城市有機更新背景下既有建筑改造設(shè)計研究

劉 程

城市更新作為當前城市建設(shè)中的核心議題，其根本目的在于提升城市功能、優(yōu)化城市環(huán)境，促進社會經(jīng)濟持續(xù)健康發(fā)展。在這一過程中，對于歷史建筑這一珍貴資源的保護顯得尤為重要。然而，隨著城市功能的不斷演變，既有建筑原有的功能與結(jié)構(gòu)逐漸暴露出矛盾，加之建筑本身的老化與天然腐蝕，對其的保護與改造工作面臨諸多挑戰(zhàn)。在這一背景下，既有建筑的改建成為一個至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，涉及建筑學(xué)、材料學(xué)、工程學(xué)等多個學(xué)科的交叉融合。如何在保持既有建筑原始價值和特征的基礎(chǔ)上，運用現(xiàn)代技術(shù)與設(shè)計理念，使其更好地適應(yīng)城市發(fā)展的需求，成為亟待解決的關(guān)鍵問題。為此，本文將對既有建筑再生利用的技術(shù)難題及其應(yīng)對策略進行深入探究，旨在為相關(guān)學(xué)科的發(fā)展提供理論支撐。期望通過這一研究有效推動既有建筑的再生利用，實現(xiàn)文化遺產(chǎn)的傳承與保護，同時也為城市的可持續(xù)發(fā)展貢獻智慧和力量[1]。

1 城市有機更新

從代謝論的視角出發(fā)，有機更新可視為城市發(fā)展規(guī)律在微觀層面的具體體現(xiàn)。將城市的發(fā)展過程比作一個有機體的成長過程，在此過程中不斷推陳出新，實現(xiàn)自我更新。這種“新”并非憑空而來，而是深深扎根于城市的內(nèi)在關(guān)系與原生肌理之中。因此，在城市有機更新的過程中，既要重視環(huán)境品質(zhì)的提升和技術(shù)手段的運用，同時也要將歷史、人文等非物質(zhì)要素融入其中，以實現(xiàn)城市的全面、和諧發(fā)展。與傳統(tǒng)靜態(tài)、封閉的城市發(fā)展模式相比，有機更新展現(xiàn)出一個動態(tài)、漸進、可持續(xù)的發(fā)展過程，更符合現(xiàn)代城市發(fā)展的實際需求。

2 既有建筑現(xiàn)狀

我國既有建筑大多經(jīng)過長期自然環(huán)境的考驗，加之部分建筑后期維護與管理的不當，導(dǎo)致一些既有建筑物外墻的損壞情況已相當嚴重。目前，部分既有建筑的功能已經(jīng)不能適應(yīng)人們現(xiàn)在的居住和使用需求，許多既有建筑外墻存在滲漏、污染和污垢問題，窗戶破損狀況各異，建筑材料腐蝕和老化。這些問題不僅嚴重影響了既有建筑的使用功能和審美價值，更對城市形象和街道辨識度造成了非常大的負面影響。

追根溯源，這一現(xiàn)狀的形成與當時施工技術(shù)的不足和建材質(zhì)量的參差不齊有著密切關(guān)系。若不及時進行翻修整治，將進一步引發(fā)漏風、滲水等問題。在我國城市化快速發(fā)展的今天，對既有建筑物的更新改造工作刻不容緩，亟須引起社會各界的廣泛關(guān)注并積極參與既有建筑的改造防護工作[2]。

3 既有建筑更新策略

3.1 設(shè)計理念的更新

既有建筑改造設(shè)計的更新理念，主要圍繞若干核心原則展開，旨在提升建筑功能、提高能源效率、改善視覺形象，并傳承文化價值。以下是幾種主要的設(shè)計更新理念：第1，節(jié)能環(huán)保設(shè)計：注重采用節(jié)能材料和技術(shù)，降低建筑能耗，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。第2，綠色可持續(xù)設(shè)計：強調(diào)與自然環(huán)境的和諧共生，采用可再生資源和綠色建筑材料，以減少對環(huán)境的負面影響。第3，適應(yīng)性和彈性設(shè)計：要求建筑能夠適應(yīng)未來社會、經(jīng)濟和環(huán)境的變化，具備靈活性和可調(diào)整性。第4，文化與歷史融合：在設(shè)計中融入建筑所在地的文化和歷史元素，保留并傳承建筑的文化價值。第5，現(xiàn)代科技融合：將現(xiàn)代科技應(yīng)用于建筑設(shè)計和改造中，提高建筑的智能化和自動化水平。第6，人文關(guān)懷：關(guān)注人的需求和感受，旨在創(chuàng)造舒適、安全、宜居的建筑環(huán)境。第7，安全與健康：確保建筑在使用過程中符合安全規(guī)范，保障人們的生命財產(chǎn)安全，同時關(guān)注室內(nèi)空氣質(zhì)量、光照等健康因素。第8，美學(xué)創(chuàng)新：追求建筑的美學(xué)價值和創(chuàng)新性，提升建筑的整體形象和品質(zhì)。第9，經(jīng)濟合理性：在滿足上述原則的基礎(chǔ)上，注重設(shè)計的經(jīng)濟合理性，降低改造成本，提高投資效益。

通過這些綜合性思考和設(shè)計，既有建筑的改造將實現(xiàn)高效且具備審美價值的再生，同時確保建筑在未來幾十年中的持續(xù)適用性和競爭力。這一理念不僅體現(xiàn)了對既有資源的充分利用和尊重，也展現(xiàn)了對未來社會和環(huán)境的深遠考慮。

3.2 拆除整理附屬構(gòu)件

遮陽棚、晾衣架、防盜窗等各種立面的配件，形狀各異且排列無序，既影響建筑物的外觀，又存在一定的安全隱患。在對既有建筑物進行有機更新時，要充分考慮住戶的實際使用需要，對各種輔助構(gòu)件進行統(tǒng)一設(shè)計，并在需要的時候進行合理拆除。從節(jié)約能源的觀點來看，在設(shè)置遮陽部件時應(yīng)考慮不同地區(qū)的氣候條件，采用不同的遮陽方法；從美學(xué)的觀點來看，將空調(diào)外機的放置位置等與建筑物立面的實際狀況相結(jié)合，在設(shè)計過程中可采用格柵等對其進行美化，實現(xiàn)建筑外立面的整體造型[3]。

3.3 更新建筑外立面材料與構(gòu)造

在城市更新項目中，建筑的功能更新與改造具有極其重要的意義。這既是為了適應(yīng)當前社會的發(fā)展需求，也是為了推動城市的可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的改善。可利用智能化技術(shù)創(chuàng)新并提升建筑功能，如通過引入智能家居系統(tǒng)，實現(xiàn)建筑內(nèi)部的智能化管理，以提升居住的便捷性和舒適度。同時應(yīng)借助大數(shù)據(jù)和人工智能等先進技術(shù)，實時監(jiān)控和分析建筑使用情況，以優(yōu)化建筑功能布局，提高使用效率。此外，需重視建筑的環(huán)保和可持續(xù)性。例如，在建筑屋頂安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)，利用太陽能為建筑提供清潔能源。同時，在建筑立面設(shè)置雨水收集系統(tǒng)，用于補充建筑內(nèi)部的綠化灌溉和生活用水，減少對市政供水的依賴，并還需考慮建筑與周邊環(huán)境的和諧融合與互動。如在建筑周邊規(guī)劃公共綠地和休閑空間，為城市居民打造宜人的休閑環(huán)境，利用建筑的空間和立面，展示和傳播城市文化，提升城市的品質(zhì)。

3.4 統(tǒng)一建筑色彩與形式

隨著我國城市化步伐不斷加快，城市更新工作的重要性日益凸顯，其對于提升城市品質(zhì)、塑造城市特色具有不可或缺的作用。在此過程中，建筑外立面的色彩與形式作為城市風貌的直接展現(xiàn)，不僅是塑造城市形象的關(guān)鍵因素，更是傳承城市文化、歷史、特色的重要媒介。因此，統(tǒng)一建筑外立面的色彩與形式，對于增強城市整體的視覺美感、凸顯城市風貌與特色具有至關(guān)重要的作用。為了實現(xiàn)這一目標，提出以下具體策略：第1，制訂城市外立面設(shè)計規(guī)范是基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)。這一規(guī)范應(yīng)詳細規(guī)定建筑外立面的色彩、材料、形式等具體內(nèi)容，既要注重整體的和諧統(tǒng)一，又要充分體現(xiàn)城市獨特的建筑風格和文化底蘊。如在色彩的選擇上，可以考慮以代表城市特色的色彩作為主色調(diào)，輔以其他協(xié)調(diào)的色彩，構(gòu)建既統(tǒng)一又富有層次感的城市色彩體系。第2，實施一致的色彩搭配方案至關(guān)重要。在確定了主色調(diào)與輔助色彩后，應(yīng)確保外立面的整體協(xié)調(diào)性，避免色彩雜亂無章。通過合理的色彩搭配，營造出和諧美觀的城市環(huán)境，從而塑造出城市的美好形象。第3，對于城市的標志性建筑或地標性建筑，應(yīng)采用特定的色彩與形式，以凸顯其獨特的地位和作用。這些建筑將成為城市形象的代表，引領(lǐng)整個城市的外立面設(shè)計風格。還應(yīng)引入藝術(shù)裝飾元素來豐富建筑外立面的視覺層次。雕塑、壁畫、裝飾花紋等藝術(shù)元素不僅能為城市增添文化氣息和藝術(shù)韻味，還能使建筑外立面更加生動、有趣。這些藝術(shù)元素應(yīng)與建筑風格相協(xié)調(diào)，共同營造出富有藝術(shù)氣息的城市環(huán)境。

3.5 加強節(jié)能設(shè)計

從綠色節(jié)能與可持續(xù)發(fā)展的視角來看，對現(xiàn)有建筑實施節(jié)能改造顯得尤為重要，對于減少能源消耗具有至關(guān)重要的作用。鑒于玻璃在建筑構(gòu)造中的關(guān)鍵地位，其保溫性能對整體隔熱效果的影響不容忽視。為了優(yōu)化傳熱性能、減少散熱損失和陽光直射，采用雙層真空玻璃替代單層玻璃成為一種有效策略。雙層真空玻璃中間填充惰性氣體，這種設(shè)計不僅能夠增強建筑的遮陽效果，還能顯著降低能源消耗。在當前倡導(dǎo)可持續(xù)發(fā)展的建筑設(shè)計潮流中，運用高效隔熱材料已成為不可或缺的一環(huán)。這些優(yōu)質(zhì)材料包括保溫板和隔熱玻璃等，通過降低建筑外墻和屋頂?shù)臒醾鲗?dǎo)效率，有效減少能量損失，為建筑節(jié)能提供堅實的物質(zhì)基礎(chǔ)。同時，為了降低建筑對水資源的消耗，可積極采用節(jié)水型設(shè)備、使用水資源回收利用技術(shù)，以實現(xiàn)水資源的高效利用和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

3.6 改善美學(xué)和視覺效果

在城市有機更新的大背景下，優(yōu)化既有建筑外立面的美學(xué)和視覺效果，對于提升城市形象與增強居民幸福感具有至關(guān)重要的意義。為實現(xiàn)這一目標需做到：第1，選擇符合當代審美或與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)的材料與色彩。通過運用天然石材、修復(fù)舊磚面、采用金屬材料或涂料等手段，均能有效提升建筑外觀的質(zhì)感和色彩飽和度。第2，在保障建筑結(jié)構(gòu)安全的前提下，通過適度調(diào)整建筑立面的形態(tài)，融入現(xiàn)代設(shè)計元素，如凸窗、陽臺、檐篷等，能夠增加建筑的層次感和深度。建筑照明策略的運用，如LED 燈具的點綴以及強調(diào)照明或暖色調(diào)照明等，能夠在夜晚塑造出美麗而迷人的城市景觀。如上海“靜安·印”酒店式公寓的改造中（圖1），與背景和周圍環(huán)境的和諧性是至關(guān)重要的考量因素。設(shè)計師需綜合考慮城市整體風貌與建筑定位，確保改造后的立面自然融入環(huán)境，具有鮮明的辨識度。值得一提的是，該建筑改造過程中采用環(huán)保材料進行設(shè)計，提升了美觀性，傳達了可持續(xù)的社會意識，如使用可再生材料、高效節(jié)能的外立面系統(tǒng)等。立面設(shè)計亦成為講述建筑和地區(qū)故事的媒介[4]。通過設(shè)計風格可以展現(xiàn)該地區(qū)的歷史脈絡(luò)、文化特色等，從而增強人們對空間的情感連接。增加立面上的開窗比例，或運用更多透明或半透明材料，可增強建筑的開放感和透明度，同時改善內(nèi)部空間的自然采光條件。第3，在立面更新中融入適合人們停留、交流的空間，如寬敞的門廊、露臺等，體現(xiàn)了設(shè)計理念中以人為本的指導(dǎo)思想，可有效提升建筑的社交功能。

圖1 上海：“靜安·印”酒店式公寓改造（來源：作者自繪）

3.7 外立面新材料新技術(shù)的應(yīng)用

3.7.1 透明太陽能材料

隨著全球?qū)稍偕茉葱枨蟮牟粩嘣鲩L，太陽能已成為業(yè)界和公眾關(guān)注的焦點。在這一背景下，透明太陽能材料的出現(xiàn)給建筑行業(yè)帶來了獨特的機遇。這種具備雙重功能的創(chuàng)新材料，既能將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，又保持了較高的透明度，在建筑領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

透明太陽能材料展現(xiàn)了高效的能源轉(zhuǎn)化能力。相較于傳統(tǒng)的太陽能電池板，該材料能夠更有效地吸收太陽光并將其轉(zhuǎn)換為電能。在建筑中集成這種材料，不僅能為建筑提供穩(wěn)定、清潔的能源供應(yīng)，還有助于減少對傳統(tǒng)能源的依賴。這種可持續(xù)的能源解決方案，不僅有助于降低能源消耗，更能減少溫室氣體排放，為環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展作出積極貢獻。

透明太陽能材料在建筑美學(xué)上具備顯著優(yōu)勢。傳統(tǒng)的太陽能電池板往往因顏色、形狀等因素而影響建筑的外觀和采光功能。透明太陽能材料則能完美融入建筑結(jié)構(gòu)中，不影響建筑外觀，而且可為建筑增添現(xiàn)代感。它可以無縫應(yīng)用于建筑的外墻、窗戶等部位，使建筑在保持美觀的同時實現(xiàn)能源自給自足。此外，透明太陽能材料的應(yīng)用還能帶來多重實際效益。在建筑中集成這種材料，不僅為建筑提供清潔的能源，還能降低建筑的能源消耗，從而減少對傳統(tǒng)能源的依賴，降低能源成本。同時，由于透明太陽能材料的應(yīng)用，建筑在白天可以利用太陽能進行照明和供能，進一步減少對傳統(tǒng)照明和能源系統(tǒng)的需求，實現(xiàn)能源的高效利用。透明太陽能材料的應(yīng)用還能為建筑創(chuàng)造更加舒適的環(huán)境。其高透明度特性使得陽光能夠充分進入室內(nèi)，為室內(nèi)空間提供充足的光線，提高室內(nèi)環(huán)境的舒適度。因此，自然采光的設(shè)計不僅有助于節(jié)約能源，還有助于提升人們的身心健康和工作效率，實現(xiàn)建筑與環(huán)境的和諧共生。

3.7.2 納米涂料技術(shù)

隨著科技日新月異的發(fā)展，納米技術(shù)以其獨特的優(yōu)勢和巨大的潛力，正逐步融入生活的各個層面。在建筑行業(yè)中，納米涂料的出現(xiàn)給建筑外墻防護帶來了革命性的進步。納米涂料通過其獨特的物理和化學(xué)特性，賦予了建筑外墻卓越的防水、抗污染及自潔能力，顯著提升了外墻的使用壽命，并大幅降低了維護成本，成為現(xiàn)代建筑領(lǐng)域的一大亮點。

在建筑外墻防護中，防水性能尤為關(guān)鍵。傳統(tǒng)涂料在長期雨水沖刷下，常常出現(xiàn)滲漏和損壞等問題，這不僅縮短了建筑的使用壽命，也給建筑維護帶來了諸多挑戰(zhàn)。而納米涂料通過其精細的納米顆粒，在涂層表面形成了一層致密的防水屏障。這一屏障能夠有效阻止水分子的侵入，使外墻在惡劣天氣下仍能保持干燥，從而極大地增強了外墻的防水性能。

除了防水性能外，納米涂料的卓越抗污染能力也備受矚目。空氣中的污染物、塵埃等容易附著在建筑外墻上，不僅影響建筑的美觀度，還可能對外墻造成損害。納米涂料憑借其獨特的表面結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)，能夠有效抵抗這些污染物的附著。納米涂料表面具有優(yōu)異的疏水性，使得水分和污漬難以停留，從而可較好保持外墻的清潔和美觀。

納米涂料的自潔性能也是一大特色。傳統(tǒng)涂料要依賴人工清洗的方式清潔外墻，這不僅耗時耗力，還可能對外墻造成損害。納米涂料則通過光催化作用，將附著在涂層表面的有機污染物分解為無害物質(zhì)。這一過程無須人工干預(yù)，且能持續(xù)進行，從而實現(xiàn)了外墻的自潔功能。這一特點極大地減輕了維護工作的負擔，使得建筑外墻的維護變得更加簡便和高效。

4 結(jié)語

經(jīng)過對我國舊城改造歷程的深入審視，可以清晰地看到，舊城建設(shè)的重點已經(jīng)從單純的“增量”追求，轉(zhuǎn)變?yōu)樽非蟾咂焚|(zhì)的發(fā)展。這一轉(zhuǎn)變使得舊城改造的重要性日益凸顯。在推進既有建筑更新的過程中，必須高度重視對歷史文脈的延續(xù)和對文化符號的傳承，同時在改造設(shè)計中融入節(jié)能降耗的理念，以構(gòu)建綠色、低碳、可持續(xù)的高性能建筑群[5]。本文以城市有機更新為核心理念，通過深入調(diào)研既有建筑的狀況，精準識別急需更新的老建筑，并從材料構(gòu)造、色彩與形式、立面輔助構(gòu)件、門窗等多個維度，提出針對性的更新改造策略。這些策略的實施，將有力推動城市建設(shè)的“存量”提升，為城市的可持續(xù)發(fā)展注入新的活力。