《既有建築物圍護結構節能改造施工工法》是鵬達建設集團有限公司、浙江中南建設集團有限公司完成的建築類施工工法，完成人是廖永、王劍輝、張觀賢、段洪濤、趙士永，適用於建築物混凝土和砌體結構外牆外保溫改造、屋面保溫改造、門窗改造、採暖系統改造工程等。
《既有建築物圍護結構節能改造施工工法》其主要的工法特點是：絕熱效果好、經濟、質優，質量便於控制，施工簡單、快捷。
2011年9月，《既有建築物圍護結構節能改造施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009~2010年度國家二級工法。
基本介紹
- 中文名：既有建築物圍護結構節能改造施工工法
- 工法編號：GJEJGF116-2010
- 完成單位：鵬達建設集團有限公司、浙江中南建設集團有限公司
- 主要完成人：廖永、王劍輝、張觀賢、段洪濤、趙士永
- 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
- 主要榮譽：國家二級工法（2009-2010年度）
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,工藝原理,施工工藝,材料設備,質量控制,安全措施,環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,
形成原因
中國與氣候條件相近地區的已開發國家相比，既有建築單位建築面積能耗要高出約2倍以上，問題的關鍵在於大量沒有任何節能措施的既有建築，其保溫隔熱性能差，管網、電線、設備系統老化且效率低，導致用電、採暖和製冷能耗浪費嚴重。中國政府在“十一五”規劃中明確規定：到2010年在國內生產總值每年平均按7.5%增長的同時單位GDP能耗要比2005年降低20%，即在“十一五”期間每年要降耗4.4%，2020年中國大部分既有建築實現節能改造。可見中國的建築節能工作存在著巨大的空間和潛力，全面開展建築節能以及既有建築的節能改造工作，對改善中國的能源狀況有著積極的作用。
“既有建築物圍護結構節能改造研究與實踐”是河北省科學技術廳下達的科研項目，鵬達建設集團有限公司與相關單位合作，攻克了一系列的技術難關。通過對中國北方特別是華北地區既有高能耗建築的各種外圍護結構的熱工分析和各種保溫材料的保溫性能研究與實踐，確定最佳的適合圍護結構的改造方案，同時解決了外牆保溫過程中容易出現的技術問題，形成了既有建築圍護結構節能改造工藝。該技術系統經河北省住房和城鄉建設廳鑑定，成果總體達到國際先進水平。
工法特點
《既有建築物圍護結構節能改造施工工法》的工法特點是：
1、以具有優異絕熱性能的膨脹聚苯板為保溫層，絕熱效果好、經濟、質優。
2、保溫材料以及粘結、抹面、加固材料以成品方式進入施工現場，質量便於控制，施工簡單、快捷。
3、採用專用粘結膠漿和各類專用錨釘固定完善的細部處理設計，是一套技術成熟的外保溫體系。
4、EPS板表觀密度小，拉伸和剪下強度低，保溫性能好。
5、施工速度快、工藝簡單，可以縮短工期，減少工程的人工費和勞動強度，降低施工成本，綠色環保。
操作原理
適用範圍
《既有建築物圍護結構節能改造施工工法》適用既有建築物混凝土和砌體結構外牆外保溫改造、屋面保溫改造、門窗改造、採暖系統改造工程等。
工藝原理
《既有建築物圍護結構節能改造施工工法》的工藝原理敘述如下：
1、基層經界面處理後，牆體採用膠粘劑貼砌EPS板，利用錨栓輔助固定；其後在保溫板上塗抹複合耐鹼玻纖格線布的抹面膠漿成為抹面層，再以塗料或裝飾砂漿為飾面層各種材料互為搭配和彼此相容，為保溫體系提供長期的質量保證和節能效果。
2、提高窗的氣密性，減少冷風滲透。窗的縫隙約有三類，第一類窗牆之間的縫隙，一般採用岩棉、聚苯、聚氨酯泡沫等保溫材料充填，然後用砂漿封嚴，最後用密封膠封面；第二類是玻璃與窗框之間的縫隙，玻璃兩邊均用密封膠條鑲嵌，用於鋁合金門窗的一般是以氯丁、順丁和天然橡膠硫化製成的橡膠密封條，用於塑膠門窗的一般是以丁睛橡膠和聚氯乙烯擠壓成型的密封條；第三類是開啟扇和窗框之間的縫隙，一般不同開啟方式的窗戶選擇的密封材料不同，一般有空腔式橡膠條、條刷狀密封條，目前多採用橡膠與PVC樹脂共混技術生產的密封條。
3、給窗戶增設附加物。主要是考慮到窗的夜間保溫能力，這裡的附加物主要是指保溫窗扇和保溫窗簾。
4、屋面保溫層不宜選用容重大、導熱係數高的保溫材料，以免屋面重量、厚度過大；二是屋面保溫層不宜選用吸水率較大的保溫材料，以防屋面濕作業時，因保溫層大量吸水而降低保溫效果。
施工工藝
- 工藝流程
《既有建築物圍護結構節能改造施工工法》的施工工藝流程
1、屋面工程
基層清理→保溫層施工→保護層施工→竣工驗收。
2、牆面工程
施工流程見圖1。
圖1 施工流程圖
- 操作要點
《既有建築物圍護結構節能改造施工工法》的操作要點如下：
外牆外保溫節能改造
1、牆體外保溫節能改造按照保溫層與主體的結合方式大致分為噴塗式、抹灰式、粘結式、掛裝式及混合式，基本的構造形式見圖2。
圖2 牆體外保溫節能改造構造示意圖
註：1一牆體；2一粘結層，膠粘劑；3一保溫層，保溫板；4一保溫層，底層抹灰材料+網布；5一飾面層，裝飾面層+罩面材料
2、牆體外保溫節能改造施工前的準備工作在對牆面狀況進行勘查的基礎上，施工前應對原牆面上由於凍害、析鹽或侵蝕所產生的損害予以修復，油漬應進行清洗；損壞的磚或砌塊應更換；牆面的缺損和孔洞應填補密實；牆面上疏鬆的砂漿應清除；不平的表面應事先抹平；牆外側管道、線路應拆除，在可能的條件下，宜改為地下管道或暗線；原有窗台宜接出加寬，窗台下宜設滴水槽；腳手架宜採用與牆面分離的雙排腳手架。
3、保溫板宜採用標準尺寸的聚苯板600毫米×1200毫米非標準尺寸保溫板應切割加工至標準板型。保溫板應從牆壁的基部或堅固的支撐處開始，自下而上逐排沿水平方向依次安設，拉線校核，並逐列用鉛墜校直，在陽角與陰角的垂直接縫處應交錯排列。安設時應採用點粘或條粘的方法，通過擠緊膠粘劑層，使保溫板有規則的牢固的粘結在外牆面上。保溫板安設時及安設後至少24小時之內，空氣溫度和外牆表面溫度不應低於5℃。在保溫板的整個表面上，應均勻抹一層聚合物水泥砂漿，並隨抹隨鋪增強網布。抹灰層厚度宜為3~4毫米，且應均勻一致。標準格線布搭接寬度應左右大於100毫米，上下應大於80毫米，布邊應對齊。標準格線布鋪設至轉角處應連續，包轉寬度應大於等於200毫米。增強網布應全部壓埋在抹灰層內不應裸露。遇門視窗、通風口不同材質的接合處（配電箱、水管等），應將增強網布翻邊包緊保溫板；洞口的四角應各貼一塊增強網布，並用聚合物砂漿將網布摺疊部分抹平封嚴。每塊保溫板宜在板中央部位釘一枚膨脹螺栓。螺栓應套一直徑5厘米的墊片，栓鉚後應對螺栓表面進行抹灰平整處理。應在抹灰工序完成後，進行外裝修，宜採用薄塗層。
4、改造節點部位。
1）室外勒腳部位及高度在2米以下的牆體，應按圖3的要求採用格線布加強做法。
圖3 室外勒腳做法
2）轉角處對接加強格線布的兩邊寬度應大於等於200毫米，聚苯板錯茬搭接，首層陽角採用鋼包角（圖4~圖6）。
3）變形縫設定。外牆外保溫系統本身的特性對變形縫設定要求比較嚴格，其中包括在基層牆體設有伸縮縫、沉降縫，預製牆板相接處，外保溫系統和不同面層相接處或門窗洞口，立面的連續高度、寬度超過23米，結構可能產生較大位移部，其圖示見（圖7~圖9）。
4）門窗及洞口做法（圖10）。
圖10 門窗及洞口做法
5）混凝土挑檐（圖11）。
圖11 挑檐做法
6）外牆空調支架做法（圖12）。
圖12 外牆空調支架做法
外窗節能改造
1、外窗改造的節點處理
外窗的改造節點主要是框與牆體連線，固定片的間距應小於或等於600毫米，框與牆體應連線牢固，縫隙套用彈性材料填嵌飽滿，表面縫膏密封，無裂縫。同時在窗框與牆體之間的縫隙增設保溫岩棉，並採用高效氣密性材料加彈性密封膠進行封堵。
2、提高窗的氣密性，減少冷風滲透
窗的縫隙約有三類。第一類是窗牆之間的縫隙，一般採用岩棉、聚苯、聚氨酯泡沫等保溫材料充填，然後用砂漿封嚴，最後用密封膠封面第二類是玻璃與窗框之間的縫隙，玻璃兩邊均用密封膠條鑲嵌，用於鋁合金門窗的一般是以氯丁、順丁和天然橡膠硫化製成的橡膠密封條，用於塑膠門窗的一般是以丁睛橡膠和聚氯乙烯擠壓成型的密封條；第三類是開啟扇和窗框之間的縫隙，一般不同開啟方式的窗戶選擇的密封材料不同，一般有空腔式橡膠條、條刷狀密封條。
3、窗戶增設附加物
給窗戶增設附加物主要是考慮到窗的夜間保溫能力，這裡的附加物主要是指保溫窗扇和保溫窗簾。
1）附加活動保溫窗扇
住宅建築的南向窗戶與北向窗戶是不同的，北窗是保溫的最薄弱環節。南窗活動保溫窗扇僅夜間使用，芯材選用不透光材料；而北窗在白天和夜間均需使用，因此芯材採用透光材料，以適應白天的採光要求，實施附加活動保溫窗扇技術，用於窗戶的夜間保溫（北窗全天保溫）。
2）布置保溫窗簾
室內可使用鍍膜窗簾，冬季鍍膜層使熱量在室內循環以減少供熱用能；夏季可防止強烈的太陽輻射而減少製冷用能。設定節能窗簾，可將紡織物的多孔絕熱特點與金屬的優良反光特性結合起來，可以製成絕熱性能良好的複合材料，有條件的可以在窗外設定活動窗簾，遮陽效果比內置窗簾效果顯著。
3）視窗設定外遮陽
視窗遮陽基本形式有：水平式、垂直式、綜合式和擋板式。對於南向附近的視窗宜使用水平式遮陽；對於東北、北和西北向附近的視窗宜使用垂直式遮陽；對於東南或西南向附近的視窗宜使用綜合式遮陽；對於東、西向附近的視窗僅以使用擋板式遮陽為宜。
屋頂節能改造
屋面的能耗占建築總能耗的7%~8%;一是屋面保溫層不宜選用容重大、導熱係數高的保溫材料，以免屋面重量、厚度過大；二是屋面保溫層不宜選用吸水率較大的保溫材料，以防屋面濕作業時因保溫層大量吸水而降低保溫效果。
1、屋面保溫材料
傳統屋面按保溫層所用材料分，主要分為：加氣混凝土保溫屋面，乳化瀝青珍珠岩保溫屋面，憎水型珍珠岩保溫屋面，聚苯板保溫屋面，水泥聚苯板保溫屋面，岩棉、玻璃棉板保溫屋面，浮石砂保溫屋面，彩色鋼板聚苯乙烯泡沫夾芯保溫屋面，彩色鋼板聚氨酯硬泡夾芯保溫屋面，種植屋面和蓄水屋面等。
2、屋面節能改造技術
常採用的有正置式屋面、倒置式屋面、種植屋面、平改坡等屋面節能技術。
1）正置式節能改造
平屋面正置式節能改造通常採用的保溫材料有岩棉板、玻璃棉板、聚苯板、膨脹珍珠岩等。根據實際情況，改造的方法有兩種：直接鋪設保溫層和設定架空保溫層。直接鋪設保溫層的做法：通常採用的保溫材料為岩棉板，在原屋面上滿鋪一層經過憎水處理的岩棉板（其厚度根據熱工計算而定），在保溫層上做水泥砂漿保護層，並做防水層，基本構造見圖13。
圖13 直接鋪設保溫層構造示意
註：1一防水層；2一找平層；3—憎水岩棉板；4—找坡層；5原屋面結構層。
設定架空保溫層的做法：通常採用膨脹珍珠岩等保溫材料，適用於女兒牆高度較低、且房間進深較小的建築。在屋面適當的位置採用1:0.5:10的水泥石灰膏砂漿臥砌115×115×180（毫米）磚墩，縱橫中距宜保持為500毫米，磚墩應落在相應的承重牆上，並將預製鋼筋混凝土架空板臥在磚墩上。鋪設架空板前，在原屋面上鋪放保溫材料（其厚度根據熱工計算而定），鋪設架空板後，應採用砂漿勾縫，板上應做找坡層、找平層及防水層，基本構造見圖14。
圖14 直接鋪設保溫層構造示意圖
註：1—防水層；2找平層；3—混凝土板，磚墩架空；4一空氣層；5—膨脹珍珠岩；6—找坡層；7原屋面結構層。
2）倒置式屋面節能改造
將傳統屋面構造中的保溫層與防水層顛倒，把保溫層放在防水層的上面，基本構造見圖15。
圖15 倒置式屋面節能改造示意
註：1一混凝土塊保護層；2一擠塑聚苯板；3一找坡層；4一原屋面結構層。
3）加設坡屋頂（“平改坡”）
加設坡屋頂為設定架空保溫層的改造方式，在原有的建築平屋頂上鋪設保溫層（其厚度根據熱工計算而定），並在上面加設掛瓦尖屋頂進行保護，這裡掛瓦尖屋頂相當於架空保溫層改造中的保護層和防水層的作用。通常採用一些輕質保溫材料，如聚苯板、岩棉板、玻璃棉板等，分兩種情況：
有吊頂的坡屋面：直接在屋頂吊頂上鋪放保溫材料，其厚度應根據熱工計算而定。
無吊頂的坡屋面：應先增設吊頂層，再把保溫材料（其厚度根據熱工計算而定）鋪在吊頂上。
4）種植屋面
種植屋面是利用屋面上種植的植物阻隔太陽能，防止房間過熱的一項隔熱措施。它能夠與地面綠化和牆體綠化一樣調節微氣候，當太陽照射到屋頂時，由於覆蓋植被的存在，建築物的得熱大大減少。
材料設備
《既有建築物圍護結構節能改造施工工法》所用的材料及設備明細如下：
1、聚苯乙烯泡沫板（簡稱EPS）強力粘結砂漿、防滲抗裂抹面砂漿、玻璃纖維網路布、岩棉板、玻璃棉等。
2、主要機具設備有電熱絲切割器、磅秤、壁紙刀、螺絲刀、剪刀、鋼鋸條、棕刷、大於20粒度粗砂紙、700~1000 轉/分鐘電動攪拌器、塑膠攪拌桶、衝擊鑽、電錘、抹子、壓子、陰陽角抿子、托線板、2米靠尺等。
質量控制
《既有建築物圍護結構節能改造施工工法》的質量控制要求如下：
1、對外牆、屋面、外窗進行節能改造時，應對原結構進行覆核、驗算；當結構安全不能滿足節能改造要求時，應採取加固措施。
2、對牆體外飾面的脫落情況、保溫層的起鼓損情況以及基牆的風化程度進行評估，處理原有牆體面層和保溫層時，應考慮對周圍環境的影響。
3、對於不宜全面採用外牆外保溫做法的建築，如文物建築或其他有歷史價值的建築，應優先改造其屋頂和山牆，對此類建築的外牆其他部位進行內保溫改造時，宜與供暖系統一同改造。
4、採用內保溫技術時，對混凝土梁、柱等熱橋部位應進行保溫設計計算，保證整體保溫效果，並避免內表面結露。
5、外牆外保溫的熱工設計主要包括保溫和防結露性能的設計。對易產生結露的部位，應加強局部的保溫性能。為防止保溫材料與外牆外表面粘結間隙處的水汽凝結與流竄現象對保溫層的破壞作用，宜在保溫構造中設定排除濕氣的孔槽。
6、外牆外保溫的熱工設計宜採用輕質高效的保溫材料，安裝時保溫材料重量含水率不得大於10%，可採用阻燃型容重大於16千克/立方米發泡聚苯乙烯、擠塑聚苯乙烯、聚氨酯或其他無機高效保溫材料。
7、屋頂保溫改造，根據既有建築屋面防水的情況選擇直接做倒置式保溫屋面或翻修防水層後做倒置保溫屋面。將平屋頂改成坡屋頂時，可在屋頂吊頂內鋪放吸水率小的輕質保溫材料。為防止平改坡後吊頂內結露宜在坡屋面上加鋪保溫。
8、保溫板的貼上。保溫板必須與牆面貼上牢固，無鬆動和虛貼現象。抗裂面層與保溫板必須粘結緊密，無脫層、爆灰和裂縫，耐鹼玻纖格線布列褶皺翹邊外露等現象，搭接寬度左右不得小於100毫米，上下不得小於80毫米。每塊板與基層的總粘結面積為40%。聚合物砂漿保護層厚度不宜大於6毫米，首層鋪設加強網下砂漿厚度為6±0.5毫米。保溫板貼上48小時後，敲擊檢查是否有鬆動或不實處，必要時可揭下保溫板檢查是否有虛貼。表面平整度用2米靠尺檢查。表面迎面層為興料時，誤差不大於4毫米;陰陽角邊處加工與連線必須整齊平順。用最小刻度為0.5毫米的金屬直尺檢查板縫間隙及高差，高差不得大於1毫米。粘結砂漿與聚苯板必須粘結牢固，無脫層、空鼓。格線布不得外露。檢驗方法：觀察，用小錘輕擊檢查，檢查施工記錄。抹砂漿面層無爆灰和裂縫缺陷，其外觀應表面潔淨，接茬平整。檢驗方法：觀察，手摸檢查。
9、格線布的鋪設。用目測檢查表觀狀況，無任何裸露的格線布以微露格線印為宜。用針扎的方式檢查抹面膠漿的厚度。
10、面層。柔性耐水膩子具有柔韌性好，貼上強度高，耐水、耐鹼等特點。滿足柔性變形、應力分散的要求，防止面層出現開裂脫落等不良現象。
安全措施
採用《既有建築物圍護結構節能改造施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：
1、對作業隊伍進行班前安全技術交底和安全教育。
2、操作前應檢查腳手架和跳板是否搭設牢固，高度是否滿足操作要求，經安全檢查驗收合格後，方可進行操作作業。
3、作業人員必須遵守高空作業安全規定戴好安全帽、系好安全帶。凡患有高血壓、心臟病、恐高症、貧血病、癲癇病及不適宜高空作業人員不得從事高空作業。
4、禁止穿硬底鞋、拖鞋在架子上工作，架子上的人數不得集中在一起，工具要擱置穩定，防止墜落傷人。
5、進入施工現場，注意防火，現場不許吸菸、喝酒。
6、現場電焊操作業，必須設定看火人，配置相應消防器材。
7、現場消防設備應配備齊全，並保證有效、可靠，任何人在任何時候不得以任何理由擅自將消防器材移作它用。
8、電源線不得拖地鋪設，開關箱必須安裝漏電保護器，各種用電設備停止作用應切斷電源，鎖好閘箱。
9、嚴格執行消防條例，如需動用明火時，必須先報批，再施工。無動火證，則堅決不施工。
環保措施
《既有建築物圍護結構節能改造施工工法》的環保措施如下：
1、建立體系，並持續改進環境和職業健康安全績效。
2、全面遵守國家和地方有關環境和職業健康安全的法律、法規。
3、教育員工增強對環境和職業健康安全的意識。
4、控制噪聲、粉塵、廢水、廢氣、預防污染，進行綠色施工。
5、施工現場廢水排放符合國家廢水排放達標規定。
6、施工現場內廢棄物統一集中管理，生產、生活和有毒有害廢棄物實現分類存放管理。
效益分析
《既有建築物圍護結構節能改造施工工法》的效益分析是：外牆節能改造採用膨脹聚苯板薄抹灰系統，外窗採用新型斷橋鋁合金中空玻璃平開窗，同時對採暖系統進行了改造，從根本上克服了“南熱北冷”的問題，實現了每個房間獨立進行溫度調節。圍護結構改造後的節能包含的一部分是由供熱系統改造所產生的，如果不進行供熱系統改造，單純圍護結構改造不能滿足節能65%要求，因而圍護結構改造的同時進行供熱系統改造也是非常有必要的。供熱系統改造要包括計量和調控手段，否則不能體現改造後的效果。圍護結構改造推廣以後，將對實現節能減排目標具有重大的現實意義，對實現我國的可持續發展有著重要的現實意義。
套用實例
《既有建築物圍護結構節能改造施工工法》的套用實例如下：
1、河北建築科學研究院綜合辦公樓節能改造工程
該辦公樓總建築面積為4500平方米，為6層框架結構，建築總高度為22米。該樓框架部分外牆採用250毫米厚加氣混凝土，磚混部分外牆為370毫米厚實心黏土磚牆，屋頂、外牆和窗戶均為改造重點，同時對有大面積玻璃幕牆的西北側門廳處進行改造，以減少玻璃窗的熱損耗，辦公樓改造後經濟效益非常顯著。建築物改造後耗熱量指標節省率67%，該辦公樓改造後外觀見圖16。
圖16 辦公樓改造後外觀圖
2、鹿泉市建管處辦公樓節能改造工程
鹿泉市建築業管理處辦公樓為5層砌體結構，建築面積2142.6平方米，由於圍護結構不能有效保溫，每年空調運行時間長，運行溫度低，造成很大的能耗。當地採暖期天數為117天，採暖期平均溫度計算值為：-0.6℃。外圍護結構保溫材料為硬泡聚氨酯複合板，窗戶保溫改造採用雙框玻璃窗，同時對窗框與牆體之間的縫隙採用高效氣密性材料加彈性密封膠封堵。辦公樓外圍護結構保溫層施工完畢後，對外牆和屋面的傳熱係數分別進行了檢測，根據檢測結果，改造後的牆體保溫性能能夠達到設計要求。
榮譽表彰
2011年9月，中華人民共和國住房和城鄉建設部發布《關於公布2009-2010年度國家級工法的通知》建質[2011]154號，《既有建築物圍護結構節能改造施工工法》被評定為2009-2010年度國家二級工法。
