■ 黃麗瑋 HUANG Liwei 楊 麗 YANG Li 王萬江 WANG Wanjiang
我國住宅建筑業(yè)在經(jīng)過以高耗能、高耗材為代價的近40年粗放式快速發(fā)展后,人均居住面積從1978年的3.8m2提高到2016年的40.8m2,其中,城鎮(zhèn)為36.6m2。這雖已基本解決居民的居住面積問題,卻埋下了居住質(zhì)量隱患,也使城市出現(xiàn)了許多缺陷。在大量的舊建筑中,至少有一半必須要進(jìn)行抗震、節(jié)能、適老、節(jié)水等改造,以解決人民日益增長的對美好生活需求和不平衡、不充分發(fā)展之間的矛盾。通過城市雙修、綠色化改造等,免除大拆大建所造成的浪費和二次消耗,不僅能滿足老年化時代到來的新需求和生態(tài)化發(fā)展的大趨勢,也帶來了十多萬億元的投資新機遇,讓人民生活更好、城市更美[1]。目前,我國的綠色建筑發(fā)展與既有建筑綠色化改造還處于起步階段,建設(shè)量和改造量占總建筑面積的比例還很低,綠色住宅建筑則更少。雖有既有建筑綠色改造的評價標(biāo)準(zhǔn)及眾多學(xué)者對其改造策略和方法的研究與探討,但由于國情、地情和認(rèn)知上存在差別,經(jīng)濟狀況和需求也不相同,因此,應(yīng)依據(jù)具體情況因地制宜地進(jìn)行選擇,以解決既有住宅建筑的高耗能、抗震差、功能弱、低使用等問題,實現(xiàn)綠色化的物質(zhì)化。
綠色化原指植樹造林的綠化,是一種生產(chǎn)和生活方式,最早出現(xiàn)于1949年的《人民日報》。90年代后,綠色化開始用于生態(tài)領(lǐng)域,現(xiàn)已引申并發(fā)展至各個行業(yè)。十八大在“新四化”(新型工業(yè)化、城鎮(zhèn)化、信息化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化)的基礎(chǔ)上又加入了“綠色化”,使“四化”變?yōu)椤拔寤保源龠M(jìn)各行各業(yè)的生態(tài)發(fā)展與良性循環(huán),也表明我國政府對可持續(xù)發(fā)展的高度重視。
能源與資源的危機以及頻發(fā)的自然災(zāi)害,導(dǎo)致人們不得不重視自然環(huán)境的保護(hù)與生態(tài)重建。作為能源和資源消耗大戶的建筑業(yè),也必然要做出新的選擇。
20世紀(jì)60年代,美籍意大利建筑師保羅·索勒瑞,將生態(tài)學(xué)與建筑學(xué)兩詞合并,提出生態(tài)建筑學(xué)(Arology)的新理念;1969年,美國建筑師伊安·麥克哈格所著的《設(shè)計結(jié)合自然》出版,標(biāo)志著生態(tài)建筑學(xué)正式誕生;1990年英國率先頒布的BREEAM,以及1992年“聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會”提出的“可持續(xù)發(fā)展思想”,使“綠色建筑”作為一種設(shè)計理念應(yīng)運而生,并成為了未來建筑業(yè)發(fā)展的趨勢和方向[2],使人們走出與自然的競爭及資源耗竭的困境,邁向與自然和諧共生、互利共榮的可持續(xù)發(fā)展新階段。
1992年,我國提出“綠色建筑”綱要;2006年,頒布《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50378—2006),并于2014年修訂為“新綠標(biāo)”,提出以遵循全壽命周期內(nèi)“可持續(xù)發(fā)展”與“以人為本”為核心理念,最大限度地節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、減少污染,為人們提供一個與自然和諧共生的,舒適、健康的活動空間[3];2015年,頒布以節(jié)約能源資源、改善人居環(huán)境、提升使用功能等為目標(biāo),對既有建筑進(jìn)行維護(hù)、更新、加固等活動的《既有建筑綠色改造評價標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 51141—2015)。
隨著能源危機、資源枯竭和環(huán)境惡化的來臨,人們不得不重新注重材料的自然性、發(fā)展的可持續(xù)性,回歸到以低碳、節(jié)能、環(huán)保、生態(tài)為主題的綠色建筑上,以及對既有建筑特別是既有住宅建筑和住區(qū)的綠色化改造上,并把綠色化設(shè)計理念以建筑物的形式進(jìn)行表達(dá),即綠色化物化。
屬溫帶季風(fēng)性氣候的寒冷地區(qū)也稱采暖地區(qū),以夏季高溫多雨、冬季寒冷干燥為典型氣候特征,最冷月份平均氣溫在0~10℃,每年日平均溫度≤5℃的月數(shù)為3~5個月。全年四季分明,但春、秋兩季短暫,盛行冬季風(fēng),以偏西偏北風(fēng)為主,溫差較大、日照較豐富、空氣相對濕潤,非常適宜農(nóng)作物生長和人類居住。依據(jù)氣候特征,總體規(guī)劃時,應(yīng)考慮冬季寒冷期較長的采暖與節(jié)能措施,以及夏季多暴雨時的防澇排水措施;單體設(shè)計和構(gòu)造處理中,應(yīng)注重冬季防寒、保溫,夏季部分地區(qū)兼顧防熱,增加氣密性防御寒風(fēng)與風(fēng)沙,在加強太陽能利用的同時,注重主要房間的遮陽[4]。
根據(jù)中國建筑能耗研究報告,至2015年底,我國既有住宅建筑面積約50 000km2,其中,城鎮(zhèn)居住面積約24 800km2,且有一半屬寒冷地區(qū)。在眾多的既有住宅建筑中,由于始建年代不同,其結(jié)構(gòu)、材料、保溫隔熱性能等存在較大差異。建成于2000年以前的城鎮(zhèn)住房中,以福利性為主,存在基礎(chǔ)設(shè)施不良、居住環(huán)境較差、抗震級別偏低、使用功能和性能不高、能源消耗量大等問題,急需進(jìn)行改造。其建成年代與地域分布占比如圖1所示[5]。
1952年,由前蘇聯(lián)引入,以標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計為基礎(chǔ)的單元式(梯間式)住宅[6],是目前我國大量興建的多、高層住宅中,應(yīng)用最為廣泛的住宅建筑形式,并以此為基礎(chǔ),構(gòu)建了開放或封閉式住宅小區(qū)。從1986年以“統(tǒng)籌規(guī)劃”為方針的城市實驗住宅小區(qū),到90年代中期注重質(zhì)量提升的住房市場化、商品化的大規(guī)模建設(shè),再到21世紀(jì)注入生態(tài)文明建設(shè)理念的多元化設(shè)計,住區(qū)的配套設(shè)施與綠色化環(huán)境逐漸得到重視[7]。這些早期住宅與小區(qū)雖已基本滿足了住宅數(shù)量和面積上的需求,但受當(dāng)時經(jīng)濟狀況和技術(shù)條件限制,在經(jīng)濟高速發(fā)展后的老齡化、私家車等到來之際,以及公共設(shè)施需求增加和住宅環(huán)境亟需改善的大背景下,大多需要改造更新,以適應(yīng)目前高舒適、低能耗的居住需求。
河南省開封市屬寒冷地區(qū)。1994年,開封市為了解決城市居民的居住問題,在其古城東城墻外、河南大學(xué)東側(cè)設(shè)置了蘋果園生活區(qū)。至1997年,面積為4km2的住區(qū)人口已達(dá)4萬人,現(xiàn)為人口高密度聚集區(qū),區(qū)內(nèi)均為無電梯、無暖氣(除河南大學(xué)生活區(qū)外)的單元式多層住宅。早期是由市政府和不同單位興建的福利住房,后期出現(xiàn)了商品式住宅小區(qū),開放式和封閉式并存。由于建成時間不同,承建主體各異,因此,其空間布局、建筑結(jié)構(gòu)、房屋質(zhì)量等良莠不齊,區(qū)內(nèi)市政設(shè)施與環(huán)境較差(表1)。
2.3.1 價值評估
絕大多數(shù)既有住宅建筑為非保護(hù)性建筑,種類繁多、風(fēng)格多樣。因此,應(yīng)以再利用價值為主,兼顧其建筑本身價值、社會心理價值和城市空間價值等[8],按照可持續(xù)發(fā)展理念,結(jié)合全生命周期理論及既有建筑綠色改造評價標(biāo)準(zhǔn),采用綜合評價體系,對需要改造的非保護(hù)性既有建筑進(jìn)行改造前的價值評估。依據(jù)建設(shè)年代、建筑結(jié)構(gòu)、群落關(guān)系、周邊環(huán)境、人文特色,對城市遠(yuǎn)期規(guī)劃和利益驅(qū)使下的商業(yè)開發(fā)影響等多方面進(jìn)行評價,并建立完善的定量和定性指標(biāo)體系,綜合判定其“去”與“留”及存留時間,判定其是否需要改造,包括其改造價值、改造更新程度及需滿足哪些綠色化改造指標(biāo)等,避免造成新的浪費和消耗。
2.3.2 病理診斷
對于既有建筑而言,造成其壽命縮短的主要原因并非建筑本身,而是由規(guī)劃政策、經(jīng)濟利益等導(dǎo)致。因此,應(yīng)在城市遠(yuǎn)期規(guī)劃和發(fā)展需求的基礎(chǔ)上,對需要保留的住區(qū)及區(qū)內(nèi)住宅建筑進(jìn)行改造前的病理診斷和綜合評價。首先,應(yīng)在深入調(diào)研的基礎(chǔ)上,對住區(qū)及周邊的整體環(huán)境和市政設(shè)施做出準(zhǔn)確診斷,以便綜合治理;然后,針對區(qū)內(nèi)建筑,運用超聲波、熱紅外成像、微波測濕及計算機仿真模擬技術(shù)等,對房屋病害進(jìn)行綜合評估[9],找出病因根源對癥整治,以達(dá)到事半功倍的效果。
表1 開封市蘋果園住區(qū)狀況
據(jù)統(tǒng)計,截止2015年底,在全國約20 000km2需要改造更新的舊建筑中,綠色化改造項目占比不足1%。隨著既有建筑綠色化改造需求的增多和逐步推進(jìn),綠色化改造占比與規(guī)模會逐年增大,將成為未來建筑業(yè)尤其是住宅建筑業(yè)的重要工作;而占據(jù)我國中原、西部、東北等大約70%地域的寒冷地區(qū),因冬季需要較長時間采暖,能源消耗巨大,約占全國建筑總能耗的1/4,更是綠色化物化改造的重點,對能源節(jié)約、環(huán)境改善意義重大。
老舊小區(qū)普遍存在以下問題:①變電站所老化、設(shè)計不合理、容量不足,以及區(qū)內(nèi)線路纏結(jié)、線損和電能質(zhì)量差;②供排水管線陳舊,尤其是排水系統(tǒng),容易導(dǎo)致雨季積水;③交通狀況堪憂,特別是私家車亂停亂放,占用消防通道,造成經(jīng)常性擁堵;④缺乏合理的社區(qū)商業(yè)設(shè)置,占道經(jīng)營嚴(yán)重(圖2);⑤小區(qū)內(nèi)能源供應(yīng)不良,環(huán)境綠化較差,垃圾處理不善。因此,基礎(chǔ)市政設(shè)施的加強對綠色化物化有決定作用,不僅能改善環(huán)境、便捷交通,還能提高居住質(zhì)量、美化城市,提升城市品質(zhì)。
圖2 住區(qū)內(nèi)的不良環(huán)境狀況
3.1.1 改進(jìn)電力、通信
(1)通過對變電站所重新設(shè)計、線路線經(jīng)整治,無功補償、饋線自動化改造,電表智能化提升等措施,滿足電器增多后的用電新需求。這雖然增加了一定的改造成本,但能累計節(jié)約大量購電費用[10],并能適應(yīng)階梯電價,方便用電量查詢與電費支付。
(2)優(yōu)化升級電力通信、網(wǎng)絡(luò)通信,改善管理與運營體系,為住宅和住區(qū)智能化及城市智能化奠定基礎(chǔ)。
3.1.2 改良給排水
改造老化供水管路,避免滲漏造成的浪費與污染,提升智能化管理水平,惠及民生。
(1)通過暴雨強度計算,重新設(shè)計滿足需求的排水管網(wǎng),采用暗渠收集、加大泵站提升、截流式雨污合流排水體制等集中處理污水,避免雨季區(qū)內(nèi)積水防止內(nèi)澇。
(2)注重區(qū)內(nèi)溝渠建設(shè),不僅可接納雨水,還能美化環(huán)境、營造休閑景觀、澆灌區(qū)內(nèi)植物等,達(dá)到水資源的節(jié)約與控制。
3.1.3 改善供能
(1)引入天然氣,杜絕使用非清潔能源。檢修管網(wǎng)采用多功能、高安全、智能化燃?xì)獗砭?,杜絕安全隱患。
(2)明確供熱企業(yè)進(jìn)行集中供熱改造。采用循環(huán)水泵變頻調(diào)速,加力站和直供系統(tǒng)安裝氣候補償裝置、總計量表和熱計量裝置;室外管網(wǎng)直埋鋪設(shè),并對原有管網(wǎng)中的管道與保熱質(zhì)量進(jìn)行檢查與檢修;分環(huán)路與建筑物入口處設(shè)置水力平衡裝置;采用分戶計量方式,提高節(jié)約意識,確保節(jié)能前提下的安全用暖。
(3)若住區(qū)無法連接市政供熱管網(wǎng),特別是在限制燃煤供能和取暖的大背景下,可采用新型地下熱能或太陽能等清潔可再生能源,以減少城市污染。
3.1.4 疏導(dǎo)交通
交通狀況的改善對城市發(fā)展、住區(qū)繁榮及生態(tài)環(huán)境等都具有重要影響,可通過以下方式進(jìn)行疏導(dǎo)。
(1)針對住區(qū)增設(shè)公共交通站點,改變封閉狀態(tài),打通局部斷頭路。
(2)綜合地上地下與立體空間,在住區(qū)及公共場所合理設(shè)置停車場位,免除亂停亂放的后患,從而構(gòu)建完善的靜態(tài)交通體系。
(3)確保消防通道暢通,打造區(qū)內(nèi)及區(qū)間通暢交通。
3.1.5 綠化環(huán)境
(1)加強區(qū)內(nèi)外植物綠化,尤其是常青綠化,減少裸露地表與硬質(zhì)鋪地對溫濕度調(diào)控的負(fù)面作用。在草坪綠化的基礎(chǔ)上結(jié)合灌木、喬木等遮蔭樹木,形成復(fù)雜植物群落以降低溫度,但應(yīng)注意設(shè)置通風(fēng)道[11、12]。
(2)改善住區(qū)及住宅周邊的大環(huán)境,凈化室內(nèi)外小環(huán)境,以提高室內(nèi)空氣質(zhì)量。
(3)加大區(qū)內(nèi)垃圾收集站點密度并強化分類,鑒于住宅區(qū)內(nèi)廚余垃圾較多的情況,可采用廚房廚余垃圾處理器、區(qū)內(nèi)專設(shè)場所集中處理等模式[13],做到區(qū)內(nèi)實質(zhì)性環(huán)境綠色化。
隨著時間的推移,既有建筑的堅固程度將逐漸變?nèi)?,增固不僅能提高抗震級別和安全系數(shù),也有利于延長壽命,尤其是對具有一定歷史價值或紀(jì)念意義的住宅建筑。壽命延長是節(jié)約資源的一種重要表達(dá)形式,在判定建筑物所在地理地質(zhì)區(qū)域、原設(shè)計后續(xù)使用年限及建筑物本身狀況的基礎(chǔ)上,依照《建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程》(JGJ 116—2017)進(jìn)行加固,以預(yù)防為主,減輕破壞,減少損失。
3.2.1 抗震性能檢測
既有建筑加固前的詳細(xì)性能檢測,可為改造、糾正設(shè)計或施工失誤提供技術(shù)依據(jù),為加固方案的制定提供指導(dǎo)。①搜集相關(guān)原始資料、調(diào)查現(xiàn)狀、比對符合程度、找出缺陷;②資料不全或比對有誤時,需要進(jìn)行現(xiàn)場實際檢測,考察其結(jié)構(gòu)特點、構(gòu)造和抗震承載力等;③采用逐級鑒定方法評定等級和抗震性能。
3.2.2 基礎(chǔ)地基加固
對地基與基礎(chǔ)進(jìn)行檢測鑒定后,依據(jù)沉降觀測、是否加層等確定承載力,選擇適宜的加固方法,通過加深、加寬、改良地基土體、設(shè)置墩或樁等加強地基基礎(chǔ),以增強承載力減小變形。
3.2.3 建筑物加固
良好的整體性是房屋堅固耐用的根本保障,而采用框架增固是強化整體性的最基本措施[14]。早期住宅建筑多為砌體結(jié)構(gòu),整體性較差,可運用外加柱、壁柱,混凝土或鋼構(gòu)套加固,外墻保溫的同時采用鋼筋網(wǎng)、纖維網(wǎng)等形成面層或板墻加固,以及架構(gòu)外框架圈梁等方式,增強整體性以提高抗震性能。1966年,河北邢臺地震后的外閃墻體經(jīng)加鐵絲網(wǎng)拉結(jié)后,在二次地震中沒有倒塌,充分說明了建筑物外加固的抗震作用。
建設(shè)年代和理念的不同,導(dǎo)致住區(qū)及建筑物的功能差異性很大。通過綠色化改造,可改善其使用功能,滿足生活質(zhì)量提升、私家車停放及老齡化到來的實際需求,從而實現(xiàn)真正意義上的住區(qū)綠色化物化。
3.3.1 住區(qū)開放
自2016年國務(wù)院提出開放住區(qū)理念以來,引起了廣泛關(guān)注。盡管打開住區(qū)后會引起諸如小區(qū)安全、步行空間減少、物權(quán)法需適應(yīng)等許多問題,但總體而言,最直接的也是最有利的是交通狀況的改善[15],人們可以享受到舒展的交通空間和便捷的出行與停車。街區(qū)制不僅是綠色住區(qū)建設(shè)的要求,也會誘導(dǎo)生活理念的變革、住區(qū)功能的改變[16]。
3.3.2 院落整治
(1)拆除住區(qū)內(nèi)所有的違規(guī)、違章搭建,以及已不太適宜的自行車車庫,打開院區(qū)圍墻,擴展院落空間。
(2)重新規(guī)劃住區(qū)布局與安全保障,增加綠化美化并提升環(huán)境質(zhì)量。
(3)增設(shè)區(qū)內(nèi)景觀尤其是濱水景觀,以利雨水收集并緩解暴雨后的水澇。
(4)合理設(shè)置私家車停車場位,并設(shè)置充電設(shè)施,以滿足新能源交通工具的充電需求。
3.3.3 適老改造
隨著老齡化社會的到來,許多既有多層住宅建筑對于老年人尤其是腿腳不便者已顯現(xiàn)出諸多不便,因此,加裝電梯已經(jīng)成為既有多層單元式住宅的改造趨勢。應(yīng)遵循“業(yè)主自愿、政府扶持、因樓制宜”的原則進(jìn)行改造[17],實現(xiàn)無障礙通行。同時,通過智能化改造,并創(chuàng)建以住區(qū)或附近居民樓為單位的家庭住宅式養(yǎng)老模式,解決老年人的后顧之憂,使其能在住區(qū)頤養(yǎng)天年。
3.3.4 便民商業(yè)
治理和疏解“開墻打洞”式的臨街密集無證小鋪及低端或占道經(jīng)營攤點,提升蔬菜食品零售、早餐、社區(qū)便利商業(yè)等的服務(wù)質(zhì)量,建立品牌化、連鎖化、便捷化,且能保障品質(zhì)和服務(wù)的社區(qū)商業(yè)體系。建議采用地上地下及便民店與超市合理配置的綜合運行模式。
3.3.5 顏值提升
由于建筑年代的局限,多數(shù)建筑都有其時代背景。在改造過程中,應(yīng)加強規(guī)范以適應(yīng)城市雙修、城市修補的大背景,提升城市品質(zhì)和顏值,協(xié)調(diào)整體市容。同時,在改造過程中,要注重其外立面的整潔性、美觀性和安全性(圖3);要在提取城市特色基因與傳統(tǒng)元素的基礎(chǔ)上進(jìn)行改善,注重突出特色,避免“千區(qū)一面”。
節(jié)能改造是綠色化物化的重要內(nèi)容,但不能只考慮運行階段的能耗,而應(yīng)當(dāng)始終站在全生命周期的角度考慮[18]。要注重源頭、注重整體,供應(yīng)中減少損耗,使用時注重節(jié)約,改造圍護(hù)結(jié)構(gòu)以降低能源損耗,滿足綠色化用能要求,盡可能降低總能耗,以利于可持續(xù)的健康發(fā)展。
3.4.1 廣義能耗宏觀控制
應(yīng)從廣義角度考慮建筑能耗,在注重運行能耗的同時,更要控制建造中的消耗(鋼鐵、水泥、玻璃等)能耗?!耙徊鹆酥被颉翱罩貌挥谩?,都已經(jīng)消耗了能源和資源,因此,對既有建筑的更新改造和充分利用,是降低總能耗的良好途徑之一。建筑壽命延長不僅有利于降低廣義能耗,也有利于生態(tài)穩(wěn)定和環(huán)境維持,彰顯城市個性。改造過程中,應(yīng)采用主動與被動結(jié)合的策略,在盡可能降低能耗的前提下,不僅要滿足炎熱地區(qū)的通風(fēng)、遮陽、隔熱,也要滿足寒冷地區(qū)的采暖、防凍和保溫等需要。
3.4.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能改造
圍護(hù)結(jié)構(gòu)是居住建筑的主體,也是綠色化改造的關(guān)鍵。既有住宅建筑由于受建造時設(shè)計、技術(shù)及材料的限制,大多保溫性能較差,可通過改善傳熱系數(shù)、體型系數(shù)、窗墻比等[12],減少建筑物的能源損耗,達(dá)到降低能耗的目的。
3.4.2.1 墻體保溫增固
墻體對居住建筑能耗起決定作用,可采用內(nèi)外墻體保溫改造的方式,降低能源損耗。不同年代的住宅建筑,其外墻面有所不同,可視墻面狀況進(jìn)行處理。若需加固,可于底層、四周、戶間及樓層或隔層構(gòu)建鋼筋混凝土框架,墻面掛網(wǎng)(鋼絲網(wǎng)或纖維網(wǎng)),水泥砂漿找平,粘貼保溫材料(每層及洞口處用A級材料設(shè)置防火隔離帶)并安裝錨栓,再涂抹面層并進(jìn)行飾面修整。地基處與底層應(yīng)做約1.8m高的防水處理,避免滲漏。規(guī)范處理外墻附屬物,空調(diào)外掛機應(yīng)加裝外護(hù)罩,防止其脫落以確保安全,且位置要協(xié)調(diào)統(tǒng)一,以增強美感。
圖3 改造前后的建筑外觀對比
3.4.2.2 門窗隔熱密合
門窗是熱交換最活躍的部分,可采用換窗、加窗、改窗或玻璃貼膜等方法。更換或加裝中空玻璃外窗,并使用加長型膨脹螺栓,要注意窗邊縮尺發(fā)泡劑的填充,增加其氣密性、水密性及抗風(fēng)性。同時,針對夏季較熱地區(qū),可通過內(nèi)外兼顧的方法進(jìn)行遮陽,減少制冷能耗,提高熱舒適度。
3.4.2.3 屋頂隔熱防滲
屋頂是圍護(hù)結(jié)構(gòu)的重要部分,對能源消耗影響較大,尤其是年代較早的既有住宅建筑,其大多數(shù)樓頂及樓層多為預(yù)制板材而非整澆,需要對頂層進(jìn)行保溫與防水處理。①可改造成適宜當(dāng)?shù)亟ㄖL(fēng)格的坡屋頂;②通過對屋面進(jìn)行強化防水處理與外周防護(hù)后填土,營造簡易的被動節(jié)能式樓頂花園,既增加綠化又有效隔熱與保溫;③增加太陽能熱利用及電熱綜合利用設(shè)施,減少常規(guī)能源的消耗。
3.4.3 充分利用再生能源
城鎮(zhèn)住宅小區(qū)的可再生能源利用,應(yīng)以太陽能或地?zé)崮転橹饕问???梢罁?jù)當(dāng)?shù)氐牡乩砗偷刭|(zhì)狀況,統(tǒng)一組織使用地?zé)崮茉?。在條件允許時,可在屋頂與見光墻體上加裝太陽能板,通過光電光熱建筑一體化(BIPV/T)技術(shù)[19],并結(jié)合太陽能相變儲能技術(shù),充分利用太陽能,減少對常規(guī)能源的依賴,實現(xiàn)常規(guī)能源的低使用甚至零使用。這不僅能減輕居民的負(fù)擔(dān),也有利于生態(tài)和綠色發(fā)展。
3.4.4 與自然和諧共生
住宅是人類長期停留的處所,其舒適程度及與自然的和諧程度至關(guān)重要。住宅環(huán)境的改善不僅能為人們提供健康的生態(tài)環(huán)境,也為和諧共生提供了有利的平臺和機遇,尤其是在外部環(huán)境被嚴(yán)重污染的今天。和諧共生乃自然界的生存法則,如何使住宅建筑也能像植物一樣會呼吸可調(diào)節(jié),取之于自然、回歸于自然,是我們未來住宅建筑建造及既有住宅建筑改造的愿望和夢想。
既有住宅建筑的綠色化改造實施,是一項需要多部門共同協(xié)作、長期進(jìn)行的復(fù)雜工作,應(yīng)引入全程全責(zé)理念[20]并構(gòu)建BIM平臺,全程全周期監(jiān)控改造的設(shè)計、實施與運營。
3.5.1 全程全責(zé)理念
全程全責(zé)是指以政府職能部門為主導(dǎo),結(jié)合地理地貌環(huán)境、人文社會環(huán)境、城市遠(yuǎn)期規(guī)劃定位,組織多學(xué)科、多領(lǐng)域的合作團隊,對綠色化物化的規(guī)劃、設(shè)計、實施、運營管理、拆除及后期處理等全壽命周期進(jìn)行參與管控的管理運營模式,避免二次污染和浪費(圖4)。可通過產(chǎn)業(yè)化、工業(yè)化、規(guī)?;?、標(biāo)準(zhǔn)化模式實施,但要避免抄襲,要突出個性、彰顯特色。
3.5.2 改造實施管控
良好的方案是有條件的,也具有一定的適用范圍。我國地域廣闊,地理、人文與經(jīng)濟環(huán)境等區(qū)域差異性較大,因此,應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)鼐唧w情況及遠(yuǎn)期規(guī)劃制定改造方案,對方案進(jìn)行生命周期評價(LCA),判斷其經(jīng)濟與性能的優(yōu)越程度,以及能耗高低及對環(huán)境的影響[21]。同時,在運用實驗手段、計算機模擬技術(shù)的基礎(chǔ)上,構(gòu)建BIM平臺,對全生命周期內(nèi)的信息實行數(shù)據(jù)化管理。通過可視的、可以觸摸的界面,全程管控各個環(huán)節(jié),并對后期的拆除及拆除物進(jìn)行處理和利用,確保綠色化物化改造能順利實施。
既有住宅建筑與住區(qū)的綠色化物化改造實施是一場革命,任重而道遠(yuǎn)。隨著歷史的演進(jìn)和時間的推移,舊城及既有建筑的改造將會是長期行為,必須要長遠(yuǎn)考慮、前瞻規(guī)劃,讓既有建筑、老舊住區(qū)重新煥發(fā)新的活力。細(xì)節(jié)決定成敗,要突破傳統(tǒng)理念的束縛,克服許多技術(shù)與管理上的困難,進(jìn)一步研究實施的具體細(xì)則,更加深入地研究適宜的實用技術(shù)和改造方法。通過政府政策的指導(dǎo)與支持,多學(xué)科、多領(lǐng)域團隊的通力合作,新理念新技術(shù)的綜合運用,模擬、實驗、LCA等的評價修正,以及全程全責(zé)的施工與運營管理,設(shè)計并改造出滿足居住需求,安全、舒適、低能耗(零能耗甚至負(fù)能耗),且能與自然和諧共生的綠色住宅建筑。
圖4 全程全責(zé)法示意圖