淺談生態節能理念在老城區建筑改造中的應用

于洪濤 俞朋

【摘?要】后宰門街是濟南老城區保留較為完好的街區，老建筑改造率低。此次研究的目的意在保護老建筑的基礎上加入生態節能理念，運用生態節能技術改善人們的生活（居住）環境。生態節能技術不是運用各種節能技術與節能手段堆砌在老建筑上，而是采用適實擇優的思路挖掘和借鑒生態節能技術。

【關鍵詞】生態節能理念;老建筑;適實擇優

【Abstract】Houzamen Street is a relatively well-preserved block in the old town of Jinan， with a low rate of renovation of old buildings. The purpose of this study is to add ecological energy-saving ideas to the protection of old buildings and to use ecological energy-saving technologies to improve people's living （living） environment. Eco-energy-saving technology is not built on old buildings with various energy-saving technologies and energy-saving methods， but uses ecologically-friendly technologies to tap and draw on ecological energy-saving technologies.

【Key words】Ecological energy saving concept;Old building;Appropriate choice

1. 濟南老城區建筑物的選擇與生態節能理念可行性

1.1?該研究在濟南老城區內挑選后宰門街作為調研樣本，涵蓋了老城區建筑保護，生態節能理念在老建筑中應用的可行性，生態節能技術在老建筑中的合理利用等方面展開了具體的調研和分析。

后宰門街是濟南近現代代表性城區，院內包含有近現代各個時期的建筑形式，也包含一些違規建筑在內。在滿足建筑保護管理規定條例中，假使能在保護老建筑上，而且是有生態節能技術、可循環應用等功能技術支持下，創新性的保護老建筑。

1.2?在當前節能技術體系中，大多是在新建筑中融入技術支持，或是在舊建筑改造中應用節能技術，可持續發展的老建筑理念是否能夠加入生態節能技術是值得我們深入探討和研究的問題。

2. 適實擇優的節能理念是發揮老建筑創新性保護的重要領域

（1）適實擇優節能理念在老建筑保護和老建筑使用中，如何發揮創新性作用呢？創新性保護中哪些是老建筑特有的展現其應用價值呢？如果生態節能技術能夠契合建筑保護規定和可持續的需求，創新性節能理念就可以在老建筑保護和節能技術中發揮關鍵性作用。而適實擇優的研究和應用正是生態節能技術在老建筑中發揮作用的最佳選擇。

（2）對于生態節能來說，適實擇優的節能技術是在可持續的基礎上進行選擇不分化新能源與常規能源。（適實擇優在本質上既不同于傳統的資源分類，也不同于標準的生態節能技術分類。適實擇優主要描繪的是利用新能源與常規能源中的適合實際情況選擇優勢的技術。）通過天然光的利用、廢物利用、生物降解、被動式太陽能、結構工程等將生態節能因素整合到老建筑中去繼而形成一個低碳化生活環境，這就是對適實擇優的節能技術最好的驗證。

3. 太陽能源在濟南老建筑中的分析與應用

3.1?后宰門街院落在不同時期的用途先后分別有：商鋪、當鋪、藥鋪、紡織廠職工宿舍、民用住宅、出租房等。不同時期對于院落的使用不同也就導致建筑職能不同，達到的要求和標準不同。以下只是針對民用住宅的使用功能對老建筑進行分析。

3.2?濟南后宰門街及周圍街巷沒有高層建筑，但在實際調研中發現老建筑室內陽光獲取量少。出現光線不足的情況主要是有以下幾種原因：（1）天然光直射所在地區、季節、時間和建筑朝向有關。（2）建筑中存在違規加建現象，建筑結構不合理導致遮擋面積大。（3）窗在建筑采光中占比大，老建筑墻體厚度在450mm左右，開窗靠近室內處且開窗少都阻擋了天然光照照射到室內。

3.3?濟南在北緯36.5°，在冬至日（12月22日），北緯66.5°的太陽高度為0，赤道太陽高度為66.5°，66.5°～36.5°=30°太陽高度為30°。自然光照射偏移的角度不同，老建筑每個房間的獲取熱量也會不同。老建筑正房朝向正南，這樣陽光獲取量為最大值，如果建筑偏離正南方向，陽光獲取量就會減少。

3.4?同時老建筑的開窗方向以南面，東面和西面的為主，它們可以作為太陽能源采集器。我們應根據不同季節進行設計，了解太陽在不同的季節所處的位置，使得自然光照射對房間最有利。以濟南北緯36.5°為基準，一年中分別選取三個不同時段-12月22日，3月20日和6月22日的太陽高度角。在12月份時太陽高度角為30°，自然光幾乎垂直照射朝南的開窗。3月20日春分太陽直射赤道，太陽高度角為90°-36.5°=53.5°，太陽高度角逐漸偏移到6月22日的73.5°。日照時間逐漸增加，自然光照射面積增大，同時也表明東西廂房窗戶將會獲取更多的自然光和熱量。利用老建筑墻體厚的特點對窗戶進行改進設計。改進的方案如下：（1）老建筑的南面，東面和西面的開窗改用移動折光板，根據不同時段的自然光照射對折光板位置進行微調。（2）移動折光板固定情況下窗戶可以打開，以解決自然通風問題。移動折光板的形式和基本原理如下：所采用的移動折光板為雙層面，外層面是平板玻璃，內層面是可移動折光板。在夾層玻璃原理上調整內層面玻璃以獲取最佳熱量和室內照明亮度。開窗在下午或者沒有自然光直射時候打開通風，以防止出現室內溫度過熱。

3.5?老建筑本身具有冬暖夏涼的特性，建筑結構設計中寬厚的墻體，合理的開窗以及青磚瓦等傳輸體形成吸熱、隔熱、保溫、通風的目的。

（1）被動式的特朗布墻設計能夠有效地儲存和循環太陽熱能，但自然供暖的被動式設計應根據當地不同時間節點及氣候條件進行合理改進。在建筑結構本身不能拆建基礎下，最為直接的方式的是增大室內采光面積和阻隔夜間散熱。濟南夏至晝長為14小時40分鐘，冬至晝長為9小時40分鐘。依據常識一天中熱能獲取時段以9點到15點為最佳。濟南的標準日照時間=2300/365*0.7=4.41小時。計算方法：平均日照時間=年日照時間/365天，標準日照時間=平均日照時間*0.7（濟南年平均氣溫表計算圖為約數值 （作者自繪）見表1）。

（2）根據上面所描述的數據，每天太陽熱能獲取時段得以確定，在不同氣候條件下太陽熱能獲取率區間也很好的顯示出來。如果將老建筑室內溫度控制在20℃到24℃這個區間，春秋兩季顯然契合這樣的要求。在冬季為進一步提高老建筑的采暖效率，增大太陽光射入室內面積，上述開窗設計在獲取最大太陽熱能的同時起到隔熱和防止散熱的效果。因為老建筑墻上下兩端不能夠設置長方形通氣孔且玻璃窗面和墻之間的夾層也不能成立。所以對被動式老建筑的進一步改進是將青瓦涂上黑漆，作為集熱和蓄熱層，待干燥后可以刷青瓦色用于裝飾。房屋青瓦吸收的熱能加熱后，熱氣流由上至下傳輸熱能，從而達到采暖的目的。這樣的改變雖然不能使溫差環流在夜間釋放熱量但老建筑墻體寬厚可以更好的儲存熱量。該系統完全發揮功效時，如同中央空調原理一樣源源不斷輸送熱能將其輻射到室內生活空間。

4. 結語

濟南后宰門街建筑改造能夠以適實擇優的方式體現生態可持續發展的理念，在改造設計中融合文脈傳承、泉文化、自然景觀等地域特色，呈現出以建筑為主題以生態理念為動力的，可持續發展的老城區景象。

[文章編號]1619-2737（2019）02-28-126