青島近現(xiàn)代傳統(tǒng)風貌建筑外窗修繕改造研究

文／方 穎 青島理工大學建筑與城鄉(xiāng)規(guī)劃學院 碩士研究生

程 然 青島理工大學建筑與城鄉(xiāng)規(guī)劃學院 副教授（通訊作者）

劉雪影 青島理工大學建筑與城鄉(xiāng)規(guī)劃學院 碩士研究生

引言

傳統(tǒng)風貌建筑是展示城市風貌的窗口，對傳承城市文脈有著重要的意義。青島作為國家歷史文化名城，有許多獨具特色的傳統(tǒng)風貌建筑。里院作為青島特色歷史建筑，在青島地區(qū)存量較大。由于建設(shè)年代較為久遠、建造的技術(shù)與材料相對落后等問題，導致現(xiàn)有的這些里院建筑能耗較高，建筑室內(nèi)舒適性不能滿足現(xiàn)今的使用需求[1]。隨著時代的發(fā)展，亟須對其進行改造再利用，使這些傳統(tǒng)風貌建筑重新參與到現(xiàn)代城市生活中去。

外窗作為建筑的重要組成部分，是歷史性建筑的價值構(gòu)成要素，能較好地體現(xiàn)傳統(tǒng)建筑的風貌特征，國內(nèi)有相關(guān)學者對歷史性外窗的修復修繕做了研究，然而研究的重點在于恢復與保存歷史性外窗的風貌與歷史價值。國內(nèi)興起的對既有建筑的節(jié)能改造，研究對象更多集中在現(xiàn)代建筑及居住建筑，對傳統(tǒng)風貌建筑的節(jié)能改造關(guān)注較少。我國的傳統(tǒng)風貌建筑存量較大，對傳統(tǒng)風貌建筑的節(jié)能改造研究具有現(xiàn)實意義。

傳統(tǒng)建筑外窗由于材料的限制，與墻體、屋面相比熱阻較小，是建筑保溫隔熱的薄弱環(huán)節(jié)[2]。傳統(tǒng)風貌建筑具有不同于現(xiàn)代建筑的構(gòu)造做法，由于傳統(tǒng)風貌建筑的修繕改造已有一些保護原則與做法，因此，對傳統(tǒng)風貌建筑外窗的修繕改造，應立足于對建筑的歷史價值要素的保護與節(jié)能效益的平衡，確立適宜的外窗修繕改造技術(shù)。

1 四方路歷史街區(qū)里院外窗現(xiàn)狀分析

1.1 街區(qū)概況

四方路歷史文化街區(qū)位于青島老城區(qū)，主要形成于德占時期。四方路歷史街區(qū)是現(xiàn)今保存較為完整的里院街區(qū)，主要為風格、建造方式相仿的里院建筑群，具有重要的歷史價值[3]。這里的里院多為20 世紀二三十年代建造，糅合了德式、日式風格的建筑[4]。里院建筑多為磚木結(jié)構(gòu)，建筑外墻為黏土磚砌體墻，木框架門窗，窗戶為平開窗。四方路歷史街區(qū)建筑外立面造型簡潔，門窗排布整齊，同時門窗作為立面的主要構(gòu)圖要素，風格統(tǒng)一。

1.2 里院外窗保存現(xiàn)狀調(diào)研

經(jīng)歷了近百年的歲月侵襲，四方路片區(qū)的里院建筑日漸破敗。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn)，四方路里院建筑的外窗損毀程度不一。近些年由使用者自行對里院進行的改造并未遵循傳統(tǒng)風貌建筑保護的相關(guān)規(guī)定，原有外窗被隨意替換拆除，在使用過程中也并未對建筑進行節(jié)能改造，建筑的節(jié)能性差，室內(nèi)舒適性不高。通過對四方路歷史街區(qū)里院外窗進行調(diào)研及評估，可以發(fā)現(xiàn)四方路里院建筑的外窗存在以下幾種現(xiàn)狀：（1）外立面窗洞在歷史改造過程中被使用者自行封堵，原有木窗不存；（2）建筑原始木窗被替換為單層玻璃塑鋼窗，原有木窗不存，窗戶的保溫性能較差；（3）建筑在原有破損木窗外側(cè)加一道塑鋼窗；（4）外窗木窗框破損變形，玻璃缺失，木質(zhì)框架腐朽殘損，油漆風化剝落；（5）木窗框有輕微破損，其余部件保存較為完好，工藝精美，體現(xiàn)了歷史價值要素（圖1）。

圖1 四方路街區(qū)長記里外窗保存現(xiàn)狀（圖片來源：作者自攝）

1.3 四方路里院外窗改造現(xiàn)狀

四方路歷史街區(qū)部分里院建筑已進行了外立面改造工程，包括對外窗的修繕改造。通過對四方路里院已完成的立面改造的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，為簡化施工，已有的這些外窗改造統(tǒng)一采取了整窗替換的方法，將原有的具有歷史價值的木質(zhì)窗全部替換為新的窗戶。

替換的窗戶可以分為兩種類型：（1）鋁合金窗，其中包括單層和雙層鋁合金窗，以四方路歷史街區(qū)的廣興里為例，建筑外窗采用了雙層鋁合金窗戶，具有較好的保溫性能，然而鋁合金窗框失去原有木窗的紋理及屬性，對建筑的傳統(tǒng)風貌造成破壞；（2）木質(zhì)窗，例如海泊路37 號的外窗改造，原有殘損的木窗全部替換為新的木質(zhì)窗，使用木窗框涂刷綠漆，還原了原有的建造技術(shù)及樣式，風貌有所保留，然而未考慮采取節(jié)能措施，導致建筑在后期的再利用中能耗較大。

四方路歷史街區(qū)已完成的外窗改造不是建立在對歷史留存現(xiàn)狀的分析、選擇適合的改造方式上，而是簡單地采取了整窗替換的方式，未能很好地保護建筑的歷史風貌，同時也未能考慮到在建筑再利用中的節(jié)能效益。

2 里院建筑改造原則

傳統(tǒng)風貌建筑的修復改造需要遵循一定的原則，區(qū)別于現(xiàn)代的、非歷史性建筑的節(jié)能改造，對傳統(tǒng)風貌建筑的改造需要考慮保護建筑的結(jié)構(gòu)及視覺特征，同時也需要考慮如何識別和保留建筑“固有的節(jié)能特征”[5]。根據(jù)《青島歷史文化名城保護規(guī)劃》及《青島市歷史建筑保護與管理辦法》的規(guī)定，應對歷史文化街區(qū)內(nèi)的傳統(tǒng)風貌建筑予以審查并按要求進行保護和修繕，“里院類傳統(tǒng)風貌建筑保護等級以重點保護和一般保護為主”。對于四方路歷史街區(qū)的建筑價值及保存現(xiàn)狀進行評估，判斷建筑的歷史價值及保護等級，在控制歷史價值要素及建筑風貌的前提下，可對其進行一定程度的修繕與改造。同時，針對建筑不同的保存現(xiàn)狀進行層級劃分，采取相應的保護改造方法。

3 四方路里院外窗修繕及節(jié)能改造措施

青島的氣候四季分明，夏季短暫且無酷暑，冬季漫長且嚴寒[6]。因此，針對青島里院建筑外窗節(jié)能改造，重點是改善其冬季保溫性能。

盡管開窗大小與形狀對建筑能耗有較大的影響，然而改變窗戶大小與形狀會對建筑外立面造成較大的破壞，因此針對四方路歷史街區(qū)傳統(tǒng)風貌建筑外窗的修復及節(jié)能改造方案，需在現(xiàn)有窗洞的基礎(chǔ)上對窗戶的材質(zhì)及構(gòu)造做法進行優(yōu)化改造，阻斷窗框熱橋，增加玻璃隔熱性能及提高窗戶的氣密性[7]，從而達到節(jié)能的效果。通過對四方路里院建筑外窗的歷史價值、保留現(xiàn)狀及問題進行分析，結(jié)合改造原則，確立了外窗的修繕節(jié)能改造措施。根據(jù)歷史性外窗不同的保留現(xiàn)狀，可以將外窗的節(jié)能改造分為以下三個方面。

3.1 保留與修復

與金屬材料相比，木材具有較低的導熱系數(shù)，木窗的保溫性能優(yōu)于普通的金屬窗。同時，原始木窗具有不可替代的歷史價值，因此，對于原制式窗結(jié)構(gòu)保存較好的木窗進行保留。木窗在使用過程中，木材會出現(xiàn)裂縫，從而彎曲變形，若置之不理，不僅木窗會出現(xiàn)不可逆的損傷，同時會產(chǎn)生冷風滲透的現(xiàn)象，影響保溫性能。

針對木框架腐朽開裂、彎曲變形的部分進行替換，替換的木材選用與原有木材相同的材質(zhì)。木窗框表面風化嚴重的木漆，采用打磨、拋光的方法，并重新上漆[8]。木漆的顏色對外立面風貌有重要影響，修復的油漆顏色應參考原有木漆顏色，盡量做到協(xié)調(diào)統(tǒng)一。原有木窗通過卡釘固定玻璃，并用水泥覆蓋密封。受風雨侵蝕，水泥逐漸風化脫落，玻璃與木窗框之間產(chǎn)生縫隙。對此，將原有水泥清除，去掉卡釘，使用密封膠固定玻璃。在邊框與墻體之間粘貼可撕密封條（圖2）。已有的研究證明，增加密封膠及在窗框間貼密封條這一系列的修復手段能顯著改善窗戶的氣密性，減少冬季冷空氣的滲透，從而達到節(jié)能的效果[9]。

圖2 外窗節(jié)點節(jié)能改造簡圖（圖片來源：作者自繪）

在窗與墻的交接處，通過最小化熱橋以實現(xiàn)節(jié)能。盡管木材的熱阻比金屬、混凝土高，但仍比絕緣材料低得多。為減小對外立面的影響，歷史性建筑外墻保溫采用內(nèi)保溫的方式，除窗下側(cè)受木窗臺板限制之外，其他三側(cè)的內(nèi)保溫材料可銜接到窗框處，盡可能減小熱橋，從而減少熱損失（圖2）。

3.2 部分保留

對于部分木窗框尚存、窗框結(jié)構(gòu)完好而玻璃遭到損壞的外窗而言，由于破損的玻璃無法修復，需要進行替換，才能保證木窗的功能性及整體性。可以將破損的玻璃替換為雙層中空低輻射（Low-E）鍍膜玻璃，青島地區(qū)適宜采用高透型雙層中空Low-E 玻璃，具有良好的保溫效應，既能在冬季減少熱損失，又不會對采光造成影響，增加照明能耗，能實現(xiàn)良好的節(jié)能效益[10]。對留存的木窗框進行修復及保留，以最大程度保存原有建筑風貌。

3.3 整窗替換

針對原始木窗不存、已經(jīng)替換為單層玻璃塑鋼窗的外窗，經(jīng)過考究與評估已經(jīng)不具備歷史價值，同時保溫性能較差，可以替換為保溫性能較好的木包鋁合金窗[11]。雖然整窗替換會對其立面本體價值造成一定的影響，但可以通過對里院建筑的歷史圖紙進行溯源及對照遺留下來的保存較好的里院木窗，對木包鋁合金窗的開啟方式、窗格配置等樣式參照原有里院外窗的樣式進行復原，同時結(jié)合原有里院外窗的批水板構(gòu)造做法，能起到防止雨水滲透及污染墻面的效果。目前已有較為成熟的木包鋁合金窗的技術(shù)，玻璃采用低輻射（Low-E）鍍膜玻璃，鋁合金窗框采用斷橋構(gòu)造，減小導熱性，整體窗戶具有良好的保溫性能。鋁合金外包的木材宜選用與原始木窗框相同或相似的材質(zhì)，同時復原原有的色彩，以減小對外立面風貌的影響（圖3）。

圖3 體現(xiàn)里院傳統(tǒng)樣式的木包鋁合金窗示意圖（圖片來源：作者自繪）

結(jié)語

傳統(tǒng)風貌建筑外窗的修繕改造，應針對建筑外窗現(xiàn)狀及歷史價值進行分析評估，結(jié)合建筑的風貌保護要求及節(jié)能要求，得出適宜的修繕節(jié)能改造方案?；趥鹘y(tǒng)建筑風貌保護的外窗修繕節(jié)能改造，不但能提高傳統(tǒng)風貌建筑使用的舒適性，還能降低建筑的能耗。針對青島四方路歷史街區(qū)外窗提出的一系列修繕節(jié)能改造措施，能有效地保護四方路里院的建筑形態(tài)，使建筑得到更好的再利用，同時節(jié)約能源，并且能為未來青島里院建筑外窗的改造提供一些思路。