针对既有中小学建筑存在的保温隔热效果差、能源消耗大等问题，选取郑州地区既有中小学校建筑进行研究，基于该地区的气候条件和对建筑的使用特点，建立计算模型，通过计算分析墙体外围护结构的主要传热指标，提出了墙体围护结构内保温构造节能技术优化方案，并对节能效果进行对比分析．
### 既有中小学校建筑墙体外围护结构的节能改造技术
#### 概述
本文主要针对既有中小学校建筑存在的保温隔热效果差、能源消耗大等问题展开研究。研究对象为郑州地区的既有中小学校建筑，通过对该地区气候条件和建筑使用特点的分析，建立了相应的计算模型，并通过计算分析了墙体外围护结构的主要传热指标。在此基础上，提出了墙体围护结构内保温构造节能技术优化方案，并对该方案的节能效果进行了对比分析。
#### 研究背景与意义
我国部分中小学建筑建设年代较早，在那个时期，由于缺乏相关的建筑节能设计标准和技术手段，这些建筑物内部很少配备采暖与防热设备。随着社会经济的发展以及人们对于建筑室内热环境舒适性的需求提升，许多中小学校在不同阶段的改造过程中增加了暖气、空调等能源消耗设备，但往往忽略了对建筑墙体外围护结构进行有效的保温隔热和节能改造。因此，现有中小学建筑普遍面临着保温隔热效果差、运行能源消耗大的问题。针对这些问题的研究具有重要的现实意义和社会价值。
#### 研究对象与方法
本研究选取了位于中国中部河南省郑州市区内的既有中小学校教学楼作为研究对象。据调查统计，郑州市区内超过80%的中小学校建筑建于20世纪90年代以前，多为5层以下的多层建筑，平面形状基本为长条形或L型，南向外廊，体型系数大约为0.40，外墙采用240mm厚的粘土实心砖墙，窗墙比在0.24至0.30之间，房屋结构为砌体纵横墙混合承重结构。
根据现行的建筑热工设计标准，郑州地区被划分为建筑热工E区（寒冷地区），这意味着该地区的建筑物必须满足冬季保温要求，并适当考虑夏季防热。因此，本研究的重点在于评估和改善这些既有建筑的外墙保温性能，以达到节能减排的目标。
#### 技术方案与计算模型
为了科学地评价既有中小学校建筑墙体外围护结构的节能改造效果，研究人员基于郑州地区的气候特征和建筑物的实际使用情况，建立了一套计算模型。该模型通过计算分析了墙体外围护结构的主要传热指标，包括传热系数等关键参数。传热系数计算公式如下：
\[ K = \frac{1}{R} = \frac{1}{R_i + R_s - R_e + R_1} \]
\[ K' = \varepsilon_i K \]
\[ A_c = a A \]
其中，\(K\) 代表围护结构传热系数计算值；\(R_i\) 代表内表面换热阻；\(R_s\) 代表外表面换热阻；\(R_e\) 代表太阳辐射遮挡系数；\(R_1\) 代表围护结构主体热阻；\(\varepsilon_i\) 代表内表面发射率；\(A_c\) 代表冷桥面积；\(a\) 代表冷桥面积比。
#### 节能改造技术优化方案
基于上述计算模型及其分析结果，研究人员提出了墙体围护结构内保温构造节能技术优化方案。该方案主要包括但不限于以下几个方面：
1. **提高保温材料的热阻**：选用高性能保温材料，如聚苯板（EPS）、挤塑聚苯板（XPS）等，以增强墙体的保温隔热性能。
2. **减少冷桥效应**：通过改进结构设计，如增加保温层厚度、优化连接节点等方式，有效降低由钢筋混凝土梁柱等构件引起的冷桥效应。
3. **提高门窗气密性和保温性能**：采用密封性能好的门窗系统，并配置低导热系数的玻璃材料，减少热量损失。
4. **综合考虑太阳能利用**：合理设置遮阳设施，充分利用太阳能资源，减少空调负荷。
#### 结论与展望
通过实施上述节能改造技术优化方案，既能够显著提高既有中小学校建筑的保温隔热效果，又能够在很大程度上降低其能源消耗，从而实现节能减排的目标。此外，该研究成果也为其他类似地区既有建筑的节能改造提供了有益参考和借鉴。
针对既有中小学校建筑墙体外围护结构的节能改造是一项系统工程，需要综合考虑多种因素。未来的研究可以进一步探索更多创新技术和策略，以应对不断变化的气候条件和日益增长的节能减排需求。
