张晓晴
天津市建筑节能推广培训中心 天津市 300000
【摘要】现阶段，伴随着人们物质生活水平的提升，对于建筑行业也提出了较高的要求，尤其是既有公共建筑，不仅仅是追求建筑品质，更加注重节能环保的改造设计环节，以实现降低能源耗损及保护环境的目的和效果。本文，主要围绕既有公共建筑节能改造技术的实践进行了探究。首先，深入分析了目前既有公共建筑能源耗损情况、节能技术现状，然后围绕既有公共建筑门窗、幕墙、墙体保温、屋面等节能设计进行分析，希望可以给相关的研究人员提供一定的帮助与支持。
【关键词】公共建筑；节能改造；实践；研究；技术
引言
目前，关于既有公共建筑的节能改造技术出现时间较早，在1970年代便开始进入到人们的视野中，现在伴随着城镇化的发展步伐加快，越来越多的人们开始关注并且重视既有公共建筑的节能改造技术，重视对能源的节约和环境的保护，以实现城市经济与环境保护协调发展的效果。
一、既有公共建筑节能改造的现状
1.1现阶段我国的能源损耗情况分析
目前，我国的经济虽然处于高速发展的阶段，但是，由于追求经济的高速发展而带来的能源需求也是愈来越高。再加上我国的能源开发的速度不断加快，久而久之，便会对我国的能源资源，尤其是不可再生能源带来较大的破坏，进而造成了一定的能源紧缺危机。目前，这些经年累月的问题也成为了阻碍我国经济快速发展的因素之一。基于此，对于建筑行业而言，如何对既有公共建筑进行高效、节能的技术改造与研发，也是值得我们深入思考的问题。众所周知，对我国而言，长期存在的经济发展问题就是对各类能源的需求量过大、但是人均能源占有率较少，尤其是对比西方的发达国家，更是属于能源紧缺的国家范畴，即使我国建筑行业呈现出突飞猛进的发展成果，建筑行业的能源需求仍然是在众多行业中位列前茅。尤其是建筑行业的施工周期较长，施工原材料与能源的损耗量也是非常巨大的，伴随着城市化的建设步伐加快，建筑行业也处于高速运转的阶段，因此，会需要更多的能源与施工材料以维持建筑项目的高周转。据悉，现阶段的既有公共建筑的能源损耗量成倍激增，预计在2030年，我国城乡的建筑面积将是2020年的两倍之多。所以，重视对既有公共建筑的节能技术研发与改造具有十分重要的现实意义与社会意义。
1.2既有公共建筑节能改造的发展现状
根据相关的数据研究分析，可以发现，现阶段我国的建筑行业开始逐步意识到节能建筑的重要性。尤其是对于某些属于公共设施建设的的大中型建筑而言，其耗能需求量和耗损量是非常大的。在我国的公共建筑方面，其能源的耗损类型主要集中在不可再生的电力能源方面，其运用的范围包括建筑室内的空调设备、各类照明设备、动力设施等等，这些设备所带来的电能损耗量是十分巨大的，大约为整个建筑能源损耗的百分之七十到八十之间。其次，在我国公共建筑中，所需要的保暖和制冷等功能的能源也是西方国家的三倍左右。所以，对于既有公共建筑而言，主要采用中央空调的形式实现保暖与制冷的功能，虽然中央空调的运作效果较好，但是如果没有将保温隔热的需求考虑在内，那么电能的损耗现象会更加突出与严重。现阶段，造成我国既有公共建筑能源耗损较大的因素主要体现在两个方面：第一，在开展公共建筑节能设计的时候，相关的设计人员缺乏节能改造意识，对于建筑外围的结构部件，没有设计安装保温隔热的环节或者设备，例如建筑外立面保温隔热的玻璃幕墙、外墙体保温设计等等。第二，现阶段我国人民的节能减排意识较弱，对于公共建筑节能设计方面亦是如此，所以，这个不利因素也会大大制约既有公共建筑节能改造技术的发展与实践。而提倡既有公共建筑节能改造技术的探究与研发是刻不容缓的，也是缓解我国能源紧缺问题的关键所在，不仅可以减少不必要的能源耗损，还可以提升我国公民节能降耗的环保意识。
二、重视既有公共建筑节能改造设计的重要性
2.1 有利于减少我国的能源耗损量
对于我国的建筑节能设计而言，包括了两大类，即新建筑的节能设计、既有建筑的节能设计，而既有建筑的范畴也包括了既有公共建筑范畴，所以，既有公共建筑节能设计也是十分重要的，是减少我国能源耗损量的重要方式之一。其次，一般情况下，由于既有公共建筑属于大型公共设施建设，其施工的范围与占地面积都是非常大的，而且涵盖范围较广，施工建设时间较长。所以，如果在开展既有公共建筑设计的时候，没有重视节能改造技术的研发与时间，会大大增加能源耗损。基于此，重视对既有公共建筑的节能改造也显得十分重要，这也是减少能源耗损、节能减排、提倡可持续发展、环境友好型社会的重要内容之一。
2.2 有利于提升既有公共建筑的综合使用性能
对于我国的既有公共建筑而言，其建设内容是十分复杂、繁琐的，并且建设过中需要注意的细节非常多，结构形式也是多样化的，内部的结构系统同样是可是非常复杂。所以，如何做好如此复杂的既有公共建筑节能技术改造研发与实践，也是十分重要的课题。众所周知，重视对既有公共建筑的节能改造的优势十分明显，一方面可以大大减少能源损耗量，实现对生态环境的保护。另一方面就是可以有效提升既有公共建筑的综合使用性能，包括提升建筑内部与外部的建筑品质、实用性、使用舒适度等等，从而有效改善人们的物质生活环境，为人们创造生态、环保、舒适的环境。
三、对于既有公共建筑节能改造技术的研究与分析
3.1 对于既有公共建筑门窗节能技术的改造分析
3.1.1在开展对既有公共建筑节能改造技术实践的时候，门窗节能技术的改造是十分重要的内容之一。首先，对于门窗节能改造技术，最为直接的方式就是更换节能材质的门窗，或者增加门窗。如果在既有公共建筑建设中，使用的门窗规格不达标，不符合节能减排的范畴 ，那么需要立刻进行相关热工性能的检测，证实的确不符合相关规定，可以进行门窗的更换。其次，如果检测发现既有公共建筑的窗台宽度是属于规定的，并且尺寸合适，为了不改变原有的窗户设计形状，可以合理增加窗户的数量。此外，对于既有公共建筑的外窗设计而言，需要尽可能选择环保类材质的门窗，例如铝合金窗、玻璃钢窗、隔热钢窗等等，并且使用密封性能好的密封条进行密封，确保窗框与墙体之间的接缝处是完好、密实的，从而实现对整体门窗的节能技术改造。
3.1.2 重视对塑钢窗框与铝合金窗框的节能设计。如何做好窗框的传热性能设计是十分重要的，其与型材的设计与选择有着十分密切的联系。通常情况下，窗框型材主要分为两大类，即双腔结构、多腔结构。一般情况下，根据其窗框型材的导热功能，分为双腔结构、三腔结构，从而很好地提高窗框的隔热保温作用。从窗框的保温隔热效果来看，不一样材质的窗框，其具备的隔热保温效果也是不同的。目前，使用较为广泛的窗框结构主要为三腔结构、或者四腔结构。并且，现阶段较为主流的材料为断桥铝型材的合金窗框，其此材质类型为两类：一种是穿条式，一种是注胶式。此外，还需要注意的是，要选择质量较好的意隔热条，这也是确保窗框施工质量的重要细节。
3.1.3 重视对既有公共建筑的门窗遮阳节能改造技术的探究与实践。通常情况下，在安装内置窗帘的时候，会出现一些问题，例如窗帘会遮挡散热器，造成散热功能下降，很多热能会直接从窗户流失。所以，在开展室内遮阳节能设计的时候，可以使用镀膜窗帘，此类窗帘的材质特殊，十分节能环保。如果是在天气炎热的夏天，镀膜窗帘可以有效减少太阳辐射，将太阳光反射出去，从而减少室内的热能，增加室内的制冷效果；反之，在严寒的冬天，镀膜窗帘的镀膜层可以实现反复高效的循环室内热量，从而增加室内的保暖效果。
在西方的发达国家，很多地区都已经开始使用镀膜窗帘及室外遮阳节能技术。所谓的室外遮阳技术，就是指在窗户外使用遮阳，不需要的时候，可以将其打开，需要的时候，可以将其关上，从表面上看没有太大的差异化。在既有公共建筑中运用外窗帘板是十分环保节能的设计之一，其具备了很好的保温隔热、遮阳的效果，材质构成有铝质、塑料等百叶构件。关于外窗帘板的形状，目前常见的有卷帘、推拉方式，可以满足不同人群的遮阳需求。
3.2 对于既有公共建筑幕墙节能技术的改造分析
3.2.1 对于玻璃幕墙的传热机理的节能设计。通常情况下，在既有公共建筑中使用较为普遍的材质为常规玻璃材质，其光谱透明度在0.4微米到5微米左右，是属于红外线和可见光中的所有太阳光谱，其透过率较好，可以达到百分之八十左右。如果中远红外线波段是处于六微米到五十微米的距离，那么普通玻璃对其产生的透过率、反射率等效果都较差，但是对其吸收率却是非常高，可以达到百分之八十左右。普通玻璃的换热功能主要体现在以下方面：建筑房间外部的换热是房间内部的三倍左右，玻璃可以吸收大约超过一半的热能，然后将其传输到房间外部，有将近一小半的热能会被传输到房间内部。所以，如果是处于十分严寒的冬天，房间内部的热量主要是由玻璃进行吸收，然后传输到房间外部。因而，对于玻璃幕墙的传热理论，主要可以分为以下几个方式：①在传热的过程中，需要借助窗框或玻璃作为传热体，然后将单层玻璃所产生的热流，传输到金属框格里，进而再向外部进行热量输出；②主要实现辐射换热的效果，其借助玻璃表面，实现房间内部与房间外部的空气对流与循环效果。
3.2.2 对于建筑幕墙的窗模节能设计。在进行既有公共建筑幕墙的节能改造设计过程中，经常使用方式就是使用建筑窗膜，此类方式成本较低，十分实惠。建筑窗膜的主要作用一方面是确保玻璃幕墙具备良好的透光性能，另一方面就是很好的提高玻璃的遮阳效果。所以，使用建筑窗膜与玻璃贴膜形式是十分重要的，也是体现节能环保的重要方式之一，其具备了以下几个优点：①玻璃贴膜的操作较为便捷，与更换新玻璃相比，可以节约更多施工时间，并且操作工艺更为简化。②玻璃贴膜对于紫外线的吸收功能更好，可以有效吸收大部分的紫外线，十分环保节能。③既有公共建筑的窗户属于空中玻璃，使用玻璃貼膜的方式，可以有效减少建筑外立面的玻璃承重与符合，质量较轻，十分轻盈。④对比传统的钢化玻璃，玻璃贴膜的安全系数较高。⑤在既有公共建筑使用玻璃贴膜，可以有效减少建筑垃圾，实现既有公共建筑的环保性能，节约施工成本。⑥玻璃贴膜的造价成本较低，与更换反射玻璃费用相比，价格优势十分明显。除此之外，既有公共建筑幕墙在选择玻璃窗膜材质的时候，确保窗膜具有良好的透光率，一方面可以保障室内的最佳采光效果，另一方面可以有效遮挡紫外线。如果是运用在办公场所，对于采光需求较高的位置，那么使用的玻璃窗膜透光率需要高于百分之七十，并且其吸热率要控制在百分之四十以内，遮阳系数需要保持在0.3到0.5之间较为合适。
3.3 对于既有公共建筑墙体保温节能技术的改造分析
现阶段，我们经常使用的墙体节能改造技术，可以统分为单一墙体与复合墙体节能技术两大类。但是随着建筑行业的快速发展，对于墙体的保温隔热要求越来越高，普通的单一墙体节能技术已经远远不能满足建筑的需求。因此，复合墙体的节能技术得到了普通的关注和重视。目前。常用的复合墙体节能技术包括：外墙外保温技术、外墙内保温技术、内外混合保温技术、墙体夹心保温技术、墙体自保温技术、双层节能外墙技术等等。其中，使用率较高的墙体节能技术为：外墙内保温技术、外墙夹心保温技术与外墙外保温技术三大类，可以很好的提升外墙抗旱抗冻、隔热保温的效果，被广泛地运用到了既有公共建筑的节能改造技术中。
3.3.1 外墙内保温节能技术。所谓的外墙内保温节能技术，就是在外墙的内部放置石膏复合聚苯保温板、聚合物砂浆复合聚苯保温板、增强水泥复合聚苯保温板等保温材料。此类方法主要适用于非高要求的建筑节能减标准，对于外墙体的保温隔热性要求较低，同时适用于内保温的饰面或者保温材料的防水、耐候性等要求不高的情况，因此，使用纸面石膏板、石膏抹面砂浆等方式都可以满足起保温隔热的需求。但是，由于材料成本、施工技术、施工工艺等因素，很容易造成外墙饰面层出现裂缝的情况，会大大增加既有公共建筑二次维修的难度。
3.3.2 外墙夹心保温技术。所谓的外墙夹心保温技术就是指在外墙体的内侧墙片与外侧墙片之间，安装传统的黏土砖、混凝土空心砌块等保温材料。这些传统的保温材料具备了良好的性能，例如防水、耐热、保温等等。对于夹心保温技术而言，保温材料的材质要求不是特别高，例如聚苯乙烯、玻璃棉、岩棉等材料都可以作为保温材料；此外，施工季节和施工条件的局限小,不影响冬季施工。近年来,该技术在严寒地区得到了一定的应用。
3.3.3 外墙外保温技术。所谓的外墙外保温常用的保温绝热材料，包括了聚苯乙烯泡沫塑料板(EPS及XPS)、岩(矿)棉板、玻璃棉毡、聚苯颗粒保温料浆、硬质聚氨酯泡沫塑料等等。在外墙体中使用外保温材料，可以确保墙体外层的保温效果，并且尽可能避免来自外界的温差、湿度、紫外线等因素的影响，减少出现“热桥”现象的概率。一般情况下，如果在外墙体运用厚度相同的保温材料，那么外保温效果会更加好，会比内保温技术减少大约五分之一的热能损失。通过运用外保温技术，是可以实现增强内墙结构容纳热量的效果，减少室内温度浮动的不稳定概率，保持室内舒适的温度。并且，对于外墙外保温技术而言，还可以提高大约百分之二的使用面积，并且有效保护主体结构，减少反复的二次维修费用。
3.4 对于既有公共建筑屋面节能技术的改造分析
3.4.1 对于既有公共建筑屋面而言，其不仅仅是建筑的重要结构部分，还是直接接受太阳光照射的最表层构件，尤其对于高层的顶层住户而言，其隔热防水效果至关重要。因此，对于既有公共建筑屋面开展节能改造技术是十分重要的，一般情况下，对于其保温层的设计，需要选择密度比较小，且导热性能好、导热系数高的保温材料，尽可能避免出现屋面的质量较重、过于厚重的情况。其次，对于保温层的节能设计，其选择的保温材料需要保持较高的吸水率，从而保证可以实现较好的防潮效果。现阶段，运用较多的屋面保温材料，主要为聚苯乙烯泡沫塑料板、挤塑性聚苯板、水泥聚苯板、岩棉等质量轻、高保温、高隔热的保温材料。
3.4.2 目前，我国既有公共建筑的屋面形式包括平屋顶改坡屋顶、架空屋面、倒置式屋面、蓄水屋面、吸湿散热屋面、干铺保温材料屋面、遮阳屋面、浅色坡屋面、种植屋面等等。从节能环保的层面出发，种植屋面是当下十分主流的节能屋面形式之一，可以很好地发挥隔热保温效果，其操作原理为：充分使用植被茎叶作为遮阳的载体，以实现减少屋面的室外综合温度，降低屋面的温度及热量差异化，充分发挥植物的光合作用和效果。其次，就是通过利用太阳能实现自身的蒸腾现象。此外，种植灌木还可以增加氧气的释放量，起到净化空气、美化环境的效果。但是，如果从经济层面出发，可以设计为坡屋面形式，以大幅度提升屋面的热工性能和效果。
结语
综上，由于开展既有公共建筑节能改造设计具有十分重要的现实意义，不仅仅可以减少能源的耗损，实现对生态环境的保护，还可以缩短工期，保障施工质量，节约施工成本。因此，在既有公共建筑的建设过程中，需要对节能改造技术引以重视，尽可能多方面发展节能改造技术，以实现节约能源、保护环境，建设友好型社会的目的和效果。
参考文献
[1]王阳.对高校建筑节能的几点建议[J].山西建筑,2018,4．
[2]戴从娟.太原市既有公共建筑节能改造适用技术研究[J].科学之友,2017,1．
[3]唐春艳.公共建筑门窗与幕墙节能改造技术探讨[J].门窗，2017（03）.
[4]李公平.绿色节能技术在建筑门窗幕墙设计中的应用分析[J].科技创新与应用，2016（19）.