”，受季風環(huán)流的影響，屬于溫帶大陸性季風氣候。四季氣候特征明顯：春季風多，雨少干旱；夏季炎熱，雨水較多；秋季涼爽，氣溫適中；冬季寒冷，少雪干燥。

2.2 建筑現(xiàn)狀

天津市既有建筑大都采用的是磚混結構，多建于20世紀80年代，年久失修。建筑材料主要是普通黏土燒結磚和水泥砂漿，還有少量的鋼筋混凝土，造成了房屋的保溫隔熱性能不良，使得天津地區(qū)冬季集中供熱取暖和夏季空調制冷造成了一定的能源浪費。近些年，天津新建住宅面積處于平穩(wěn)上升的態(tài)勢。2017年、2018年和2019年房地產開發(fā)企業(yè)住宅新開工房屋面積分別為1822.72萬m2、1862.93萬m2和1973.81m2，一直保持較高水平。天津從1991年出臺了第一步建筑節(jié)能設計標準，歷經發(fā)展，2013年7月1日起正式實施居住建筑四步節(jié)能標準。截止2015年5月底，天津在建和建成四步節(jié)能居住建筑1522萬m2，每年節(jié)煤能力高達280萬t標煤，節(jié)約了大量能源［2］。因此，天津新建住宅建筑踐行“四步節(jié)能”的要求，降低人工采暖能耗，節(jié)約能源勢在必行。

3 節(jié)能改造措施

根據天津地理位置和氣候特征，既有住宅建筑和新建住宅建筑可從外墻、門窗、屋面和陽臺等方面采取節(jié)能措施，提高能源利用率。

3.1 外墻保溫節(jié)能

外墻作為住宅建筑外圍護結構的主構件，所占面積比例也最大，通過建筑外墻損失的熱量大約占建筑總耗能的25%。因此，加強外墻保溫對建筑節(jié)能起著極為重要的作用。外墻保溫體系常用的有外墻外保溫、外墻內保溫、外墻夾芯保溫和外墻自保溫等。

天津市既有住宅建筑大都地處市六區(qū)，生活配套設施比較齊全，房屋拆遷改造成本相對較高，社會效益和環(huán)境效益不高；并且，大量的既有住宅建筑仍還有較長的使用價值，有的甚至還有一定的文物保護價值。因此，為了不影響住戶的正常生活和不破壞室內原有設施，天津市既有建筑的外墻節(jié)能改造可以采用外墻外保溫體系，在原來墻體的外側增設一層或者多層保溫層，保溫層材料可以選用巖棉板、模塑聚苯板或膨脹聚苯板（EPS板）或者聚苯乙烯擠塑板（XPS板），三種保溫材料的主要性能如下表1所示。新建多層或者中高層住宅建筑，在滿足承載力的前提下，為了降低造價和施工難度，可以選擇外墻自保溫體系，采用砌塊墻體，比如蒸汽加壓混凝土砌塊墻體、陶?；炷量招钠鰤K墻體、泡沫混凝土砌塊墻體等；也可選擇外墻夾芯保溫體系，比如選用集承重、保溫、圍護和防火于一體的CS墻板［3］等。新建高層和超高層建筑，考慮結構布置形式和承重的要求，可選用外墻外保溫系統(tǒng)，并在保溫層外部進行薄抹灰處理，所用保溫材料與既有建筑節(jié)能改造所用材料相同。需要注意，在薄抹灰保溫層的抹面膠漿中要壓入復合耐堿網格布，提高其抗裂性能。

表1 三種保溫材料主要性能比較

3.2 門窗

門窗的熱量損失主要是通過外門損失的，約占圍護結構總能耗的40%～50%。門窗主要通過傳導、對流和輻射損失熱量，傳導主要是框扇與玻璃的熱傳遞；對流主要表現(xiàn)在中空玻璃間氣體層的流動以及窗扇、窗框縫隙中氣體的滲漏［4］；輻射主要是窗戶玻璃的輻射耗能。目前，市場上常用的節(jié)能門窗類型主要有塑鋼門窗、鋁合金門窗、斷橋鋁門窗、實木門窗等，隨著建筑節(jié)能力度的不斷加大，斷橋鋁門窗在建筑工程中得到了廣泛的應用。天津地處寒冷地區(qū)，晝夜溫差較大，新建和既有住宅建筑選擇門窗類型時要慎重選擇窗戶玻璃類型，建議優(yōu)先選擇Low-E鍍膜玻璃和中空玻璃；框腔建議多采用兩腔或三腔，窗周邊用低傳導間隔條密封。門主要是入戶門，可在門板內加貼巖棉板、玻璃棉等保溫材料，門框的縫隙用密封條堵塞，有特殊需求可以安裝自動關門器，提高入戶門的密閉性和保溫性，減少熱量的損失。

3.3 屋面

屋面作為建筑物最上部的圍護結構，通過建筑屋面損失的熱量約占建筑物總耗熱量的9%，且屋面的保溫處理不當可能會引起建筑頂層墻體開裂。常見的節(jié)能屋面有正置式或倒置式保溫屋面、種植屋面、蓄水屋面、反射屋面、通風屋面和太陽能屋面等［5］，做法和特點如下表2所示。

天津屬于典型的“寒冷地區(qū)”，新建住宅建筑建議根據不同需求選擇正置式或倒置式保溫屋面、種植屋面和太陽能屋面；既有建筑由于建筑服役時間較長，部分屋面防水能力較弱，建議選擇正置式、倒置式保溫屋面或太陽能屋面對原屋面進行改造。

表2 各種節(jié)能屋面做法和特點

3.4 陽臺

陽臺作為室內與室外環(huán)境過渡的橋梁，具有采光、通風、觀景等功能。陽臺部分降低能耗、節(jié)約能源可以通過合理選擇陽臺進深、分隔方式和平面布置形式。天津地區(qū)新建住宅建筑在設計時，對于封閉陽臺進深盡量選擇1.2～1.5m之間；分隔方式的選擇，在保證室內溫度、太陽輻射能量和陽臺景觀功能的前提下，可以選擇在居室與陽臺之間設置全玻璃推拉門；平面布置形式盡量選擇梯形平面形式，既節(jié)能又豐富建筑立面［6］。對于既有住宅建筑陽臺改造，主要采取保溫密封的形式，可以在陽臺與居室貫通部分設置推拉門或者全玻璃推拉門，減少陽臺部分熱量的損失。

此外，對于新建建筑要加大開發(fā)和利用新能源的力度，并探索改進供熱系統(tǒng)，由原來的的一戶一環(huán)按面積征收取暖費改成按熱計量收費，用多少交多少，提高人們的節(jié)能意識。

4 結語

建筑節(jié)能是當前全球性的發(fā)展大趨勢，我國從20世紀80年代以來一直在加快建筑節(jié)能的步伐，逐步制定并且實現(xiàn)了“一步節(jié)能”、“兩步節(jié)能”、“三步節(jié)能”和“四步節(jié)能”，即建筑節(jié)能30%到50%到65%再到75%的要求?，F(xiàn)在大部分城市已經達到了“三步節(jié)能”的標準，部分城市在探索并逐步實現(xiàn)“四步節(jié)能”的標準。天津一直走在建筑節(jié)能的前列，并已于2013年開始正式實施居住建筑“四步節(jié)能”。建筑節(jié)能是一項系統(tǒng)工程，有利于建筑行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展，也是我國建設節(jié)約型、和諧社會的需求，需要國家、行業(yè)、企業(yè)與個人共同努力，通過建筑節(jié)能減排，提高經濟效益的同時，提高人民生活的環(huán)境效益。