北方采暖地區建筑節能改造問題分析

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摘要：如今，建筑業飛速發展的同時建筑功能也在直線提升。建筑能耗在社會總能耗中所占的比例越來越大，推動建筑向綠色節能發展成為國內外建筑業發展的趨勢，本文就以我國北方的既有建筑為研究對象，探討北方的建筑的能耗情況與節能潛力，以及深入探究適合北方采暖地區的居住建筑的節能改造方案，提出適合北方采暖地區的建筑節能改造措施，如維護結構的節能改造等，為該地區節能改造工程提供參考借鑒。

關鍵詞：建筑節能；采暖地區；圍護結構；節能改造

采暖的熱量問題、采暖系統以及熱量的來源問題一直是采暖系統中對效率造成困擾的三大因素。對目前的社會關注我國的北方建筑采暖政策和技術的奇點這些問題，引發了業內人員的激烈討論，探討北方的建筑的能耗情況與節能潛力，以及深入探究適合北方采暖地區的居住建筑的節能改造方案，我們開展了對于天然氣采暖、提供熱能的收費改革、挖掘電聯產能的系統調節的專項研究，對2025年后的采暖節能潛力進行了大膽預測，進一步提交了全面推進新能源改革的建議。

一、中國北方城鎮采暖能耗的現實狀況

我國采暖地區分布于長江流域以北的地區，主要包括北方的城鎮建筑、農村的合法住宅和一些地區（我國以前非法定采暖的城鎮地區）。農村和長江地區按照以往的印象對于采暖的工作量非常之大，主要的問題出在北方城鎮與長江以南的農村和城鎮的采暖機制完全不一樣[1]。本文僅僅討論北方的一些城鎮既有建筑的節約能源問題，并對其開展深入的研究。至2015年，我國列入采暖地區的北方城鎮民用建筑總面積為90億m2，采暖總耗能為每年1.785億tce。這些建筑中有80％采用分散供熱方式采暖，其余為集中采暖或無采暖設施。分散供熱系統的熱源一半由熱電聯產方式提供（主要為燃煤熱電聯產，極少為燃氣熱電聯產），剩下一半由燃煤、天然氣鍋爐提供。一些新的采暖方式（各種熱泵采暖、電采暖等）都歸入集中采暖方式。建筑采暖的能源消耗主要由建筑采暖需要的熱能的消耗、供暖系統的過量供熱以及熱量能源與采暖系統效率四大因素決定。

二、中國北方建筑的節能評估

建筑節能的終極目標，便是技能滿足居民對于供暖的要求，有使其保持綠色節能、高效的運轉[2]。筆者認為必須判斷那些建筑不滿足于節能要求，并對其開展討論分析。為此，居住建筑節能改造前應首先進行運轉、結構、方陣功能安全評估，對可以保證繼續安全使用50年的建筑，尤其適宜開展建筑節能改造，或者對可以保證繼續安全使用50年的建筑應同時開展防震和節能改造。對居住建筑進行節能診斷、了解該建筑的圍護結構熱工性能、采暖系統能耗及運行控制情況、室內熱環境狀況應該同步進行，通過設計監察和以一年為限的能耗分析，對擬改造建筑的能耗狀況及節能潛力做出評價并出具報告，作為該建筑節能改造的依據。一般情況下，該建筑進行節能診斷主要是診斷其以下幾方面內容：

（一）了解建筑需要的熱量

當維持室溫不低于19℃時，目前北方地區城鎮建筑冬季采暖需要的熱量為70～150kWh/m2•a（或0.41～0.78GJ），平均為52kWh/m2•a（0.253GJ/m8•a）。這一數值由建筑密閉水平、外面窗戶狀況、建筑的高度系數（建筑物外表面積與體積之比）、建筑保溫效果、室外氣候條件等因素決定。上世紀80年代的部分建筑保溫和密閉程度都很差，建筑需熱量高達135～165kWh/m2；近年來，由于落實建筑節能標準，推行外保溫、雙層窗，同時大幅度改善密閉效果，使新建建筑和經過改造的既有建筑采暖需熱量降低至78kWh/m2以下。沈陽的商品住宅建筑已有降低到98kWh/m2的實測案例。這是近年來建筑節能工作產生的最顯著的成效。同樣氣候條件的北歐、英格蘭等的采暖需要提供的熱能一般在33～56kWh/m2，嚴格貫徹建筑節能標準的新建建筑已達到55～62kWh/m。這表明我國還有進一步改善的潛力。然而最重要的是通過節能改造把那些高于153kWh/m2的高能耗既有建筑改造到90kWh/m2以下。我國建筑體形大、高度指數小，導致同樣圍護結構件下采暖需熱量大，這是我國系統效率從前景上低于歐盟某些地區的重要原因。嚴格壓制建筑的高度指數，北方建筑大型的別墅都是政策所不允許的。應該與規范北方城鎮建筑結構保溫同樣作為建筑節能的要點進行監管。

（二）對該建筑節能改造技術進行安全性評

例如評估該建筑的節能減排改造的資金運作和資金回流期等等，是否節能改造后有更好的經濟收益效果等。

三、北方建筑采暖問題的改造措施

從上面的北方建筑評估我們就可以清楚的了解到，依照不同的城鎮建筑，對建筑的改造也會采用不同的方法，所謂因地制宜，劃分不同采暖建筑的依據為體形系數、使用的年限、內部的采暖設施、實際建筑的運行情況。并追求在安全和防震功能上的節能方案，建筑功能與城鎮熱能改造能夠有機的結合才可行的方案。對北方建筑的節能改造通常為以下的幾個點考慮。

（一）對建筑結構的改造

這方面主要是對維護結構的改造。重點方法是以墻外加熱的技術，輔以對墻體的系統，墻面保溫系統的具體措施。做到防震，防火，防水的一體化裝飾型改造，同時做好對隱私的陽臺，頂板事故的預防，樓梯間的保護等部位的封閉，提高維護結構的綜合保溫效果[3]。

（二）實施對外面窗戶的改造

外窗外窗是建筑熱量散熱的主要部位，對原來密封性、隔熱保溫效果差的外窗進行“推拉變平開、單玻變雙玻、通體變斷橋”改造，使其達到保溫隔熱、密封降塵的效果。對有條件的可推廣使用三層玻璃、加貼玻璃保溫膜等新型外窗。

（三）對采暖系統的改造

防護的供熱系統是建筑改造節能的重點項目，通過改造要實現的效果有很多，例如分室調溫、分戶可控、計熱收費，這些都得通過改造供暖系統來實現。對原有室內情況不變的前提下，我們對供暖進行改革，改變原有的熱計量方式，這樣有利于實現分室調溫，在樓前家裝熱計量可采用熱分配表方式。

（四）積極推廣新能源

地源熱技術是新能源應用的重要途徑，可以實現對建筑物的高效供熱和制冷，具有經濟、節能、環保等多方面的優勢；太陽能利用具有實惠的特點。住宅建筑節能改造要充分考慮利用太陽能，實現太陽能建筑一體化，利用陽能為建筑物提供生活熱水、冬季采暖和夏季制冷的需求，高檔住宅小區可以結合熱能電池技術為建筑物提供生物電能[4]。

四、供熱采暖系統節能改造

供熱采暖系統節能改造應該優先的去探索功能的改造（或熱力站）、外窗墻體及室內系統的節能潛力，實現供熱采暖系統整體節能的現實方案，同時應優先平衡水力、氣候調節和變量調節技術。

（1）更換鍋爐時

應選用低效率的節能鍋爐，并應按系統實際負荷需求和運行負荷規律，合理配備鍋爐容量和數量，如選用燃氣（油）鍋爐，其燃燒器宜具備自動比例調節功能，并同時具有調節燃氣量和燃燒空氣量的功能。燃氣鍋爐改造時應考慮設置煙氣余熱回收裝置。

（2）為實現熱用戶行為節能

散熱器采暖系統每組散熱器均應安裝恒溫閥；低溫熱水地面輻射供暖系統中，應在戶內系統入口處設置自動控溫的調節閥，實現分戶集中溫控，其戶內分集水器上每支環路上應安裝手動流量調節閥。

五、結語

本文介紹了我國北方地區既有居住建筑能耗狀況與節能潛力，北方城鎮建筑采暖能耗的目前狀況并開展對于建筑采暖需要的熱量、采暖系統的分析。眾所周知，采暖的熱量問題、采暖系統以及熱量的來源問題一直是采暖系統中對效率造成困擾的三大因素。為了探索北方城鎮既有建筑的節能方案，提出適合該地區的措施，為該地區節能改造工程提供借鑒。

參考文獻

[1]梁傳志,侯隆澍,劉幼農,董璐.北方采暖地區既有居住建筑供熱計量及節能改造工作進展與思考[J].建設科技,2015,09:12-16.

[2]侯隆澍,梁傳志,董璐,王朝霞.北方采暖地區既有居住建筑供熱計量及節能改造技術導則修訂思路探討[J].建設科技,2015,12:68-70.

[3]沈秀艷,張海文.節能服務公司參與北方采暖地區既有居住建筑節能改造[J].建設科技,2014,09:58-59.

[4]井匯.北方采暖地區既有住宅供熱計量及節能改造經濟性分析[J].科技通報,2013,08:56-57+60.

作者：劉永杰 單位：霍州煤電集團公共事業管理局規劃設計公司