北京建筑大學(xué)  馮碩 李德英

       【摘  要】我國的舊工業(yè)建筑具有非常珍貴的歷史價值、藝術(shù)價值和技術(shù)價值。隨著我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的逐漸變化和不斷發(fā)展，大量的舊工業(yè)建筑需要進(jìn)行改造更新，以避免其閑置造成資源浪費。但是傳統(tǒng)的改造技術(shù)已經(jīng)不能滿足社會發(fā)展的需求，因此，需要一些新的技術(shù)力量，如在現(xiàn)階段大力倡導(dǎo)在生態(tài)環(huán)保的情況下可以采用綠色節(jié)能技術(shù)來進(jìn)行舊工業(yè)建筑的改造更新。本文通過對綠色節(jié)能技術(shù)和舊工業(yè)建筑改造的必要性進(jìn)行簡要分析，以探討綠色節(jié)能技術(shù)在舊工業(yè)建筑改造中的應(yīng)用。

       【關(guān)鍵詞】建筑改造；綠色節(jié)能；舊工業(yè)建筑  

0 前言

       隨著城市更新中產(chǎn)業(yè)布局的調(diào)整和城市多元功能模塊升級的需求，必然出現(xiàn)工廠外遷和廠房閑置現(xiàn)象，導(dǎo)致城市中大批廢棄的工業(yè)建筑出現(xiàn)。在城市功能不斷提升和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性發(fā)展的要求下，對這批能耗巨大的廢舊工業(yè)建筑進(jìn)行綠色節(jié)能改造，通過技術(shù)手段減少能源消耗，提高能源使用率，滿足建筑節(jié)能的需求，對我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的可持續(xù)性有著非常積極的意義。

1 綠色節(jié)能技術(shù)的概況

       20世紀(jì)60年代，美籍意大利建筑師保羅·索勒瑞首次將生態(tài)與建筑合稱為生態(tài)建筑，即綠色建筑^[1]。綠色建筑就是在建筑的全壽命周期內(nèi)，最大限度地節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境和減少污染，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^[2]。

       為了減少對環(huán)境的污染，綠色建筑已經(jīng)成為建筑業(yè)發(fā)展的必然趨勢，舊工業(yè)建筑改造也應(yīng)采取綠色改造的方式。與推倒重建相比，舊工業(yè)建筑改造再利用可減少建筑垃圾的產(chǎn)生和不可降解的建筑材料對環(huán)境的污染。

       針對建筑運行能耗的來源和組成，把建筑綠色節(jié)能技術(shù)分為兩類:建筑本體綠色節(jié)能技術(shù)和建筑設(shè)備綠色節(jié)能技術(shù)。其中建筑本體綠色節(jié)能技術(shù)包括圍護(hù)結(jié)構(gòu)的綠色節(jié)能技術(shù)和建筑空間設(shè)計的綠色節(jié)能技術(shù)；建筑設(shè)備綠色節(jié)能技術(shù)包括建筑能源設(shè)備系統(tǒng)綠色節(jié)能技術(shù)、建筑環(huán)境控制系統(tǒng)綠色節(jié)能技術(shù)和可再生能源利用技術(shù)^[3]。

2 舊工業(yè)建筑改造存在的問題及綠色改造的必要性

       2.1 舊工業(yè)建筑綠色節(jié)能改造存在的問題分析

       我國的舊工業(yè)建筑改造的技術(shù)含量低，改造往往是對內(nèi)部空間重新組合劃分或者只局限于局部構(gòu)件的替換和外立面的改造，通常忽略改造過程中的環(huán)境因素。大部分的舊工業(yè)建筑經(jīng)常為了使用功能以及保證自然采光的需求，往往門窗洞口的尺寸大，這導(dǎo)致了墻體的保溫隔熱性能差。廠房結(jié)構(gòu)的空間體量大且層高也偏高，一般單層的重工業(yè)廠房層高在10m以上，而且需要綜合考慮吊車類型、吊車尺寸和吊物的尺寸等方面的要素^[4]。這種大空間結(jié)構(gòu)和較高的層高極大的影響了建筑的保溫性能，屋頂結(jié)構(gòu)和設(shè)置天窗對保溫隔熱性能也有副作用。在舊工業(yè)建筑的改造方面，應(yīng)用什么樣的綠色節(jié)能改造技術(shù)以及如何對改造后的舊工業(yè)建筑進(jìn)行綠色評價，選用什么樣的評價指標(biāo)體系，對于這樣的問題，我國在舊工業(yè)建筑改造這方面沒有進(jìn)行過系統(tǒng)的研究，都缺乏系統(tǒng)性的分析和整體性的分析。在技術(shù)的選擇、評價指標(biāo)體系、評價標(biāo)準(zhǔn)及評價方法等方面都存在問題需要我們?nèi)ソ鉀Q。

       我國舊工業(yè)建筑綠色節(jié)能改造是一項復(fù)雜而龐大的系統(tǒng)工程，在進(jìn)行舊工業(yè)建筑綠色節(jié)能改造工作的時候，要時刻警惕將改造的綠色節(jié)能工作表面化、簡單化、標(biāo)簽化，謹(jǐn)防出現(xiàn)高投入、低收益的情況。我們應(yīng)該重點發(fā)展可推廣、低成本、高效益的舊工業(yè)建筑綠色節(jié)能改造技術(shù)。

       2.2 舊工業(yè)建筑改造的必要性

       （1）能源危機(jī)的出現(xiàn)。進(jìn)入20世紀(jì)以來，我國的能源消耗所引起的環(huán)境惡化越來越影響人們的生活，能源危機(jī)已經(jīng)變成經(jīng)濟(jì)運行的絆腳石，影響我國的經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，所以我們應(yīng)該降低能源的消耗來改善環(huán)境。據(jù)統(tǒng)計，我國建筑耗能量占社會總耗能的 27.6%，建筑能耗量巨大^[5]，且隨著生活水平的不斷提高和城市進(jìn)程的加快，總能耗中的建筑能耗所占的比重越來越大。雖然在1996年我國公布了民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，這使得建筑能耗狀況有所改善，但是與西方發(fā)達(dá)國家相比較，我國在建筑技術(shù)和材料制造方面都有很大的差距^[6]。而且我國在建國之后大力發(fā)展第二產(chǎn)業(yè)，這個時期所產(chǎn)生的工業(yè)建筑基本上都沒有采取有效的節(jié)能措施^[7]。

       （2）地理位置優(yōu)越，負(fù)荷能力較強(qiáng)。 我國的舊工業(yè)建筑由于歷史緣故，在城市擴(kuò)建后，其所處的地理位置價值在不斷提升，到如今許多的舊工業(yè)建筑都 位于城市的中心地帶，這里寸土寸金，而且交通便利^[8]。同時，一般舊工業(yè)建筑在電力設(shè)施及給排水設(shè)施上都有較強(qiáng)的負(fù)荷能力，若是對其進(jìn)行拆除，則顯得非常浪費；而若是直接加以改造利用，則可以節(jié)省許多資源，避免重新添置這些設(shè)施而另外花費巨額的資金。

       （3）減少資源的損耗?？梢猿掷m(xù)利用的能源資源就是可再生能源，可再生能源包括太陽能、地緣熱、風(fēng)能等等，使用這些能源要求技術(shù)的可操作性強(qiáng)，我們應(yīng)該減少碳的排放量充分利用這些無污染且可再生的能源，實現(xiàn)資源循環(huán)利用、減少能源消耗是舊工業(yè)建筑綠色節(jié)能改造的重要手段之一。而且應(yīng)該盡可能利用舊工業(yè)建筑原有的結(jié)構(gòu)和材料，來保證材料資源達(dá)到最大使用率。

       （4）體現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。在對舊工業(yè)建筑進(jìn)行改造的同時，需要體現(xiàn)出適應(yīng)所在地域環(huán)境與保護(hù)環(huán)境的態(tài)度[9]。根據(jù)不同環(huán)境特點，進(jìn)行適應(yīng)性改造，盡量減少改造對環(huán)境所施加的影響，盡可能利用可再生能源來減少資源的損耗，控制溫室氣體的排放，使改造對環(huán)境的影響程度盡可能最低。將改造與環(huán)境融合在一起，達(dá)到舊工業(yè)建筑與環(huán)境和諧共生的目的。

3 綠色節(jié)能技術(shù)在改造中的應(yīng)用

       現(xiàn)階段，我國的建筑節(jié)能仍然只停留在民用建筑上，而且近些年我國出臺的關(guān)于建筑節(jié)能的法律法規(guī)也大多是針對民用建筑而制定的。由此可以看出，我國許多城市中殘存的舊工業(yè)建筑在節(jié)能方面還遠(yuǎn)沒有達(dá)到民用建筑的使用要求，需要利用綠色節(jié)能技術(shù)對其進(jìn)行改造。 

       3.1 屋面節(jié)能改造 

       在舊工業(yè)建筑中，屋面能耗占總建筑能耗的8%～10%，因此，對屋面的改造非常重要。一般情況下，舊工業(yè)建筑的屋面改造主要有平改坡、屋頂綠化及平屋面加保溫層三種方法，通過對這三種改造方法的綜合比較和考慮，在舊工業(yè)建筑的屋面改造中，應(yīng)選擇平屋面加保溫層的改造方法，可以通過在屋面加設(shè)一層輕質(zhì)高效的保溫層來改善其保溫和隔熱性能，而且也可以利用其廠房高的特點對室內(nèi)的吊頂進(jìn)行處理，使之形成一個空氣夾層，利用空氣夾層中儲存的空氣來起到保溫和隔熱的作用。 

       3.2 墻體節(jié)能改造 

       我國許多舊工業(yè)建筑的墻體一般都是240mm厚的實心黏土磚墻體，這種結(jié)構(gòu)的墻體造型簡潔，根據(jù)其裸露在外的墻體部分可以看出，舊工業(yè)建筑的墻體沒有設(shè)置保溫層，而僅僅只依靠墻體的厚度是不能真正起到保溫隔熱的作用。對舊工業(yè)建筑的墻體結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，就要在墻體外添加一層保溫層，以此來提高其保溫隔熱性能。通常添加的保溫層材料都是EPS板，墻體經(jīng)改造后，其傳熱系統(tǒng)得到了降低，而熱惰性則獲得了提高，對于墻體結(jié)構(gòu)起到了很好的保溫隔熱功效。

       3.3 門窗節(jié)能改造 

       在舊工業(yè)建筑中，門窗的材料大多是鋼框單層玻璃，其面積就占據(jù)整個建筑外圍面積的1/3，能耗也占據(jù)了總建筑能耗的2/3，在傳熱的過程中還會損失1/3 的能耗，而且為了滿足當(dāng)時的生產(chǎn)需要和采光需求，門窗通常都比較大。在對舊工業(yè)建筑的門窗結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造時，首先，改造門窗的大小，在能夠滿足采光、日照及通風(fēng)需求的前提下，盡可能地縮小門窗面積；其次，提高窗的密封性，盡量避免空氣對流而傳遞熱量，在門窗縫中可增設(shè)密閉條以提高門窗結(jié)構(gòu)的密封性； 最后，替換門窗的材料，可以將其替換成新型的隔熱斷橋型的節(jié)能保溫門窗，如塑鋼門窗等，這不僅可以提高舊工業(yè)建筑門窗結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能，而且在改造上的經(jīng)濟(jì)成本也較低，可以實現(xiàn)更高的經(jīng)濟(jì)效益。

       3.4 節(jié)地改造 

       我國城市化的發(fā)展進(jìn)程越來越快，帶來的結(jié)果就是城市用地非常緊張，相應(yīng)的耕地面積在逐年減少，因此節(jié)約土地、提高其使用率迫在眉捷。在舊工業(yè)建筑進(jìn)行改造的過程中，對土地的改造利用也是一種節(jié)約土地資源的表現(xiàn)。首先，可采用垂直綠化的方式進(jìn)行土地改造，將地面綠化轉(zhuǎn)移到屋面或墻面上，有效節(jié)約土地使用面積，而且也提高了綠化效果和觀賞價值，同時通過屋面和墻面綠化，可以 對舊工業(yè)建筑建立一道保溫隔熱的防護(hù)帶，從而起到有效保溫隔熱的作用；其次，將綠化帶的建設(shè)與活動場地與停車場地相結(jié)合，通過設(shè)置立體綠化或停車場綠化來提高舊工業(yè)建筑的整體綠化效果，同時又不占用更多的面積，有效節(jié)約了土地資源。 

       3.5 節(jié)水改造 

       我國是一個水資源嚴(yán)重短缺的國家，因此，在舊工業(yè)建筑改造工程中應(yīng)節(jié)約用水，對排出的廢水可回收再利用或充分利用雨水等節(jié)能技術(shù)。 首先，盡量減少用水。節(jié)約用水并不是不用水，不是以降低生活質(zhì)量為代價，而在改造工程中通過將舊廠房中原有的用水設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的修復(fù)完善，或者將其改造成節(jié)水型衛(wèi)生器具或節(jié)水設(shè)備，以達(dá)到節(jié)約用水的目的；其次，對排出的廢水要回收再利用，在改造時應(yīng)充分考慮其原有的給排水系統(tǒng)，將其有效利用起來形成廢水回收，再通過相關(guān)設(shè)備的凈化功能將廢水凈化后再次利用，如可將回收的廢水用于沖馬桶或綠化帶澆水等；最后，可對雨水、雪水進(jìn)行回收利用，將建筑的屋面及地面的雨水、雪水等進(jìn)行收集與凈化后將其儲存，日后進(jìn)行利用，作為綠化用水、景觀用水等； 同時，在改造地面時，可采用新型的透水材料，使雨水能夠迅速滲入到地下土壤中，以便對植物形成灌溉作用，或者滲入到地下形成地下水，以保持土壤的濕度，有效改善地面植物和微生物的生存環(huán)境^[10]。 

       3.6 節(jié)材改造 

       在綠色節(jié)能技術(shù)中，節(jié)材也是非常重要的組成部分。首先，改造中要盡可能選擇新型節(jié)能的建筑材料，同時還要最大程度地降低材料浪費，在施工場地還要盡量減少垃圾的產(chǎn)生；其次，在改造時要有明確的市場和確切需求的客戶人群，不能出現(xiàn)因改造不符合業(yè)主需要而重新改造的情況，避免再次改造而造成資源、材料浪費的現(xiàn)象發(fā)生；再次，在改造時，對拆卸下來的邊角料、相關(guān)細(xì)小構(gòu)件及原有機(jī)械設(shè)備等，可集中回收再利用，這些構(gòu)件或設(shè)備都是舊工業(yè)建筑曾經(jīng)歷史的見證，可將其利用做成展品或某些裝飾品擺件等進(jìn)行展示，讓其成為人們眼中的美好回憶。如內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)在改 造舊工業(yè)建筑時，就將原有廠房內(nèi)的門窗設(shè)備等拆卸下來再使用，而且還保留了原有廠房內(nèi)的機(jī)械設(shè)備，在上面安裝一塊木板即可當(dāng)作茶桌、座位或者是作品的展示臺，這種變廢為寶、回收再利用，既體現(xiàn)了內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)濃重的文化氛圍，同時又留下了歷史的氣息。

4 結(jié)論

       本文通過對綠色節(jié)能技術(shù)和舊工業(yè)建筑改造的必要性進(jìn)行簡要分析，主要從屋面的節(jié)能改造、墻體的節(jié)能改造、門窗的節(jié)能改造、節(jié)地改造、節(jié)水改造及節(jié)材改造等六個方面具體探討了綠色節(jié)能技術(shù)在舊工業(yè)建筑改造中的應(yīng)用。通過本文的分析、探討，可以看出，使用綠色節(jié)能技術(shù)進(jìn)行舊工業(yè)建筑的改造，不僅投資少、收益大，而且見效快，對城市的可持續(xù)發(fā)展能起到非常好的促進(jìn)作用，同時，對于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)、資源的節(jié)約及土地的保護(hù)也有十分重要的意義。

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       備注：本文收錄于第21屆暖通空調(diào)制冷學(xué)術(shù)年（2018年10月23～27日，中國·三門峽）論文集。版權(quán)歸論文作者所有，任何形式轉(zhuǎn)載請聯(lián)系作者。