廣東地區(qū)舊工業(yè)建筑綠色改造策略探討

李 浩 姚志鍵

（廣州大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院 廣州市 511400）

1 引言

1.1 研究背景與意義

2009 年《廣東省人民政府關(guān)于推進(jìn)“三舊”改造促進(jìn)節(jié)約集約用地的若干意見(jiàn)》頒布，率先實(shí)行“三舊”改造，近年來(lái)，大量的工業(yè)建筑進(jìn)行了改造或?qū)⒚媾R改造。在改造過(guò)程中大部分的舊工業(yè)建筑多被建筑師和藝術(shù)家們通過(guò)功能置換方式改造為辦公樓、公寓、博物館等，總體分析發(fā)現(xiàn)，目前大部分舊工業(yè)建筑都是從改造的功能、藝術(shù)、文化等角度進(jìn)行改造，相對(duì)而言在整體性和綠色節(jié)能方面考慮欠佳。

基于綠色節(jié)能技術(shù)對(duì)舊工業(yè)建筑進(jìn)行綠色改造具有很好的現(xiàn)實(shí)意義，對(duì)于節(jié)約資源、降低能耗、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及城市歷史文化延續(xù)都有很好的幫助。因此，對(duì)舊工業(yè)建筑綠色改造策略研究?jī)r(jià)值性明顯。

1.2 相關(guān)概念界定

1.2.1 舊工業(yè)建筑

“舊工業(yè)建筑”主要是指兩類工業(yè)建筑：①具有歷史價(jià)值的工業(yè)遺產(chǎn)；②一般荒廢、閑置的民用工業(yè)建筑。

1.2.2 綠色建筑

綠色建筑的定義采用2006年我國(guó)頒布的《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》中的定義：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、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。

1.3 國(guó)內(nèi)外舊工業(yè)建筑改造的研究概況

舊工業(yè)建筑的改造起源于歐洲對(duì)工業(yè)建筑的保護(hù)。從20世紀(jì)早期，國(guó)際建筑師協(xié)會(huì)（CIAM）在《雅典憲章》中就提到了對(duì)舊有歷史建筑的保護(hù)與利用，發(fā)展至今西方發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)建立了較為成熟的理論體系和改造設(shè)計(jì)策略，并且對(duì)于舊工業(yè)建筑改造的技術(shù)也逐漸發(fā)展成熟。

我國(guó)工業(yè)化相對(duì)西方國(guó)家來(lái)說(shuō)起步晚，發(fā)展不夠成熟，在對(duì)舊工業(yè)建筑改造研究方面也相對(duì)落后。20世紀(jì)末期隨著我國(guó)對(duì)經(jīng)濟(jì)體制和城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，出現(xiàn)了較多的舊工業(yè)建筑改造項(xiàng)目。廣東地區(qū)作為改革開(kāi)放的前沿地區(qū)，大量的工業(yè)建筑被改造，如紅磚廠、廣紡聯(lián)等舊工業(yè)廠區(qū)改造為藝術(shù)家工作室。

在舊工業(yè)建筑綠色改造策略和理論研究方面，近年來(lái)國(guó)內(nèi)也有了相關(guān)研究，但是針對(duì)廣東地區(qū)的研究缺乏相對(duì)完善的改造策略。

2 舊工業(yè)建筑綠色改造影響因素

2.1 氣候因素

無(wú)論是新建還是舊改項(xiàng)目，區(qū)域和氣候條件都是首要考慮的方面。不同地區(qū)具有各自獨(dú)特的氣候特點(diǎn)，對(duì)該地區(qū)的建筑布局、形體、空間等都會(huì)產(chǎn)生較大影響，從而導(dǎo)致不同地區(qū)之間的差別往往較大。廣東地區(qū)屬于夏熱冬暖地區(qū)，全年最冷月平均溫度＞10℃，最熱月平均溫度為25～29℃，全年有將近一半天數(shù)日平均溫度在25℃以上，因此，針對(duì)該地區(qū)必須充分滿足夏季防熱要求，一般不考慮冬季保溫。

2.2 舊工業(yè)建筑的現(xiàn)有條件

由于不同的工業(yè)建筑其原有結(jié)構(gòu)都具有各自的特點(diǎn)，因此在對(duì)其進(jìn)行改造前首先應(yīng)對(duì)建筑的現(xiàn)狀和質(zhì)量進(jìn)行全方位的考察分析并進(jìn)行評(píng)估，這樣對(duì)于后期改造能否滿足其改造后的功能需求，起著至關(guān)重要的作用；不同結(jié)構(gòu)體系其內(nèi)部空間也具有較大差別，在針對(duì)其改造方式上也需要進(jìn)行慎重抉擇。

2.3 改造后的所屬功能類型

舊工業(yè)建筑改造的最終目的是讓建筑活化再利用，重新恢復(fù)其活力，因此改造后的功能類型是影響舊工業(yè)建筑綠色改造的本質(zhì)因素，不同的功能類型對(duì)于采光通風(fēng)、建筑保溫隔熱等方面都有所區(qū)別。因此，在改造中針對(duì)改造后的不同功能采取與其相符的改造方式和改造策略。

2.4 技術(shù)與經(jīng)濟(jì)因素

在針對(duì)綠色建筑技術(shù)方面根據(jù)其難度等級(jí)劃分主要分為三類：高技術(shù)、低技術(shù)和適宜技術(shù)。在舊工業(yè)建筑綠色改造中經(jīng)濟(jì)制約往往起著關(guān)鍵性作用，因此在針對(duì)舊工業(yè)建筑綠色改造技術(shù)方面通常要選擇相對(duì)適宜的綠色建筑技術(shù)，對(duì)于綠色改造過(guò)程的順利實(shí)施提供保障。

3 舊工業(yè)建筑綠色改造策略

針對(duì)廣東地區(qū)的舊工業(yè)建筑改造策略主要針對(duì)其外墻、外窗、屋面、太陽(yáng)能、水資源利用以及中庭空間利用六大方面進(jìn)行綠色改造。

3.1 外墻的改造更新

外墻是建筑組成中的重要的外部維護(hù)結(jié)構(gòu)，直接與外界環(huán)境發(fā)生能量交換，在整個(gè)建筑能耗總外墻占據(jù)了重要的一部分。因此，外墻的保溫隔熱改造是最為重要且直接的部分，一方面可以阻止夏季的高溫高熱傳遞進(jìn)室內(nèi)，同時(shí)對(duì)于冬季室內(nèi)的熱量傳遞到室外也起一定了阻礙作用，這樣就可以針對(duì)廣東地區(qū)較為明顯的降低空調(diào)等制冷設(shè)備的消耗。

工業(yè)建筑外墻通常采用的結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)，還有很多為鋼結(jié)構(gòu)，外墻大部分都是填充墻。因此，工業(yè)建筑的外墻普遍存在一下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：①墻體高度相對(duì)較高；②外墻的保溫隔熱性能較差；③墻體外窗通常較大。因此，在外墻節(jié)能改造中通常采用外墻保溫技術(shù)。

外墻保溫技術(shù)主要分為三種：外墻內(nèi)保溫、外墻外保溫、外墻夾芯保溫。外墻夾芯保溫在改造中難度相對(duì)較高，因此，較常使用的是外保溫和內(nèi)保溫法。然而，外墻內(nèi)保溫法由于在改造中易收到外墻結(jié)構(gòu)層表面溫度的影響，較易導(dǎo)致保溫層開(kāi)裂，并且無(wú)法避免熱橋現(xiàn)象，絕熱效果不好?？傮w而言，外墻外保溫法施工較為靈活多變，保溫隔熱效果好，對(duì)室內(nèi)影響小。因此，在外墻的改造中首選外保溫法。

如今，隨著技術(shù)的更新，新的外墻技術(shù)也已開(kāi)始受到社會(huì)的使用，比如雙層玻璃幕墻，主要采用內(nèi)外雙層玻璃表皮組成，中間為空氣層，通過(guò)降低外墻的熱傳導(dǎo)性能，達(dá)到保溫性能。

3.2 外窗的改造更新

3.2.1 外窗的保溫節(jié)能

相較于建筑的其他圍護(hù)結(jié)構(gòu)，外窗雖然所占面積較低，但是其是熱損失所占比最大的部分。建筑的窗墻比、窗戶的傳熱系數(shù)以及朝向等都是重要的熱損失因素。因此在針對(duì)外窗的改造更新中，較為簡(jiǎn)潔有效的辦法就是替換節(jié)能保溫、傳熱系數(shù)小、氣密性好的窗戶。現(xiàn)如今主要采用的窗戶有以下幾種：①著色玻璃，原理是在玻璃中加入氧化物，降低窗戶的透光率；②熱發(fā)射玻璃，原理是在玻璃的表面覆蓋金屬氧化物薄膜，提高玻璃的太陽(yáng)輻射的反射性能；③Low-E玻璃，原理是在玻璃表面涂以金屬化合物薄膜，降低比例的反射率；④中空玻璃，原理是在兩塊玻璃之間填充氣體，降低熱傳導(dǎo)系數(shù)。

3.2.2 遮陽(yáng)構(gòu)件

廣東地區(qū)太陽(yáng)輻射強(qiáng)度高，因此在建筑的外窗改造中，遮陽(yáng)構(gòu)件是較為有效減少夏季太陽(yáng)輻射熱的一種方式。

遮陽(yáng)構(gòu)件通常劃分為內(nèi)遮陽(yáng)、外遮陽(yáng)以及植物遮陽(yáng)。內(nèi)遮陽(yáng)主要是在窗戶內(nèi)部設(shè)置窗簾、百葉等構(gòu)件；外遮陽(yáng)是在建筑的外表面上設(shè)置遮陽(yáng)構(gòu)件，形式多樣；植物遮陽(yáng)是指在建筑的外立面上通過(guò)垂直綠化來(lái)間接起到遮陽(yáng)作用。針對(duì)廣東地區(qū)獨(dú)特的氣候，內(nèi)遮陽(yáng)較易實(shí)施但是其不能實(shí)現(xiàn)真正意義上的建筑節(jié)能。因此，建議使用外遮陽(yáng)和植物遮陽(yáng)這兩種形式，并且對(duì)于建筑的立面也能起到較好的優(yōu)化作用。

3.3 屋面的改造更新

廣東地區(qū)，夏季太陽(yáng)輻射高，然而舊工業(yè)建筑其屋頂?shù)谋馗魺嵝阅芟鄬?duì)較差，為了達(dá)到良好的室內(nèi)效果，滿足人體的舒適度，對(duì)于屋頂?shù)谋馗魺岣脑焓且粋€(gè)底成本高收益的一個(gè)改造措施。

現(xiàn)如今的改造方式主要有架空屋頂，即在屋頂面層用支座支撐一個(gè)新的混凝土隔熱面層，從而之前形成空氣層，這樣利用通風(fēng)效果降低屋頂傳入室內(nèi)的熱量，從而達(dá)到改善室內(nèi)舒適度的作用。如果原有建筑的屋頂層高較高，可以設(shè)置隔熱層，也可以起到很好的隔熱效果。近幾年越來(lái)越多的屋頂改造都開(kāi)始使用屋頂綠化從而改善室內(nèi)舒適度。主要是因?yàn)槲蓓斁G化不僅僅可以起到很好的隔熱作用，同時(shí)也起到了一個(gè)很好的休息、景觀欣賞場(chǎng)所。然而屋頂綠化隨之也有與之相對(duì)應(yīng)的問(wèn)題，比如，屋頂?shù)母餐?，植被的選擇，屋面防水等需要更為嚴(yán)格的處理，因此在改造中采用屋頂綠化時(shí)要注意這些問(wèn)題。

3.4 太陽(yáng)能的利用

廣東地區(qū)夏季炎熱，太陽(yáng)能資源豐富，在屋頂或者外墻表面上通過(guò)增設(shè)太陽(yáng)能熱水器和太陽(yáng)能電池板可以很好的減少耗電量。如今我國(guó)的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)發(fā)展成熟，安裝成本低，使用方便，因此在改造中鼓勵(lì)使用這種清潔節(jié)能技術(shù)。太陽(yáng)能電池，主要是滿足建筑內(nèi)部的照明使用。

3.5 水資源的利用

廣東地區(qū)是一個(gè)水資源豐富的地區(qū)，但是在舊工業(yè)建筑綠色改造中我們?nèi)孕枰獙?duì)水資源進(jìn)行合理的利用。如今針對(duì)水資源利用主要分為中水回收技術(shù)和雨水利用技術(shù)兩方面。

中水回收技術(shù)是指將城市和生活污水進(jìn)行處理，達(dá)到一定的清潔標(biāo)準(zhǔn)后，用于生活、消防等其他城市用水。雨水利用技術(shù)主要是指將地面、屋頂?shù)葏^(qū)域的水進(jìn)行收集，然后過(guò)濾后，用于內(nèi)部的消防、灌溉等方面。這些設(shè)施設(shè)置簡(jiǎn)單、有效，在綠色改造中具有較高的可實(shí)施性。

3.6 中庭空間的利用

舊工業(yè)建筑普遍都存在著為了追求更大的操作面積和經(jīng)濟(jì)效益往往內(nèi)部空間上是平層大空間或者單層大空間，這樣其建筑內(nèi)部的通風(fēng)采光相對(duì)較差。因此，在改造中對(duì)于單層大面積的工業(yè)建筑內(nèi)部植入中庭可以很好的起到改變內(nèi)部舒適度以及增加節(jié)能效果的措施。中庭空間可以使內(nèi)部其它相鄰的房間很好的受到太陽(yáng)能以及增強(qiáng)室內(nèi)外通風(fēng)效果，其主要原理是通過(guò)室內(nèi)外熱壓，建筑內(nèi)部中庭的空氣受熱通過(guò)上部的排風(fēng)口流出，室外較低的空氣流入室內(nèi)，降低室內(nèi)空氣溫度，形成自然通風(fēng)。然而，在改造中，要根據(jù)其建筑的面積比以及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)置中庭的大小和位置，從而形成良好的室內(nèi)環(huán)境。

4 結(jié)語(yǔ)

本文主要通過(guò)對(duì)廣東地區(qū)舊工業(yè)建筑綠色改造策略進(jìn)行了探討以及對(duì)如今的改造技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)要說(shuō)明，試圖針對(duì)該地區(qū)“三舊”改造中的舊工業(yè)建筑綠色改造提供一套適用的改造策略，從而為該地區(qū)舊工業(yè)建筑綠色改造提供參考。

[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]《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50378-2006）[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]王靜，李慧民，田飛．綠色節(jié)能技術(shù)在舊工業(yè)建筑改造中的應(yīng)用研究[J]．山西建筑，2015，41（6）：180～181．