既有採暖住宅建築節能技術的製作方法

2024-03-22 15:53:05

專利名稱：既有採暖住宅建築節能技術的製作方法
技術領域：
本發明屬於建築物節能技術領域，特別適用於既有民用採暖住宅的節能改造用。
背景技術：
據統計，全國已建成節能型住宅建築面積達1×108m2以上，但對過渡地區即夏熱冬暖地區既有住宅建築節能改造成套技術少有報導，某些方面還是空白，目前，我國單位面積採暖能耗為氣候條件接近發達國家的3倍左右，現在全國城鄉既有建築面積超過3.6×1010m2，其中按採暖建築節能標準建造的只有1.3×108m2，且限於少數城市居住建築，這些高能耗建築冬季採暖與夏季空調器的使用日益普遍，能源浪費更加嚴重，既有建築量大面廣，節能潛力十分巨大，因此，對非節能型既有住宅建築的節能改造是我國建築節能的關鍵舉措。
在房屋自然通風情況下，建築物的屋頂及東、西外牆的隔熱設計，應使用圍護結構內表面最高溫度≤夏季室外計算最高溫度，既有住宅建築絕大部分為磚混結構體系，外圍護結構構造大都用傳統的做法牆體用實心黏土磚砌築240mm厚，內外牆抹20mm混合砂漿，總傳熱係數K約為1.9W/(m2·K)，所以，房屋的隔熱保溫性能較差，冬季室內陰冷，溫度只有4-5℃，遠低於衛生標準(12℃下限)；夏季室內外幾乎同溫度，遠高於衛生標準要求(28℃上限)，若這些建築完全不藉助於採暖空氣調節，冬夏季節室內環境根本達不到基本的居住條件，更談不上舒適。現仍有一些建築冬天結露，夏日高溫烘烤，特別是有些建築的頂層和西曬房間熱環境較差，住戶飽受冬寒夏熱的煎熬，夏季使用空調器，冬季使用電熱器空調取暖已較為普遍，由於該類建築物隔熱性能差，熱環境改善有限，造成能源浪費突出，因此，對建築保溫隔熱性能的改造成為當務之急。

發明內容
本發明的目的是提供一種既有採暖住宅綜合節能技術。
本發明以如下技術方案實現的(一)外圍護結構節能改造通過測算，外牆面積約佔外圍護結構面積的44％，樓梯間牆面積約佔22％，兩者合計約佔66％，在建築物總耗熱量中，通過外牆的傳熱耗熱是約佔26％，通過樓梯間牆的傳熱量約佔11％，兩者合計約佔37％。可見，加強圍護結構的保溫是一項重要技術。所述外圍護節能技術是採用在外牆體外表面增加外牆保溫層提高外牆體的保溫隔熱性能；改開敞式樓梯間為封閉式樓梯間，並封閉樓梯間屋面的上人孔，屋面節能技術是將女兒牆高度較低且房間進深較小的建築既有平頂屋面上裝設架空保溫層或草皮種植節能屋面；或在平頂屋面上加坡屋頂，並在坡屋頂上設可開啟的通風換氣口；改傳熱係數高的窗為傳熱係數低的窗。
(二)建築裝飾節能技術是在屋頂或頂棚內表面裝設有低幅射係數的材料以降低屋頂內表面與人體之間輻射熱；在外牆內側加抹一層20-30毫米厚的溫砂漿；室外裝飾是在外牆表面塗刷反射太陽能輔射熱的白色或淺色塗料減少壁面傳熱，以提高外牆保溫性能；在南向和東西向窗戶上方安裝可調式淺色遮陽蓬提高防熱效果；窗的裝飾是在室內設置可調節百葉窗簾及內窗，夏季內外窗的緩衝壓減少外熱進入室內，冬季阻止寒氣進入室內；在窗下暖氣片頂部增設有散熱口，阻止冷空氣進入室內。
本發明的積極效果是由於採用了上述技術方案，通過熱工計算和整體測試，在非採暖情況下使冬季室溫提高4-7℃；非空氣調節情況下夏季室溫降低2-4℃，從而改變了室內環境，降低了建築的使用能耗。


下面結合附圖及實施例對本發明進一步詳細描述；圖1是外牆面節能保溫層結構示意圖；圖2是草皮節能屋面結構示意圖。
圖中1、水泥砂漿面找平，2、幹混聚合物粘結砂漿，3、聚苯保溫板，4、幹混聚合物粘結砂漿，5、耐鹼玻纖網絡布，6、幹混聚合物粘結砂漿，7、外牆塗料或面磚，8、螺釘，9、20mm 1∶2.5水泥砂漿面找平，10、防水層，11、20mm 1∶2.5水泥砂漿面找平，12、30mm 1∶3水泥砂漿防穿根保護層，13、50mm石子過水層，14、30-50mm植物生長層，15、草皮。
具體實施例方式1、外牆保溫層採用如圖1所示的結構，自內向外依次有水泥砂漿面找平(1)、幹混聚合物粘結砂漿層(2)、聚苯保溫板(3)、幹混聚合物粘結砂漿層(4)、耐鹼玻纖網絡布(5)、幹混聚合物粘結砂漿層(6)、外牆塗料或面磚(7)，用螺釘(8)固定在牆體上。利用此種保溫層，節能率達38.59％。
2、設置熱流阻尼區，把過去的開敞式樓梯間改造為封閉式，樓梯間設窗，北向單元入口改設門鬥，避免了冬季西北風灌入，既有建築的住宅屋面上人孔一般設計在樓梯間頂部，由於上人孔設計施工不當常形成似煙囪的通風口，熱能從樓梯間頂抽出去，節能改造對屋面上人孔進行密封處理，使整個樓梯間形成一個溫度阻尼區，增強了住宅處圍護結構保溫、隔熱性能。
3、(a)架空保溫節能屋面改造，既有屋面熱工性能普遍較差，特別是對頂層房間的影響較大，既有建築屋面的保溫狀況明顯超過規定限值時，則要對屋面進行改造。(b)改設種植節能屋面，種植屋頂是利用植物光合作用、葉面的蒸發作用及對太陽輻射熱的遮擋作用，減少太陽輻射熱對屋面的影響，從而降低屋頂室外綜合溫度，同時植物培植基質材料的熱阻與熱惰性，也能很好地降低屋面的表面溫度與溫度振幅，種植節能屋面構造，如圖3自下而上依次由20mm 1∶2.5水泥砂漿面找平(9)、防水層(10)、20mm 1∶2.5水泥砂漿面找平(11)、30mm 1∶3水泥砂漿防穿根保護層(12)、50mm石子過水層(13)、30-50mm植物生長層(14)、草皮(15)；經測試，種植屋面頂層的內表溫度比其他屋面溫度低2.8-7.7℃；(c)將平屋面改造成坡屋頂現有方法只是在平屋面上用輕鋼龍骨支撐起混凝土薄板，沒有設通風口，沒有真正起到保溫、隔熱作用，本實驗例的坡屋頂設通風換氣口，換氣口面積佔頂棚面積的1/300以上，將坡屋頂的通風口做成可啟閉的，能夠兼顧冬季保溫和夏季隔熱，夏季開窗，便於通風；冬季關閉，以利保溫。(d)窗戶節能改造，採用單層窗，為滿足隔熱保溫及氣密性要求，把原鋼窗和鋁合金窗改為PVC塑鋼窗，其傳熱係數遠低於鋁合金窗(鋁合金單層窗K＝6.4，塑銅單層窗K＝4.7)，改善了隔熱性能。
4、建築裝飾的節能改造，(1)室內裝飾節能改造，在屋頂或頂棚內表面貼紙輻射係數材料(如鋁箔等)，以降低屋頂內表面與人體之間輻射換熱；在外牆內側加抹20-30mm厚的保溫砂漿；結合裝飾考慮室內環境的自然通風性能，以加快夏季室內熱環境與室外較冷空間的空氣對流交換，同時減少室內結露；結合裝飾設遮陽窗簾，採用太陽能熱水器與室內電熱水器相結合，減少室內熱水用能，另外室內充分利用自然光，採用高效節能燈具、節能管材、節能高頻空調等材料與設備，從多渠道達到節能目的。(2)室外裝飾節能改造，在對既有建築進行外部裝飾改造時，在外牆表面塗刷白色或淺色塗料，可以反射夏季太陽輻射熱，減少壁面傳熱，以提高外牆保溫隔熱性能，在南向和東西向窗戶上方安裝遮陽蓬，可以降低遮陽係數，提高防熱效果，大大降低了空調的使用率，節約能耗。
5、採暖系統節能改造，對既有建築節能改造，必須同時對採暖系統加以改造，否則會出現過熱現象，採暖能耗沒有得到節約，針對蘇北地區既有住宅特點，對供熱系統的熱源、熱網和熱用戶同時進行技術改造，並實現熱計量收費。
(1)實行區域供熱，其熱源應為熱電聯產，對於小型分散、效率不高的鍋爐，要進行連片改造，以克服對環境造成的汙染；對既有熱源進行改造，採用高效鍋爐、換熱器及現代化控制設備，如加裝燃煤計量、分層給煤裝置，採用有效的節煤燃燒措施；對鼓風機、引風機加裝變頻器，控制風煤比，儘量利用煙氣剩餘熱量，採用變頻調速的補水定壓方式，根據失水量的多少，啟動流量不同的泵，對於鍋爐、分水缸、集水缸、循環水泵進出口均設壓力表、溫度計，以實現量化管理和自動控制。要求各類循環水泵高效、節能、低噪，同時加裝變頻器，及時自動調節，實現動態變流量的自控集中供熱系統，對於一個系統，要保證水泵流量與系統負荷匹配，並考慮分階段調節流量的因素，例如初寒期、末寒期的熱負荷要低於寒冬期，相應的循環流量可以減小，如果採用大小泵組合方式，則可實現量的調節，從而達到節能的目的，取寒冬期用大泵一臺，流量為G，揚程為H，功率為N，若選初、末寒期用小泵一臺，取流量為0.75G，則揚程為0.56H，功率為0.42N，經計算節約電耗58％。採用連續供暖，並根據室外溫度變化實時調節，連續供暖一方面可以避免和減少對鍋爐頻繁的壓火和挑火，以提高運行效率，降低能耗；另一方面可不考慮間歇因素對散熱面積的影響，從而減小管道流量，降低初期投資和日常運行費用；同時可以避免遠端建築供暖「遲到現象」，做到遠近受益均衡，對熱網進行改造，包括對高效保溫管道、水力平衡設備及溫度補償器的應用。
(2)室內採暖系統改造，安裝分戶熱表，按戶分環、控制閥出戶，分戶計量，按量計費，分戶熱計量裝置如圖4所示，按戶分環的採暖系統可採用單管水平串聯式、雙管並聯式等能夠實現分戶控制、經濟、可靠、節能、衛生、技術先進的其他形式，採暖期結束後，用以查驗耗熱量，按實際耗熱量收費。分室、分戶溫控，根據室溫自動調節流量，在夜間、無人時使能耗處於最低狀態，在散熱器入口、出口安裝恆溫調節閥，或實施感溫器和程控器聯動，以實現溫度的控制。取消高點集氣罐，採用自動排氣閥，可以減少系統丟水現象，在自動排氣閥上遊設關閉閥，以方便檢修；並裝設Y型過濾器，以減少故障。對於幹管、立管、支管進行詳細的阻力計算，以使各並聯環路達到水力平衡；不要單獨依靠閥門手動調節達到水力平衡，因為環路眾多，用閥門調節不易解決系統垂直及水平方向的失調問題。
效果測試1、測試對象選擇居住小區採暖住宅在採取節能改造措施前後2#樓、12#樓作為測試對象，以便在損耗降低幅度上有其可比性。
2、測試內容頂層室內溫度、標準層室內溫度。
3、測試方法採用幹球溫度計和WHM5型溫度表，選擇6月15日、6月16日、6月17日、11月25日，11月26日、11月27日對室內溫度進行對比測試，儀器設在住房中央，離地面1.1m，關閉門窗，南西向門窗遮陽，測試時間從8:00開始，16:00結束，每小時記錄1次。
4、測試結果通過測試結果對比分析，冬、夏季典型溫度下，室內溫度可以控制2-5℃，節能效果非常明顯。以徐州市泰山居住小區特殊地理位置制定節能建築設計遵循的原則，研究圍護結構節能措施，各項指標經測試總節能率達59％，滿足國家2005年要達到節能50％的要求，用於節能的投入控制在總造價的9％，綜合效益顯而易見。
權利要求
1.一種既有採暖住宅建築節能技術，它包括外圍護結構節能技術、其中含外牆節能技術、屋面節能技術、窗節能技術；建築裝飾節能技術、採暖系統節能技術，其特徵是(一)所述外圍護節能技術是(1)採用在外牆體外表面增加外牆保溫層提高外牆體的保溫隔熱性能；(2)改開敞式樓梯間為封閉式樓梯間，並封閉樓梯間屋面的上人孔；(3)屋面節能技術是將女兒牆高度較低且房間進深較小的建築既有平頂屋面上裝設架空保溫層；或在平頂屋面上加坡屋頂，並在坡屋頂上設可開啟的通風換氣口；(4)改傳熱係數高的窗為傳熱係數低的窗。(二)建築裝飾節能技術是(1)在屋頂或頂棚內表面裝設有低幅射係數的材料以降低屋頂內表面與人體之間輻射熱；在外牆內側加抹一層20-30毫米厚的溫砂漿；(2)室外裝飾是在外牆表面塗刷反射太陽能輔射熱的白色或淺色塗料減少壁面傳熱，在南向和東西向窗戶上方安裝可調式淺色遮陽蓬提高防熱效果；(3)窗的裝飾是在室內設置可調節遮陽百葉窗簾及內窗；在窗下暖氣片頂部增設有散熱口。
2.根據權利要求1所述的一種既有採暖住宅建築節能技術，其特徵是外牆保溫層自內向外由水泥砂漿找平層、幹混聚合物粘結砂漿層、聚苯保溫板、幹混聚合物粘結砂漿層、耐玻網絡布、幹混聚合物粘結砂漿層、外牆塗料或面磚層依次組成，用螺釘固定在外牆外表面。
3.根據權利要求1所述的一種既有採暖住宅建築節能技術，其特徵是屋面上的架空保溫層採用在防水層與屋面之間設置輕質高效保溫材料的複合屋面結構，也可以是草皮層防水保溫屋面。
4.根據權利要求1或3所述一種既有採暖住宅建築節能技術，其特徵是所述草皮層防水保溫屋面自下而上依次由低筋灰面層，鋼筋混凝土樓板、20mm水泥砂漿面找平層、防水層、20mm厚水泥砂漿面找平層、30mm厚水泥砂漿防穿根保護層，50mm厚石子過水層、30-50mm厚植物生長層，草皮層組成。
5.根據權利要求1所述一種既有採暖住宅建築節能技術，其特徵是坡屋頂上通風換氣口的大小大於頂棚面積的1/300。
全文摘要
本發明公開了一種既有採暖住宅建築節能技術，它由外牆保溫技術，保溫屋面節能技術、窗節能技術、建築裝飾節能技術、採暖系統節能技術組成，通過綜合測試，各項指標滿足國家2005年要達到節能50％要求，其中圍護結構節能率達38％，採暖系統節能達21％，總節能率達59％。
文檔編號E04B1/74GK1584234SQ20041004122
公開日2005年2月23日 申請日期2004年6月9日 優先權日2004年6月9日
發明者季翔, 張寶軍, 方建邦, 季元, 王國安, 王峰, 陳志東, 馬金榮, 盛同平 申請人:徐州建築職業技術學院建築設計研究院