綠色節(jié)能技術(shù)在舊工業(yè)建筑改造中的應(yīng)用研究★

王 靜 李慧民 田 飛

(西安建筑科技大學(xué)土木工程學(xué)院，陜西 西安 710055)

·綠色環(huán)保·建筑節(jié)能·

綠色節(jié)能技術(shù)在舊工業(yè)建筑改造中的應(yīng)用研究★

王 靜 李慧民 田 飛

(西安建筑科技大學(xué)土木工程學(xué)院，陜西 西安 710055)

分析了舊工業(yè)建筑的概況，對(duì)舊工業(yè)建筑改造保留的必要性進(jìn)行了闡述，并對(duì)節(jié)地、節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材等綠色節(jié)能技術(shù)進(jìn)行了介紹，結(jié)合具體案例探討了綠色節(jié)能技術(shù)在舊工業(yè)建筑改造中的應(yīng)用策略，以創(chuàng)造出健康、高效、環(huán)保的建筑。

舊工業(yè)建筑，綠色節(jié)能，資源，生態(tài)

1 舊工業(yè)建筑改造的研究現(xiàn)狀

1.1 舊工業(yè)建筑的現(xiàn)狀概況

隨著我國(guó)城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和城市多元功能模塊的升級(jí)，大量的工業(yè)建筑面臨著“關(guān)、停、并、轉(zhuǎn)”的現(xiàn)狀，出現(xiàn)了廠(chǎng)房閑置和工廠(chǎng)外遷的現(xiàn)象。從20世紀(jì)80年代后期，我國(guó)的舊工業(yè)建筑改造項(xiàng)目就如火如荼的展開(kāi)了，城市的舊工業(yè)區(qū)與城市發(fā)展之間的矛盾越來(lái)越突出。但是由于經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、價(jià)值觀方面的因素，在城市的更新過(guò)程中，舊工業(yè)建筑大多還是采取“大拆大建、推倒重來(lái)”的措施。但是隨著人們對(duì)舊工業(yè)建筑的重視程度越來(lái)越高，過(guò)去一味無(wú)情的大拆大建已不再是理性的選擇，更多的舊工業(yè)建筑重新得以保護(hù)和再利用。

1.2 舊工業(yè)建筑保留的必要性

我國(guó)的舊工業(yè)建筑除了背負(fù)著珍貴的歷史價(jià)值、藝術(shù)價(jià)值、技術(shù)價(jià)值外，還具有顯著地現(xiàn)實(shí)價(jià)值：

1)區(qū)位優(yōu)勢(shì)。舊工業(yè)建筑由于歷史的特殊性，以前的老工業(yè)建筑在幾百年的城市擴(kuò)張之后，區(qū)位性?xún)r(jià)值普遍得到提升，大多存在于城市的中心地帶，交通便利，這個(gè)區(qū)位優(yōu)勢(shì)使得改造的投資小、回報(bào)高。2)結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)。工業(yè)廠(chǎng)房結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、空間高敞、設(shè)計(jì)使用年限一般在50年以上，并且具有較強(qiáng)的抗震性能以及結(jié)構(gòu)承載力。3)空間功能優(yōu)勢(shì)。舊工業(yè)建筑大多是大空間、大跨度結(jié)構(gòu)，這使得改造時(shí)的空間劃分比較靈活，可以適應(yīng)不同使用者對(duì)空間功能的轉(zhuǎn)換要求。4)基礎(chǔ)設(shè)施優(yōu)勢(shì)。舊工業(yè)建筑的電力設(shè)施、給排水設(shè)施等基礎(chǔ)設(shè)施都有較強(qiáng)的負(fù)荷能力，保留其可以節(jié)省添置這些設(shè)施的費(fèi)用。

2 綠色節(jié)能技術(shù)的內(nèi)涵

20世紀(jì)60年代，美籍意大利建筑師保羅·索勒瑞首次將生態(tài)與建筑合稱(chēng)為“生態(tài)建筑”，即“綠色建筑”[1]。綠色建筑就是在建筑的全壽命周期內(nèi)，最大限度地節(jié)約資源(節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材)、保護(hù)環(huán)境和減少污染，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑[2]。

為了減少對(duì)環(huán)境的污染，綠色建筑已經(jīng)成為建筑業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，舊工業(yè)改造也應(yīng)采取綠色改造的方式。與推倒重建相比，舊工業(yè)建筑改造再利用可減少建筑垃圾的產(chǎn)生和不可降解的建筑材料對(duì)環(huán)境的污染。

針對(duì)建筑運(yùn)行能耗的來(lái)源和組成，把建筑綠色節(jié)能技術(shù)分為兩類(lèi)：建筑本體綠色節(jié)能技術(shù)和建筑設(shè)備綠色節(jié)能技術(shù)。其中建筑本體綠色節(jié)能技術(shù)包括圍護(hù)結(jié)構(gòu)的綠色節(jié)能技術(shù)和建筑空間設(shè)計(jì)的綠色節(jié)能技術(shù)；建筑設(shè)備綠色節(jié)能技術(shù)包括建筑能源設(shè)備系統(tǒng)綠色節(jié)能技術(shù)、建筑環(huán)境控制系統(tǒng)綠色節(jié)能技術(shù)和可再生能源利用技術(shù)[3]。

1)節(jié)地與室外環(huán)境。舊工業(yè)建筑區(qū)位優(yōu)勢(shì)明顯，處于城市中心地帶，對(duì)舊工業(yè)建筑的土地進(jìn)行合理的利用，是節(jié)約土地最直接的方法。合理采用屋頂綠化、垂直綠化等方式,既能節(jié)約土地，又可以起到綠化環(huán)境的功效。屋頂植被可以有效吸附空氣中大量的浮塵以及CO2，可以有效的起到隔熱保溫的效果，也可延長(zhǎng)屋面防水層的使用壽命。

使用綠色植被覆蓋建筑物表面，從外觀上看既遮擋了建筑物原有與周邊環(huán)境不協(xié)調(diào)的風(fēng)格又賦予建筑物一種古樸的氣息(見(jiàn)圖1，圖2)。

2)節(jié)能與能源利用。節(jié)約能源是實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能的核心理念，根據(jù)舊工業(yè)廠(chǎng)房所處的地理位置，充分利用太陽(yáng)能、地?zé)崮堋⒄託狻L(fēng)能等等可以再生的資源[4]，在改造中采用溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)、太陽(yáng)能光熱與光電系統(tǒng)等節(jié)能技術(shù)等。

由于經(jīng)濟(jì)技術(shù)和建筑功能的因素，舊工業(yè)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能較差。許多舊工業(yè)建筑改造后這個(gè)問(wèn)題依然存在，這樣不僅影響了建筑的使用性能，而且會(huì)造成巨大的能源浪費(fèi)。但是，舊工業(yè)的大跨度、大空間結(jié)構(gòu)也正是改造者所看重的，他們?cè)诟脑熘笸敢獗Ａ舸祟?lèi)大空間，引入自然光，這樣白天可以不需采用其他照明措施，節(jié)約資源。

3)節(jié)水與水資源利用。通過(guò)采用節(jié)能型設(shè)備，如無(wú)水小便斗，節(jié)約用水；將地面雨水、屋面雨水、生活用水利用膜生物反應(yīng)器進(jìn)行分別收集后合并，通過(guò)凈化用作沖廁或綠化用水；在停車(chē)場(chǎng)鋪裝易滲水的材料，使得雨水快速的滲入地下來(lái)補(bǔ)充土壤中的水分(見(jiàn)圖3)。

4)節(jié)材與材料資源利用。若對(duì)舊工業(yè)建筑不進(jìn)行改造再利用，而是采取推倒重來(lái)的方式，無(wú)疑造成了資源和建筑材料的極大浪費(fèi)，推倒破壞產(chǎn)生的建筑垃圾更是增加了環(huán)境的負(fù)擔(dān)。而如果對(duì)舊工業(yè)建筑改造再利用，使它真正達(dá)到實(shí)際的使用壽命，也是節(jié)約建筑材料的一種表現(xiàn)方式。

舊工業(yè)拆除下來(lái)的一些物件，可以作為裝飾物品擺放在工業(yè)園區(qū)(見(jiàn)圖4)，既不浪費(fèi)材料造成環(huán)境污染，又美化環(huán)境，使得這些物品更具有歷史價(jià)值。

3 綠色節(jié)能技術(shù)在舊工業(yè)建筑改造中的應(yīng)用實(shí)例

3.1 天津綠領(lǐng)慧谷創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)園

綠領(lǐng)慧谷創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)園原為天津紡織機(jī)械廠(chǎng)，始建于1946年，占地面積138畝，廠(chǎng)房面積6.1萬(wàn)m2。改擴(kuò)建后園區(qū)所占地面積近9.3萬(wàn)m2，總建筑面積10萬(wàn)m2。

在改造過(guò)程中，大量的采用了綠色節(jié)能技術(shù)：新建材料保溫外墻、新技術(shù)窗體遮陽(yáng)(見(jiàn)圖5a))、可控開(kāi)窗面積、隔熱鋁合金型材、中空Low-E玻璃等，使得這些建筑既是節(jié)能房又是展示廳。應(yīng)用太陽(yáng)能集中供熱系統(tǒng)、熱交換新風(fēng)系統(tǒng)、屋面雨水收集、風(fēng)光互補(bǔ)路燈、室外自滲透型停車(chē)位地面等環(huán)保節(jié)能手段。經(jīng)過(guò)測(cè)算，一期的改造成本僅為拆除的36.4%。

3.2 上海市花園坊節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)園

上海花園坊節(jié)能技術(shù)環(huán)保產(chǎn)業(yè)園前身為上海乾通汽車(chē)附件廠(chǎng)(1954年—1966年)，于20世紀(jì)初搬遷，留下18棟工業(yè)廠(chǎng)房，總占地面積為3.23萬(wàn)m2，總建筑面積為5萬(wàn)m2。屬于節(jié)能研發(fā)設(shè)計(jì)、建筑節(jié)能設(shè)計(jì)、節(jié)能文化傳媒、節(jié)能咨詢(xún)策劃為一體的市級(jí)創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。

原廠(chǎng)區(qū)18棟建筑主要是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，改造過(guò)程中保留了框架結(jié)構(gòu)，原有的外墻采用小型空心混凝土砌塊，既能減輕負(fù)荷又能起到保溫作用。新砌外墻則采用復(fù)合墻體系統(tǒng)，能夠消除冷、熱橋，維持室內(nèi)氣溫平穩(wěn)，節(jié)省空調(diào)能耗。

在改造過(guò)程中采用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)(見(jiàn)圖5b))、無(wú)水小便斗、窗體遮陽(yáng)、門(mén)窗斷橋隔熱鋁合金型材、中空Low-E玻璃、兩層透氣型木窗、雨水回收系統(tǒng)用于衛(wèi)生間沖廁及清洗車(chē)輛等綠色節(jié)能技術(shù)(如圖5c)所示)。

3.3 蘇州市建筑設(shè)計(jì)研究院生態(tài)辦公樓

蘇州市建筑設(shè)計(jì)研究院生態(tài)辦公樓前身為法資企業(yè)美西航空機(jī)械設(shè)備廠(chǎng)區(qū)，始建于1895年，改建于2001年，為框架結(jié)構(gòu)。

在改造的設(shè)計(jì)階段，將經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、生態(tài)性融入到其中。在改造過(guò)程中，大量的使用到一些節(jié)能高效的新材料，如太陽(yáng)能燈，將原先部分老廠(chǎng)房的屋面拆除，在屋面開(kāi)天窗(見(jiàn)圖5d))，增加了室內(nèi)光線(xiàn)和通風(fēng)，在屋面開(kāi)小口，安裝太陽(yáng)能燈，白天可享用自然光線(xiàn)辦公。將原來(lái)普通玻璃更換為雙層斷橋玻璃，來(lái)達(dá)到保溫節(jié)能的功效。原來(lái)老廠(chǎng)房的蓄水池、水塔均保留再利用，采用蓄水池的水清洗車(chē)輛，洗完車(chē)的水再次利用澆花，實(shí)現(xiàn)了水資源的重復(fù)利用。在樓層陽(yáng)臺(tái)上種植植物，采用屋頂綠化的方式，使夏天有效的緩解太陽(yáng)的直射，起到保溫隔熱的效果，降低對(duì)能源的使用，而且提高了辦公條件。

4 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)的舊工業(yè)建筑改造開(kāi)展的較晚，尤其是相較于歐美等國(guó)家。對(duì)于綠色建筑、綠色改造，在理念、技術(shù)和材料方面都還是比較薄弱的。應(yīng)把綠色節(jié)能的理念植入于舊工業(yè)改造的全過(guò)程中，綜合的考慮經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、環(huán)境效益。考慮到我國(guó)的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)實(shí)力，采用綠色節(jié)能技術(shù)應(yīng)用于舊工業(yè)建筑改造再利用，是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，我們要不斷的探索和研究。

[1] 沈芳亮.綠色節(jié)能技術(shù)在建筑改造中的應(yīng)用研究[D].天津：天津大學(xué),2007.

[2] GB/T 50378—2006，綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3] 劉 強(qiáng)，邱立平，張軍杰.綠色生態(tài)節(jié)能技術(shù)在建筑改造中的應(yīng)用研究[J].工業(yè)建筑，2012,42(2)：10-13.

[4] 章 超.基于綠色低碳理念的舊工業(yè)建筑再生利用淺析[J].安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012,29(2)：25-26.

The research on application of green energy-saving technology in the old industrial buildings renovation★

Wang Jing Li Huimin Tian Fei

(SchoolofCivilEngineering,Xi’anUniversityofArchitecture&Technology,Xi’an710055,China)

The paper describes old industrial architectural conditions, describes old industrial architectural transformation reservation necessity, introduces land saving, energy saving, water saving and material saving and other green energy-saving technologies, and finally explores application strategies of green energy-saving technology in old industrial architectural transformation with specific cases, with a view to create healthy, high efficient and environmental protecting building.

old industrial architecture, green energy saving, resources, ecology

2014-12-20 ★：國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：51178386)；陜西省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：2009JM7003)；西安市建設(shè)科技項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：SJW201320)

王 靜(1989- )，女，在讀碩士； 李慧民(1954- )，男，博士生導(dǎo)師，教授； 田 飛(1990- )，男，在讀碩士

1009-6825(2015)06-0180-02

TU201.5

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