綠色技術(shù)對舊工業(yè)建筑改造的應用論文
[摘要]面對環(huán)境與資源問(wèn)題的嚴峻考驗，舊工業(yè)建筑進(jìn)行改造再利用是大勢所趨，將綠色技術(shù)應用到改造過(guò)程中，發(fā)展綠色建筑是建筑業(yè)的必由之路。結合工程實(shí)踐，探討節地、節水、節材、節能等綠色技術(shù)在舊工業(yè)建筑改造過(guò)程中的應用，這是一次探索與嘗試，以期創(chuàng )造與自然和諧共生的建筑，同時(shí)為今后的舊工業(yè)建筑改造項目提供參考。
[關(guān)鍵詞]舊工業(yè)建筑；建筑改造；綠色技術(shù)
在科技、經(jīng)濟高速發(fā)展的今天，能源消耗與日俱增，2014年，建筑能耗總量在我國能源消費總量中的比例已超過(guò)30%，預計到2030年將達到40%，我國建筑業(yè)儼然已成為一個(gè)龐大的耗能行業(yè)。對于閑置的舊工業(yè)建筑，拆除會(huì )造成更大的資源浪費，改造再利用是大勢所趨，將綠色技術(shù)應用到舊工業(yè)建筑改造中，發(fā)展綠色建筑是其必由之路。一談到“綠色建筑”，就好像與“高技術(shù)”“高造價(jià)”緊密相連，讓人感覺(jué)高不可攀。這是一個(gè)誤區。綠色建筑不可一味倡導高技術(shù)，以唐山水泥工業(yè)博物館項目為例，從傳統建筑設計出發(fā)，通過(guò)樸素而有效的手段，應用節地、節水、節材、節能等綠色技術(shù)，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，創(chuàng )造經(jīng)濟、環(huán)境和社會(huì )效益。
一、唐山水泥工業(yè)博物館項目概況
這是一個(gè)舊水泥廠(chǎng)更新改造項目，位于中國第一家水泥廠(chǎng)——唐山啟新水泥廠(chǎng)（圖1）舊址，占地面積約6.3萬(wàn)m2，建筑面積5.1萬(wàn)m2，也是中國首個(gè)以水泥工業(yè)為主要內容的博物館。清華大學(xué)建筑學(xué)院擔任了前期研究、總體構思、詳細規劃與城市設計及初步建筑設計等幾個(gè)階段的工作。唐山市規劃建筑設計研究院負責方案的深入設計以及施工圖的繪制。項目開(kāi)發(fā)、建設、運營(yíng)、管理借鑒上海8號橋模式，對1943年前建設的4～8號窯系統、木結構站臺、老電廠(chǎng)等具有重要歷史和文化價(jià)值的老建筑物、構筑物進(jìn)行改造，最終形成以博物館展示、文化創(chuàng )意、工業(yè)旅游為特色的產(chǎn)業(yè)園區（圖2），它的成功給唐山這類(lèi)古老的工業(yè)城市復興帶來(lái)很大的啟示。
二、綠色技術(shù)的應用
據英美的統計數據表明，總體上再利用的建筑比新建同樣規模、標準的建筑可節省20%～50%的能源消耗。作為工業(yè)遺產(chǎn)，原有廠(chǎng)房建筑群的建筑材料壽命周期長(cháng)、結構構件堅固、建筑空間高大寬敞，應用節地、節水、節材、節能等綠色技術(shù)，對其進(jìn)行改造再利用遠比拆除新建帶來(lái)的經(jīng)濟、環(huán)境和社會(huì )效益大。1.節地項目區位優(yōu)勢明顯，位于市中心附近，占據城市的關(guān)鍵位置。規劃設計中提高建筑容積率和土地利用效率，不僅節約土地，也是對城市空間資源的一種保護。例如，博物館展陳中心建在4～7號窯窯頭位置，保留了原有承重結構，由大空間廠(chǎng)房改建為5層的展陳中心，建筑面積2000m2，提高了建筑容積率。2.節水成熟的節水規劃是節水的第一步，項目在規劃階段就制定了相應的水系統方案，以統籌、綜合利用各種水資源。通過(guò)再生水的利用，雨水的匯流、收集利用和入滲，達到最大限度地節水：項目設有污水收集和污水排放設施，將生活污水排入市政污水管網(wǎng)，待城市污水集中處理后產(chǎn)生再生水，通過(guò)再生水的利用達到節水的目的；將屋面、道路、綠地雨水匯流，設置收集回用系統，用于景觀(guān)綠地澆灌；對地面停車(chē)場(chǎng)等硬質(zhì)鋪地采用透水面磚，使雨水滲入地下補充地下水，防止雨水流失。3.節材如果將舊水泥廠(chǎng)房拆掉，并且新建建筑，在丟失工業(yè)老城歷史文明的同時(shí)，也造成了資源的極大浪費。對其進(jìn)行改造再利用，即是最大限度地節約了建筑材料，有效減少拆除重建所造成的大量建筑垃圾，減少了環(huán)境污染，同時(shí)，也大大減少了建造成本，達到經(jīng)濟、環(huán)境、社會(huì )三方面共贏(yíng)。例如，將原有廠(chǎng)房建筑物的框架結構保留，甚至直接外露，極具水泥工業(yè)特色（圖3）；將改造后的建筑賦予文化創(chuàng )意展示、餐飲等功能，不僅避免了拆除重建，同時(shí)提升了項目的實(shí)用功能。項目在建筑材料的使用上，就地取材，舊料回收，循環(huán)建造。通過(guò)回收舊材料與新材料一起混合建造，例如，部分場(chǎng)館的外表皮運用回收的廢棄材料，同時(shí)與新建部分有機結合（圖4）。將廢棄管道或者拆卸下來(lái)設備等作為展品重新利用，保存了歷史，喚醒了人們對記憶的珍視。4.節能節能是綠色技術(shù)的一個(gè)重要組成部分，也是綠色建筑需要解決的重點(diǎn)問(wèn)題。作為建筑物的外圍護結構，墻體、門(mén)窗是室內熱量向外散失的主要途經(jīng)。水泥廠(chǎng)房改造項目主要通過(guò)外圍護結構的節能改造和設置中庭空間等樸素有效的手段實(shí)現建筑節能。（1）墻體節能改造舊水泥廠(chǎng)房外墻為實(shí)心粘土磚墻體，沒(méi)有保溫作法，只靠墻體厚度不能滿(mǎn)足建筑的保溫隔熱要求，所以外墻節能改造是必不可少的。將EPS板置于建筑墻體外側，墻體的熱惰性提高，傳熱系數降低，保溫隔熱效果明顯。（2）門(mén)窗節能改造舊水泥廠(chǎng)房為普通玻璃門(mén)窗，保溫隔熱性能很差。改造后，采用斷橋隔熱型節能保溫門(mén)窗，加設密閉條提升門(mén)窗的密閉性。同時(shí)采用低輻射中空玻璃，由低輻射與普通玻璃復合而成，對太陽(yáng)光的高透過(guò)率和對長(cháng)波輻射的高反射率，使其具有極好的保暖性能。（3）建筑空間改造——中庭設計由于舊水泥廠(chǎng)房的建筑進(jìn)深較大，室內采光和通風(fēng)性差，通過(guò)增設中庭，擴大室內自然采光范圍，提高自然通風(fēng)效果。同時(shí)，中庭空間可以減緩室內外的熱能交換速度，降低建筑物的熱損失。頂部突出屋面有利于強化中庭的煙囪效應，并且便于天窗側面開(kāi)窗，并有利于自然光控制的構造系統設計（圖5）。由于頂部外窗與外界空氣直接接觸，使中庭內部空氣時(shí)刻受到外界的空氣擾動(dòng)影響，從而增強了建筑內部自然通風(fēng)效果。中庭儼然成為了建筑內外空間的自然氣候交換場(chǎng)所，與中庭相連的房間不僅可以減少熱量流失，同時(shí)減少了制冷需耗。再結合少量人工照明、熱壓和機械送風(fēng)，有效改善了室內光環(huán)境和風(fēng)環(huán)境。中庭的設計，使廠(chǎng)房改造不僅僅是建筑空間形式上的精彩演繹，作為一項重要的綠色節能技術(shù)，對于建筑的整體節能、氣候控制和環(huán)境凈化等方面都起到了積極的作用。
三、結語(yǔ)
發(fā)展是人類(lèi)社會(huì )永恒的主題，面對環(huán)境與資源問(wèn)題的嚴峻考驗，建筑領(lǐng)域也要深刻變革，逐步走向綠色建筑的道路。我國正處在綠色建筑和建筑節能工作推進(jìn)的關(guān)鍵時(shí)期，我們呼吁建筑師擔負社會(huì )責任，樹(shù)立與環(huán)境共呼吸的建筑設計觀(guān)，提倡綠色技術(shù)的合理應用。以唐山水泥工業(yè)博物館項目作為實(shí)踐探索，合理應用綠色技術(shù)，通過(guò)提高建筑容積率和土地利用效率來(lái)節約土地；通過(guò)再生水的利用，雨水的匯流、收集利用和入滲，達到最大限度地節水；通過(guò)回收利用廢物節約建筑材料；通過(guò)墻體、門(mén)窗節能改造和中庭設計實(shí)現建筑節能。綠色技術(shù)應用于舊工業(yè)建筑改造是新的趨勢和發(fā)展方向，還需我們不斷地探索和研究。
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