基于生態導向下的舊工業建筑改造中復合表皮設計探討

孫昕

中核新能核工業工程有限責任公司 山西太原 030012

目前，全世界都處于一個環境保護、可持續發展觀的階段，人們受生態理念的影響，運用基于生態技術手段的建筑復合表皮，成為了舊工業建筑改造中的一項重要技術手段。

1 復合表皮設計方式在舊工業建筑改造中的生態性

在現階段全球資源緊缺、環境污染嚴重的影響下，通過綠色生態技術手段對舊工業建筑進行生態改造，有利于建筑自身運行的低能耗，周圍環境的改善，建筑內外空間環境舒適度的提高等，使其生態性得到更大的發揮。建筑表皮綠色生態改造技術是目前重要的一種舊工業建筑生態方法，能直接的改善舊工業建筑改造后的使用舒適度和能耗狀況。簡言之，建筑復合表皮改造是與舊工業建筑生態改造最具有相關性的，也是最能體現生態改造方面的考量[1]。

建筑表皮不僅包括建筑外圍護結構，也包括建筑外一定外圍內的場地。在建筑表皮的設計中，其生態性能多是通過對其材料或者構造技術的復合化來實現的，其生態性具體體現在兩個方面：（1）針對具體舊工業建筑改造后對室內的使用環境的要求，采用復合表皮設計方式對舊工業建筑外圍護結構性能上進行改造，可以增加其保溫隔熱、遮陽采光、防潮等性能。（2）復合表皮的分層化設計可以將不同的而且沒有矛盾沖突的幾個室內物理功能調節構件結合在一起，使得每個功能構件都能發揮出其最大的性能，而不用考慮其自身構件的采光、遮陽等需求，同時減少能源浪費。

2 影響舊工業建筑改造中復合建筑表皮生態設計的主要因素

與一般的舊建筑改造設計相比，舊工業建筑改造再利用有其自身的特點，這些特殊性主要表現在舊工業建筑自身的特殊性、改造方向的復雜多樣性、造型需要體現多方面因素、建筑室內外環境質量很難控制等方面[2]。如，工業建筑往往都存在進深過大的特點，改造后內部的采光需要通過特殊的處理方式來達到較好的采光效果；由于工業建筑原有的特性，其隔聲降噪的聲學環境非常差，而對于改造后的建筑功能對聲音控制的要求較高，所以對其聲學要求相對高。而這些影響因素正是導致其改造設計具有特殊性的原因。

與此同時，當地氣候環境、周邊空間環境等外部環境，改造項目的功能定位以及其空間特性，原有舊工業建筑中的建筑結構體系等，也是影響舊工業建筑改造中復合建筑表皮生態設計的主要因素。因此，在舊工業建筑表皮改造方案中，應充分考慮這些影響因素，結合改造項目的功能定位等，選擇適宜的改造方案。

3 舊工業建筑改造中復合表皮的綠色性能設計

3.1 保溫、隔熱性能設計

不同的舊工業建筑改造項目均有其特殊的氣候環境，為了盡量減少改造過程中，復合表皮功能剩余設計的浪費，需要根據具體的氣候環境以及原有建筑的表皮材料對現有的建筑表皮進行定位和改造設計。具體的：（1）夏季隔熱功能復合表皮設計。夏季的隔熱方法主要是減少外界自然環境中輻射熱過多的進入室內，減弱建筑外表皮的傳熱能力，即增置或者替換傳熱系數K較小的外表皮材料和構造技術。（2）冬季保暖功能復合表皮設計。在在嚴寒地區表皮設計時，可以通過降低建筑外表皮的導熱系數，盡量減少冷橋的產生并合理的利用太陽能等天然能源。（3）隔熱、保暖雙重功能復合表皮設計。我國需要對建筑進行保溫隔熱雙重措施的地方有寒冷地區、夏熱冬冷地區，這些地區占我國較大的國土面積。對于舊工業建筑表皮的改造有夏季的遮陽構件措施、冬季的保溫措施以及新型的具有雙重功能的墻體等多種方法。

3.2 采光性能設計

在表皮改造設計中，室內的光環境改善是建筑表皮物理性能設計的重點。室內采光環境的改善，其一是對室內光環境的增加，其二是對室內光環境的減少。具體的：（1）建筑復合表皮采光設計。在復合表皮采光性能的改善中，采用采光構件（太陽光反光板采光構件）以及對原始的建筑空間做出改造設計使之形成中庭空間，可以解決難以獲得太陽輻射的建筑室內空間。（2）建筑復合表皮光導管技術。一部分舊工業建筑的結構特征不允許其通過大量的開窗獲得自然光線，可以在建筑外表皮添加導光管或島井來滿足室內的采光需求。（3）建筑復合表皮遮陽設計。在舊工業建筑改造中，對于改善光環境而言，遮陽和采光是同時出現的，同時遮陽技術在夏熱冬暖地區有很好的隔熱效果。具體設計主要包括在原有建筑表皮上增加遮光系統、替換成新型復合遮陽表皮（如細胞狀U形玻璃幕墻體系、輕質多孔鋁板雙層幕墻等）等[3]。

3.3 通風性能設計

室內具有良好的通風環境幾乎是每一種類型功能空間所需要的。通常情況下，建筑物的自然通風設計有熱壓和風壓作用下的通風方式兩種。舊工業建筑往往存在進深過大的特點，所以利用風壓下的自然通風，并利用可開合的氣窗、百葉等進行調節是可行的。同時，由于舊工業建筑的體量往往規模較大，內部空間重新整合比較容易，很容易形成中庭或邊庭空間，所以，利用熱壓自然通風，并與建筑表皮系統結合，實現整體自然通風，也是可以的。

4 結語

綜上所述，建筑生態改造的方法和技術越來越多樣化，復合建筑表皮綠色技術作為與生態改造最具相關性的改造策略，也逐漸被挖掘。在舊工業建筑改造中，通過應用復合表皮綠色生態技術，以生態改造為切入點，在不同的改造功能定位中，綜合考慮保溫隔熱、采光遮陽、熱壓/風壓通風、隔聲降噪、城市環境、自然資源結合等方面內容，以實現建筑在運行過程中的低能耗，提高建筑室內外物理環境的舒適度，并改善周邊的自然生態環境的實踐，將越來越受到關注。