北方采暖地区建筑节能改造问题分析

摘要：如今，建筑业飞速发展的同时建筑功能也在直线提升。建筑能耗在社会总能耗中所占的比例越来越大，推动建筑向绿色节能发展成为国内外建筑业发展的趋势，本文就以我国北方的既有建筑为研究对象，探讨北方的建筑的能耗情况与节能潜力，以及深入探究适合北方采暖地区的居住建筑的节能改造方案，提出适合北方采暖地区的建筑节能改造措施，如维护结构的节能改造等，为该地区节能改造工程提供参考借鉴。

关键词：建筑节能；采暖地区；围护结构；节能改造

采暖的热量问题、采暖系统以及热量的来源问题一直是采暖系统中对效率造成困扰的三大因素。对目前的社会关注我国的北方建筑采暖政策和技术的奇点这些问题，引发了业内人员的激烈讨论，探讨北方的建筑的能耗情况与节能潜力，以及深入探究适合北方采暖地区的居住建筑的节能改造方案，我们开展了对于天然气采暖、提供热能的收费改革、挖掘电联产能的系统调节的专项研究，对2025年后的采暖节能潜力进行了大胆预测，进一步提交了全面推进新能源改革的建议。

一、中国北方城镇采暖能耗的现实状况

我国采暖地区分布于长江流域以北的地区，主要包括北方的城镇建筑、农村的合法住宅和一些地区（我国以前非法定采暖的城镇地区）。农村和长江地区按照以往的印象对于采暖的工作量非常之大，主要的问题出在北方城镇与长江以南的农村和城镇的采暖机制完全不一样[1]。本文仅仅讨论北方的一些城镇既有建筑的节约能源问题，并对其开展深入的研究。至2015年，我国列入采暖地区的北方城镇民用建筑总面积为90亿m2，采暖总耗能为每年1.785亿tce。这些建筑中有80％采用分散供热方式采暖，其余为集中采暖或无采暖设施。分散供热系统的热源一半由热电联产方式提供（主要为燃煤热电联产，极少为燃气热电联产），剩下一半由燃煤、天然气锅炉提供。一些新的采暖方式（各种热泵采暖、电采暖等）都归入集中采暖方式。建筑采暖的能源消耗主要由建筑采暖需要的热能的消耗、供暖系统的过量供热以及热量能源与采暖系统效率四大因素决定。

二、中国北方建筑的节能评估

建筑节能的终极目标，便是技能满足居民对于供暖的要求，有使其保持绿色节能、高效的运转[2]。笔者认为必须判断那些建筑不满足于节能要求，并对其开展讨论分析。为此，居住建筑节能改造前应首先进行运转、结构、方阵功能安全评估，对可以保证继续安全使用50年的建筑，尤其适宜开展建筑节能改造，或者对可以保证继续安全使用50年的建筑应同时开展防震和节能改造。对居住建筑进行节能诊断、了解该建筑的围护结构热工性能、采暖系统能耗及运行控制情况、室内热环境状况应该同步进行，通过设计监察和以一年为限的能耗分析，对拟改造建筑的能耗状况及节能潜力做出评价并出具报告，作为该建筑节能改造的依据。一般情况下，该建筑进行节能诊断主要是诊断其以下几方面内容：

（一）了解建筑需要的热量

当维持室温不低于19℃时，目前北方地区城镇建筑冬季采暖需要的热量为70～150kWh/m2•a（或0.41～0.78GJ），平均为52kWh/m2•a（0.253GJ/m8•a）。这一数值由建筑密闭水平、外面窗户状况、建筑的高度系数（建筑物外表面积与体积之比）、建筑保温效果、室外气候条件等因素决定。上世纪80年代的部分建筑保温和密闭程度都很差，建筑需热量高达135～165kWh/m2；近年来，由于落实建筑节能标准，推行外保温、双层窗，同时大幅度改善密闭效果，使新建建筑和经过改造的既有建筑采暖需热量降低至78kWh/m2以下。沈阳的商品住宅建筑已有降低到98kWh/m2的实测案例。这是近年来建筑节能工作产生的最显著的成效。同样气候条件的北欧、英格兰等的采暖需要提供的热能一般在33～56kWh/m2，严格贯彻建筑节能标准的新建建筑已达到55～62kWh/m。这表明我国还有进一步改善的潜力。然而最重要的是通过节能改造把那些高于153kWh/m2的高能耗既有建筑改造到90kWh/m2以下。我国建筑体形大、高度指数小，导致同样围护结构件下采暖需热量大，这是我国系统效率从前景上低于欧盟某些地区的重要原因。严格压制建筑的高度指数，北方建筑大型的别墅都是政策所不允许的。应该与规范北方城镇建筑结构保温同样作为建筑节能的要点进行监管。

（二）对该建筑节能改造技术进行安全性评

例如评估该建筑的节能减排改造的资金运作和资金回流期等等，是否节能改造后有更好的经济收益效果等。

三、北方建筑采暖问题的改造措施

从上面的北方建筑评估我们就可以清楚的了解到，依照不同的城镇建筑，对建筑的改造也会采用不同的方法，所谓因地制宜，划分不同采暖建筑的依据为体形系数、使用的年限、内部的采暖设施、实际建筑的运行情况。并追求在安全和防震功能上的节能方案，建筑功能与城镇热能改造能够有机的结合才可行的方案。对北方建筑的节能改造通常为以下的几个点考虑。

（一）对建筑结构的改造

这方面主要是对维护结构的改造。重点方法是以墙外加热的技术，辅以对墙体的系统，墙面保温系统的具体措施。做到防震，防火，防水的一体化装饰型改造，同时做好对隐私的阳台，顶板事故的预防，楼梯间的保护等部位的封闭，提高维护结构的综合保温效果[3]。

（二）实施对外面窗户的改造

外窗外窗是建筑热量散热的主要部位，对原来密封性、隔热保温效果差的外窗进行“推拉变平开、单玻变双玻、通体变断桥”改造，使其达到保温隔热、密封降尘的效果。对有条件的可推广使用三层玻璃、加贴玻璃保温膜等新型外窗。

（三）对采暖系统的改造

防护的供热系统是建筑改造节能的重点项目，通过改造要实现的效果有很多，例如分室调温、分户可控、计热收费，这些都得通过改造供暖系统来实现。对原有室内情况不变的前提下，我们对供暖进行改革，改变原有的热计量方式，这样有利于实现分室调温，在楼前家装热计量可采用热分配表方式。

（四）积极推广新能源

地源热技术是新能源应用的重要途径，可以实现对建筑物的高效供热和制冷，具有经济、节能、环保等多方面的优势；太阳能利用具有实惠的特点。住宅建筑节能改造要充分考虑利用太阳能，实现太阳能建筑一体化，利用阳能为建筑物提供生活热水、冬季采暖和夏季制冷的需求，高档住宅小区可以结合热能电池技术为建筑物提供生物电能[4]。

四、供热采暖系统节能改造

供热采暖系统节能改造应该优先的去探索功能的改造（或热力站）、外窗墙体及室内系统的节能潜力，实现供热采暖系统整体节能的现实方案，同时应优先平衡水力、气候调节和变量调节技术。

（1）更换锅炉时

应选用低效率的节能锅炉，并应按系统实际负荷需求和运行负荷规律，合理配备锅炉容量和数量，如选用燃气（油）锅炉，其燃烧器宜具备自动比例调节功能，并同时具有调节燃气量和燃烧空气量的功能。燃气锅炉改造时应考虑设置烟气余热回收装置。

（2）为实现热用户行为节能

散热器采暖系统每组散热器均应安装恒温阀；低温热水地面辐射供暖系统中，应在户内系统入口处设置自动控温的调节阀，实现分户集中温控，其户内分集水器上每支环路上应安装手动流量调节阀。

五、结语

本文介绍了我国北方地区既有居住建筑能耗状况与节能潜力，北方城镇建筑采暖能耗的目前状况并开展对于建筑采暖需要的热量、采暖系统的分析。众所周知，采暖的热量问题、采暖系统以及热量的来源问题一直是采暖系统中对效率造成困扰的三大因素。为了探索北方城镇既有建筑的节能方案，提出适合该地区的措施，为该地区节能改造工程提供借鉴。

参考文献

[1]梁传志,侯隆澍,刘幼农,董璐.北方采暖地区既有居住建筑供热计量及节能改造工作进展与思考[J].建设科技,2015,09:12-16.

[2]侯隆澍,梁传志,董璐,王朝霞.北方采暖地区既有居住建筑供热计量及节能改造技术导则修订思路探讨[J].建设科技,2015,12:68-70.

[3]沈秀艳,张海文.节能服务公司参与北方采暖地区既有居住建筑节能改造[J].建设科技,2014,09:58-59.

[4]井汇.北方采暖地区既有住宅供热计量及节能改造经济性分析[J].科技通报,2013,08:56-57+60.

作者：刘永杰 单位：霍州煤电集团公共事业管理局规划设计公司