探討分析既有公共建筑綠色化改造的技術(shù)要點(diǎn)與實(shí)踐應(yīng)用

冒 進(jìn)，費(fèi)一鳴，陳春美，鄭志豐

（1.昆山樂(lè)建住房開(kāi)發(fā)有限公司，江蘇 昆山 215300；2.昆山城市建設(shè)投資發(fā)展集團(tuán)有限公司，江蘇 昆山 215300）

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要，土地成為社會(huì)需求的緊缺資源，因此城市更新、既有建筑改造成為提高土地利用率的重要措施，也逐漸成為行業(yè)內(nèi)的熱門(mén)話(huà)題。然而，我國(guó)既有建筑量大、面廣，受當(dāng)時(shí)技術(shù)水平與經(jīng)濟(jì)條件的限制，絕大部分是“非綠色”存量建筑，即存在建筑安全性下降、功能衰退、構(gòu)件老化、建筑能耗大、負(fù)荷高等問(wèn)題［1，2］。綠色化改造無(wú)疑是解決上述問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)以人為本的綠色理念的重要途徑。推進(jìn)既有建筑綠色化改造，是節(jié)約資源利用率、提高建筑節(jié)能以及安全性、舒適性，進(jìn)一步節(jié)能減排的重要途徑和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

針對(duì)既有建筑綠色化改造的相關(guān)探索，建筑行業(yè)內(nèi)眾多專(zhuān)家、學(xué)者開(kāi)展了相關(guān)研究。孟沖對(duì) 2008 年初起到 2013 年末獲得標(biāo)識(shí)的 31 個(gè)既有建筑綠色化改造項(xiàng)目進(jìn)行了分析探討，深度剖析了既有建筑綠色化改造的發(fā)展?fàn)顩r，為今后的工作指明了方向［3］。王清勤等通過(guò)總結(jié)近 20 年我國(guó)既有建筑改造關(guān)鍵技術(shù)研究與現(xiàn)狀，調(diào)研既有建筑綠色改造工程中改造技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐情況，統(tǒng)計(jì)分析了相關(guān)成果和效益，為后期研究提供了很好的研究依據(jù)［4］。李鵬魁等以上海某三星級(jí)綠色公共建筑運(yùn)行優(yōu)化案例實(shí)踐，用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表明了綠色化改造后該項(xiàng)目在全年單位面積總能耗比同類(lèi)型建筑先進(jìn)用能指標(biāo)降低 13.64 %，驗(yàn)證了綠色化改造的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益［5］。

本文結(jié)合夏熱冬冷地區(qū)環(huán)境和昆山某既有公共建筑目前現(xiàn)狀，根據(jù)江蘇省綠色發(fā)展條例及既改綠色建筑相關(guān)規(guī)范要求，以減少建筑能源消耗、改善建筑室內(nèi)環(huán)境、提升建筑節(jié)能、整體安全性和功能性為質(zhì)量目標(biāo)，從設(shè)計(jì)理念、改造技術(shù)及后期運(yùn)行管理及效益等方面深度剖析、總結(jié)，提出了適宜性綠色化改造技術(shù)方案，分析了綠色化改造后的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，為今后類(lèi)似項(xiàng)目的綠色化改造提供了可落地的技術(shù)參考。

1 項(xiàng)目概況

該項(xiàng)目位于昆山市，總建筑面積 680 m2，總占地面積 1 554 m2，建筑高度 7.1 m，建成后“巧而精致”，成為昆山市集既有建筑綠色化改造、海綿城市公園、智慧建筑等綠色技術(shù)應(yīng)用點(diǎn)示范工程，同時(shí)也將成為昆山市道德文化參觀展示、志愿服務(wù)活動(dòng)及“紅色之旅”黨員活動(dòng)實(shí)踐教育基地。

2 設(shè)計(jì)理念

原建筑于 2003 年展開(kāi)設(shè)計(jì)，始建于 2004 年，作為休憩茶室功能運(yùn)營(yíng)，如圖 1 所示。改造前項(xiàng)目處于空置狀態(tài)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)無(wú)內(nèi)外節(jié)能保溫，且窗、空調(diào)設(shè)備、室外景觀綠化、海綿系統(tǒng)等都不滿(mǎn)足現(xiàn)階段綠色建筑及節(jié)能技術(shù)要求。本著“傳承道德文化·融合綠色發(fā)展”的設(shè)計(jì)理念，通過(guò)“針灸”療法的方式，從點(diǎn)到面對(duì)建筑立面、室內(nèi)布展以及室外配套綠化等進(jìn)行改造。目前，該項(xiàng)目通過(guò)綠色化改造已取得三星級(jí)綠色建筑設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)標(biāo)識(shí)等榮譽(yù)獎(jiǎng)項(xiàng)。

圖1 改造前實(shí)景圖

3 綠色化改造技術(shù)亮點(diǎn)

本次改造通過(guò)“針灸”療法的方式，以點(diǎn)帶面，既融合綠色建筑理念對(duì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)加固、整體建筑節(jié)能、景觀綠化等進(jìn)行改造，又保留了原有建筑巧而精致的江南風(fēng)格，如圖 2 所示。為確保建筑安全性，加固前后分別對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的安全性進(jìn)行鑒定，確保安全、耐久。

圖2 改造后實(shí)景圖

3.1 外圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能改造

原建筑始建于 2004 年，無(wú)內(nèi)外保溫設(shè)計(jì)等，圍護(hù)結(jié)構(gòu)整體保溫性能差，大部分區(qū)域出現(xiàn)了發(fā)霉、開(kāi)裂、結(jié)露等現(xiàn)象，如圖 3、圖 4 所示。本次外圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能改造包含外墻保溫、屋面保溫、樓地面保溫隔聲、窗和幕墻等系統(tǒng)改造，改造后總體節(jié)能率達(dá)到 65 %，如表 1 所示。其中圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫采用無(wú)機(jī)保溫膏料內(nèi)保溫系統(tǒng)，在有效避免外墻面開(kāi)裂、空鼓和脫落隱患的同時(shí)，進(jìn)一步提高了建筑節(jié)能，真正體現(xiàn)了綠色建筑理念。

表1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能改造技術(shù)措施表

圖3 改造前內(nèi)墻面發(fā)霉

圖4 改造前屋面內(nèi)側(cè)滲水、發(fā)霉

3.2 采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造

暖通空調(diào)系統(tǒng)占建筑耗能比例最大，原空調(diào)系統(tǒng)為 VRV 多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)，但設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)差，使用效率低、能耗大。改造后，采用變冷媒流量多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)和新風(fēng)全熱交換器，經(jīng)過(guò)測(cè)算能耗降低達(dá)到 30 % 以上，空氣熱濕環(huán)境評(píng)價(jià)等級(jí)達(dá)到 GB/T 50785－2012《民用建筑室內(nèi)熱濕環(huán)境評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》中二級(jí)以上，滿(mǎn)足節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 供配電與照明系統(tǒng)節(jié)能改造

供配電與照明系統(tǒng)全部采用 LED 節(jié)能照明燈具，公共部位照明采用分區(qū)、分組控制，并有自動(dòng)降低照度功能，運(yùn)行后便于統(tǒng)一管理，降低能耗。

3.4 可再生能源

本項(xiàng)目可再生能源采用太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)和太陽(yáng)能路燈，如圖 5 所示。

圖5 太陽(yáng)能光伏路燈

3.5 融入海綿設(shè)計(jì)理念 打造海綿城市公園

本項(xiàng)目位于公園內(nèi)，綠化環(huán)境優(yōu)美，改造結(jié)合海綿設(shè)計(jì)理念，增設(shè)植草淺溝、下凹式綠地、透水鋪裝、雨水回收池等海綿措施，綠地率達(dá) 65 %。其中室外場(chǎng)地采用透水鋪裝，占全部硬質(zhì)鋪裝的 30 %，如圖 6 所示。此外，對(duì)公園的部分排水系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，力求實(shí)現(xiàn)年徑流總量控制率大于 75 %，面源污染削減率大于 55 %，其中新建的雨水循環(huán)利用系統(tǒng)，通過(guò)地下海綿蓄水池經(jīng)過(guò)提升泵排至道路周邊綠化構(gòu)筑物，并流至景觀水池，最終再由提升泵站從景觀水池排至地下海綿蓄水池，回收利用的雨水繼續(xù)用于公園內(nèi)綠化灌溉，真正實(shí)現(xiàn)了雨水循環(huán)再利用理念。

圖6 透水鋪裝

3.6 融入智慧理念 打造智慧建筑

本項(xiàng)目采用的建筑智能化系統(tǒng)，除一般建筑模塊外，還包括能耗分項(xiàng)計(jì)量系統(tǒng)、設(shè)備控制系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)與展示系統(tǒng)等。其中，通過(guò)安裝空氣質(zhì)量傳感器對(duì)室內(nèi) CO2濃度等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并與新風(fēng)機(jī)聯(lián)動(dòng)。此外，運(yùn)行后通過(guò)大屏展示室內(nèi)、外環(huán)境監(jiān)測(cè)以及設(shè)備能耗運(yùn)行數(shù)據(jù)及狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了智慧展示。

4 項(xiàng)目運(yùn)行期建筑運(yùn)行效益

4.1 綠色運(yùn)行管理制度

項(xiàng)目設(shè)有通過(guò) ISO 14001 環(huán)境管理體系認(rèn)證的專(zhuān)業(yè)物業(yè)管理機(jī)構(gòu)對(duì)建筑進(jìn)行全程管理。物業(yè)管理機(jī)構(gòu)根據(jù)建筑使用功能、運(yùn)行特點(diǎn)以及所處環(huán)境，制定了降低建筑運(yùn)行能耗、節(jié)約水資源和材料資源以及景觀綠化等方面的綠色管理制度，形成詳細(xì)的運(yùn)行記錄。同時(shí)物業(yè)管理公司總部亦定期對(duì)項(xiàng)目運(yùn)行管理人員進(jìn)行專(zhuān)業(yè)技術(shù)培訓(xùn)。

4.2 社會(huì)效益分析

該項(xiàng)目貫徹落實(shí)綠色建筑、智慧建筑、海綿城市建設(shè)理念，在改造實(shí)施過(guò)程中，在保障結(jié)構(gòu)安全性的前提下，集成應(yīng)用了綠色建筑、海綿城市、智慧 BIM 等綠色技術(shù)，一方面有效地解決了園內(nèi)“看海”現(xiàn)象，另一方面提高了既有建筑品質(zhì)，起到了示范引領(lǐng)作用。建成后該項(xiàng)目將作為昆山市既改綠色建筑、海綿城市等教育、學(xué)習(xí)、體驗(yàn)和展示中心，如圖 7 所示。

圖7 改造后室內(nèi)布展

4.3 環(huán)境效益分析

本項(xiàng)目通過(guò)綠色化改造，綜合運(yùn)用既有建筑改造和利用、可再生能源應(yīng)用、高效設(shè)備系統(tǒng)、節(jié)能燈具和節(jié)水器具、智能建筑控制、節(jié)水灌溉系統(tǒng)、雨水回收利用、海綿城市建設(shè)等綠色、節(jié)能、低碳技術(shù)，降低了建筑運(yùn)行能耗、有效改善了室內(nèi)外運(yùn)行環(huán)境質(zhì)量。

5 結(jié)論

本文通過(guò)實(shí)踐案例，從設(shè)計(jì)、改造技術(shù)點(diǎn)及后期運(yùn)行管理和效益等方面探討分析，給出了綠色化改造可落地、可借鑒的技術(shù)參考，并結(jié)合改造后的社會(huì)效益和環(huán)境效益闡明了綠色化改造的意義和重要性。主要結(jié)論如下。

1）為更好地貫徹落實(shí)綠色建筑發(fā)展理念，該項(xiàng)目在設(shè)計(jì)階段融入綠色建筑、智慧建筑、海綿城市設(shè)計(jì)等理念。

2）該項(xiàng)目按照既有建筑綠色化改造實(shí)施，涵蓋了結(jié)構(gòu)拆除與加固、圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造、暖通空調(diào)系統(tǒng)改造、給排水系統(tǒng)改造、供配電系統(tǒng)改造、智能化系統(tǒng)改造、室外景觀等。

3）該項(xiàng)目在施工階段，嚴(yán)格按照綠色施工方案執(zhí)行，同時(shí)通過(guò)送檢、現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)抽檢等措施，進(jìn)一步強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)材料管控，實(shí)現(xiàn)綠色建材應(yīng)用。

4）該項(xiàng)目運(yùn)行管理階段設(shè)有通過(guò) ISO 14001 環(huán)境管理體系認(rèn)證的專(zhuān)業(yè)物業(yè)管理機(jī)構(gòu)。對(duì)建筑使用功能、運(yùn)行特點(diǎn)以及所處環(huán)境等制定詳細(xì)的綠色管理制度，形成詳細(xì)的運(yùn)行記錄。