国外研究者，对住宅改造的各种技术方法的效果、应用条件等做了广泛的研究。大量研究表明，外围护结构的改造是重点，而增加可再生能源的利用也有助于减少碳排放。如，对外墙、门窗、屋顶等进行节能改造，提高外围护结构的热工性能、优化家庭用能设备效率、辅助以可再生能源利用，可以明显改善住宅建筑能耗和降低 CO2 排放。
国内研究者，运用全生命周期方法研究低碳城市建设策略、建筑（含钢结构住宅）的碳排放性能、住宅能耗及减排对策。如，林宪德以通风、遮阳、隔热保温、生物多样性等角度实证研究了绿色住区节能问题；陈飞运用全生命周期方法研究低碳城市建设的内涵、模型和策略；葛坚等研究钢结构住宅的碳排放性能，量化与普通钢混住宅的碳排放差异；陈滨等分析中国住宅能耗情况，提出减排对策；尚春静等以钢混结构低层住宅为例，界定了建筑生命周期内的核算范围，建立了碳排放核算的基础模型。
国内实践方面，天津、唐山、合肥、深圳等城市已率先提出了建设低碳城市的目标；天津滨海生态城、深圳光明城等建设试点工程也已全面开展；杭州市于2009年提出了基于“低碳经济、低碳建筑、低碳交通、低碳生活、低碳环境、低碳社会”目标的低碳城市建设纲领。田轶威等以杭州市米市社区 2 号、7号住宅楼为例，提出适宜杭州地区的改造方法。
夏热冬冷地区既有建筑节能改造尚处于探索阶段。本文以金华市中心医院食堂宿舍楼改造工程为例，利用动态能耗模拟研究改造前后的节能效果，最终确定适宜的节能改造技术措施。
建筑诊断
金华市中心医院食堂宿舍楼工程建于上世纪90年代初，建筑朝南，建筑面积3217.32㎡，建筑高度 24.4m，六层砖混结构；其中，1至2层为洗衣房及食堂，3至6层为宿舍。
金华市中心医院食堂宿舍楼现状照片
根据收集的建筑物施工图、房屋以往装修改造和历年修缮资料、设备的技术参数、运行及改造记录等，结合现场调研对既有建筑进行改造诊断：
（一）使用功能诊断：内部装修日趋老化，许多顶棚、墙面、卫生间墙角等处均出现线路老化、漏水、发霉、生锈等现象，严重影响日常生活；
（二）围护结构诊断：改造前围护结构构造见表 1；经计算，建筑规定性指标未满足要求，进行围护结构节能动态计算（建筑围护结构热工性能的权衡计算表 2）；
（三）外墙：建筑外墙现为面砖饰面，多处出现面砖剥落、破损、开裂等现象。由于当时未设计空调外机位，许多外墙面都临时打洞、布线、空调管等等，存在严重的安全隐患；
（四）外窗材料及气密性等级：外窗为普通铝合金推拉窗，单层透明玻璃。不能满足居住建筑外窗的保温隔热性能，且气密性等级和水密性等级都相当差；多数外窗已变形，与墙角的交界处有裂缝渗漏；
（五）屋面：原屋面采用钢筋砼刚性防水、水泥隔热板，已无法满足防水及保温的要求；
（六）外遮阳设施和综合遮阳系数：未采用任何外遮阳措施。（图 1）
图1 金华市中心医院食堂宿舍楼现状照片
改造措施
根据建筑诊断结果，确定本次改造内容如下。
（一）建筑扩容
建筑物东侧新建 205.7㎡的建筑面积，功能包括电梯、候梯厅、配电间、检修楼梯、电梯机房等。
（二）立面、屋面翻修
原建筑物一层为干挂花岗岩外墙，需要将干挂部分拆除干净并清理基层，再进行改造；上部二至六层为面砖外墙，需要先对外墙面砖进行安全检测，在确认不存在安全问题后，清理面砖墙面，再涂上一层界面剂，再按外墙做法进行改造。外立面增设空调室外机位。原有屋面隔热层拆除并重新翻修，增加太阳能集热器。
（三）增设太阳能热水系统
生活热水系统采用太阳能与热泵热水机组相结合热水系统，太阳能热水系统采用“集中集热储热太阳能热水系统”。屋顶安装124块1000×1800承压平板式集热器，总面积为223.2㎡；在屋顶设一个6T立式容积式热交换器（RV-6-0.6,￠1800,H3100) 及6T承压立式储热水罐（￠1800,H3100), 合计总储热容积为12T。
（四）室内重新装修
对三至六层宿舍部分重新装修，内容包括：
1、清除原有地面、墙面、顶棚，拆除原有门窗；
2、对地面、墙面、顶棚进行重新装修；
3、更新原有卫生间洁具、房间内家具及所有内门窗；
4、对原有给排水系统进行改造；
5、对原有输配电系统及弱电系统进行改造；
6、对原有暖通、空调系统进行改造。
节能计算
根据调查结果，提出多种不同的改造方案，并通过节能动态能耗模拟计算软件 PKPM，计算出每种节能改造方案的能耗情况；对外墙、屋面、门窗、遮阳及楼梯间等重点改造部位进行建筑整体节能贡献率、造价及施工难易度比较。
根据热工环境的调查和模拟结果，在节能改造的策略方法中选择相应的技术措施，为了能更好地突出低碳性能与工程效益的平衡，最终确定如表 3 所示的节能技术组合。
建筑物的节能综合指标采用《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ134-2010）所提供建筑节能综合指标计算方法进行计算。计算条件为：整栋建筑每套住宅室内计算温度，冬季应全天为18℃，夏季应全天为26℃。
采暖计算期为当年12月1日至次年2月28日，空调计算期应为当年6月15日至8月31日。室外气象计算参数采用典型气象年。采暖和空调时，换气次数为1.0次/h。采暖、空调设备为家用气源热泵空调器，制冷时额定能效比取 2.3，采暖时额定能效比取 1.9。室内得热平均强度应取 4.3W/㎡。建筑维护结构热工性能及能耗计算见表4。
小结
通过该项目研究与实践，夏热冬冷地区既有建筑节能改造的技术策略主要有以下方面：
（一）重点改造外围护结构。对外墙、门窗、遮阳、楼板、屋顶等进行节能改造，提高外围护结构的热工性能，建筑节能效果明显。
（二）优化建筑用能。通过优化用能设备效率，辅助以屋顶太阳能可再生能源利用，可以降低建筑能耗。
（三）完善建筑周边配套设施。在进行建筑节能改造的同时，对建筑周边小环境进行绿化配置、照明改造、中水利用等，改善建筑外围小气候；同时，可考虑增设电梯等无障碍设施、停车位等。既有建筑节能改造涉及到技术与经济的平衡问题，适宜的改造技术仍有很大的研究空间。
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作者：郑朝灿、杜礼琪、傅双燕
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