（设计艺术学专业论文）LOFT建筑中的节能设计.pdf

学位论文作者完 有关部门或机构送交 大学可以将本学位论 或扫描等复制手段保 本学位论文属于 学位论文作者签名 吼刃哞弓 浙江理 二大学硕士学位论文 摘要 随着经济的高速发展 导致人口从不发达地区向发达的城市地区转移 断上升 城市不断向周边扩张用以容纳更多的人和更多的行为 同时 由 到来 科技的日新月异 加速工业生产方式的更新换代 先进的生产方式 新的厂房来支持 在这个升级的过程当中 造成了大量的产业建筑被废弃 展的新空间 因而遗留下来相当数量的废置工业建筑 2 0 世纪4 0 年代 纽约s o h o 区的旧厂房改造在世界范围内掀起了l o f t 风格建筑的狂 潮 经过几十年的发展 中国l o f t 建筑发展得极具规模 然而 绝大多数的l o f t 建筑改 造案例片面地强调空间艺术设计 大多忽略l o f t 建筑中节能设计的重要性 在全球能源 匮乏和可持续发展大背景下 发展建筑节能是必需的 l o f t 建筑更加因为使用功能的转变 对室内热环境要求随之提高 基于节能的前提下 对l o f t 建筑进行节能改造是很有必要 的 本文从中国城市更新所面临的抉择入手 在第一章简述l o f t 建筑产生的原因及其在 中国的发展 指出在发展过程中所出现的能耗问题 提出课题 并对课题的意义进行分析 最后确定本文的研究目标 在第二章通过笔者实地调研以及资料研究 结合l o f t 建筑实 例 对l o f t 建筑的空间特性以及建筑物理热工性能进行分析 提出l o f t 建筑能耗中所存 在的问题 为下章的节能设计做准备 第三章主要是结合上一章的分析结果 针对l o f t 建筑的能耗特点 分别进行节能设计 并且尝试用一些新的材料和方法进行节能设计 例 如膜材的使用 第四章是对l o f t 4 9 的节能综合设计 是对之前理论部分的实践 方案之 前笔者做了大量的实地考察和问卷调查 为节能设计提供基础数据 问卷式样附在论文的 最后 关键词 1 日工业建筑 l o f t 建筑 节能改造 膜材料 l o f t 4 9 问卷调查 浙江理工大学硕十学位论文 t h ee n e r g y s a v i n gd e s i g no fl o f t a r c h i t e c t ur e a b s t r a c t a st h er a p i d l yd e v e l o p m e n to fe c o n o m y t h ep o p u l a t i o nt r a n s f e rf r o mt h eu n d e r d e v e l o p e d a r e at ou r b a na r e a s w h i c hl e a d st ot h e i rr i s i n gp o p u l a t i o nd e n s i t ya n dh o l d sm o r ep e o p l ea n d m o r eb e h a v i o r sb ys u r r o u n d i n gt h e i re x p a n s i o n a tt h es a m et i m e w i t ht h ea r r i v a lo ft h e i n f o r m a t i o ne r a s c i e n c ea n dt e c h n o l o g yc h a n g e 析me a c hp a s s i n gd a yl e a d st ot h eu p g r a d i n g p r o d u c t i o no fi n d u s t r i a lm o d eo fp r o d u c i n ga n dt h er e e q u i p m e n t so fa d v a n c e dp r o d u c t i o n s y s t e m m a s s i v ei n d u s t r i a lc o n s t r u c t i o nw e r ea b a n d o n e da n dm o v e d t ot h eu r b a nd e v e l o p m e n t n e w s p a c ei nt h i sp r o m o t i o n sp r o c e s s w h i c hl e f ta b a n d o n e ds i g n i f i c a n ti n d u s t r i a lb u i l d i n g s n e wy o r ks o h oa r e a so l dw o r k s h o pt r a n s f o r m a t i o nh a di g n i t e dal o f ts t y l ef r e n z yo f a r c h i t e c t u r ea c r o s st h ew o r l di nt h e19 4 0 s a f t e rs e v e r a ld o z e n sy e a r sd e v e l o p m e n t t h ec h i n e s e l o f tc o n s t r u c t i o n d e v e l o p sf r a g r a n t l y h o w e v e r t h eo v e r w h e l m i n gm a j o r i t yo fl o f t c o n s t r u c t i o nt r a n s f o r m a t i o nc a s e ds t r e s s e do n e s i d e d l yt h es p a c ed e s i g n w h i c hm o s t l yn e g l e c t e d t h ei m p o r t a n c eo fd e s i g ni nt h el o f t c o n s t r u c t i o n a g a i n s tt h eb a c k d r o po ft h eg l o b a le n e r g y d e f i c i e n ta n ds u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t i ti s n e c e s s a r yt od e v e l o pt h ec o n s t r u c t i o ne n e r g y b e c a u s eo ft h eu s ef u n c t i o n st r a n s f o r m a t i o ni nt h el o f tc o n s t r u c t i o n t h e i rr e q u i r e m e n t sf o r i n d o o rt h e r m a le n v i r o n m e n ta r eb e c o m i n gm o r es t r i c t l y t h e r e f o r e i ti sn e c e s s a r yt ot r a n s f e rt h e e n e r g yc o n s e r v a t i o nt ot h el o f tc o n s t r u c t i o n w es t a r tw i t ht h ec h o i c eo fc h i n e s ec i t yr e n e w a lf a c e d i nt h ef i r s tc h a p t e r w er e s u n l et h e r e a s o no nl o f tc o n s t r u c t i o na n di t sd e v e l o p m e n t w h i c hp o i n t so u tt h ee n e r g yc o n s u m p t i o n p r o b l e mi nt h ed e v e l o p i n gp r o c e s sa n dt h e nc a r r i e so nt h ea n a l y s i st o t h et o p i cs i g n i f i c a n c e f m a l l yd e t e r m i n e st h er e s e a r c ha i mo ft h i sa r t i c l e i nt h es e c o n dc h a p t e r w ea n a l y s i st h el o f t c o n s t r u c t i o n ss p a t i a lc h a r a c t e r i s t i ca sw e l la st h eb u i l d i n gp h y s i c a lc h a r a c t e r i s t i ca r eu n i f y i n gt h e l o f tc o n s t r u c t i o ne x a m p l e s w h i c hr a i s eaq u e s t i o no ne n e r g yc o n s u m p t i o no fl o f t c o n s t r u c t i o n t h e 廿l i r dc h a p t e r w ec a r r yo nt h ee n e r g yc o n s e r v a t i o nd e s i g ns e p a r a t e l ya n d a t t e m p tw i ms o m en e wm a t e r i a l sa n dt h em e t h o d si ne n e r g yc o n s e r v a t i o nd e s i g n f o re x a m p l e t h eu s eo fm e m b r a n em a t e r i a l i nt h ef o u r t hc h a p t e r w ei n t e g r a t e dd e s i g nt h ee n e r g y c o n s e r v a t i o nt ot h el o f t 4 9 w h i c hp u tt h et h e o r yi n t op r a c t i c e t h eq u e s t i o n n a i r em o d e li s 浙江理工大学硕士学位论文 a t t a c h e dt ot h ep a p e rf i n a lw h i c hp r o v i d e st h ee s s e n t i a ld a t af o rt h ee n e r g yc o n s e r v a t i o nd e s i g n b yf i e l d t r i p k e y w o r d s o l di n d u s t r i a l b u i l d i n g s l o f ta r c h i t e c t u r e e n e r g ys a v i n gm o d i f i c a t i o n m e m b r a n em a t e r i a l l o f t 4 9 q u e s t i o n n a i r es u r v e y 浙江理工大学硕士学位论文 目录 第一章 绪论 1 1 1 课题研究的背景 1 1 1 1 城市更新所面临的抉择 l 1 1 2l o f t 建筑的缘起与发展 2 1 1 3l o f t 建筑在中国的发展 4 1 1 4 课题的提出 6 1 2 课题研究的意义 6 1 2 1 旧建筑的保护与再利用的意义 7 1 2 1 1 旧建筑本身的价值 7 1 2 1 2 历史的保护和延续 7 1 2 2l o f t 建筑节能的意义 8 1 3 课题目前国内外发展的现状 8 1 3 1 目前国外的发展现状 8 1 3 2 目前国内的发展现状 9 1 4 课题研究的目标和任务 9 1 4 1 基本目标和任务 9 1 4 2 最终目标和任务 9 第二章 l o f t 建筑的特点分析 一1 1 2 1l o f t 建筑的空间特点分析 l l 2 1 1 开敞灵活的空问 l l 2 1 2 因务实而简约 1 2 2 1 3 工艺的多样化造成空间的灵活性 1 2 2 1 4 对工业元素的偏爱和怀旧情绪 1 3 2 2l o f t 建筑的热工性能分析 2 2 1 开敞空间的代价 1 4 2 2 2 屋面的能耗无底洞 1 5 2 2 3 制造保温隔热的墙体 1 6 2 2 3 1 建筑外装修脱落 1 6 2 2 3 2 局部墙体有裂缝 1 6 2 2 4 漏风的门窗 1 7 2 2 5 艰难的空气对流 1 7 2 2 6 冷 热桥 效应 l8 2 2 7 视线通透的代价 l8 浙江理工大学硕士学位论文 第三章 l o f t 建筑的节能设计 19 3 1 利用膜材料麻对l o f t 建筑大空间的节能设计 一 一 1 9 3 1 1 利用膜材节能设计设想的基础 1 9 3 1 1 1 膜材的基本性能 1 9 3 1 2 膜材料的节能设计构想 2 l 3 1 2 1 设置双层薄膜构成的热能缓冲区 2 l 3 1 2 2 化整为零 的做法 2 2 3 2 应对lo f t 建筑物理热工性能的节能设计 2 3 3 2 1 制造保温隔热的屋顶 2 3 3 2 1 1 外保温做法 2 4 3 2 1 2 从坡屋顶到双层屋顶 2 5 3 2 1 3 绿化屋顶 2 5 3 2 1 4 增加通风隔热层 2 6 3 2 1 5 蓄水屋面 一2 6 3 2 2 制造保温隔热的墙体 2 6 3 2 2 1设置遮阳体系 2 7 3 2 2 2 绿化墙体的利用 2 8 3 2 2 3 设置热反射材料 一2 8 3 2 2 4 给墙壁穿上 保暖衣 2 9 3 2 2 5 设置t 0 鹏e r 墙 2 9 3 2 2 6 水墙的利用 3 0 3 2 3 门 窗的节能计划 3 0 3 2 3 1 趋于合适的窗墙比 3 0 3 2 3 2 提高门窗的气密性 3 1 3 2 3 3 提高结构热阻 一3l 3 2 3 4 尽量减少门窗缝隙 3 3 3 2 3 5 遮阳设施 3 3 3 3l o f t 雯苣匀龟点白地节目皂豸 计 3 4 3 3 1 附加日光问 3 4 3 3 2 场地绿化的节能作用 3 5 3 4 其他节能设计 3 6 3 4 1 空调节能 3 6 3 4 2 通风系统 3 6 第四章 l o f t 建筑节能综合设计 3 8 4 1l o f t4 9 概况 4 2l o f t4 9 能耗调查结果统计 一 3 9 4 2 1 受访者的基本情况 一 3 9 4 2 2 问卷调查的结果分析 4 0 浙江理工大学硕士学位论文 4 2 3 阎卷调查小结 4 3 4 3l o f t4 9 节能改造 一 一 4 4 4 3 1 埽 体改造 4 4 4 3 2 屋面的节能改造 4 5 4 3 3 门窗的节能改造 4 6 4 3 3 1 窗的改造 4 6 4 3 3 2 门的改造 4 7 4 3 4 场地节能改造 4 7 4 3 4 1 附加日光问 4 7 4 3 5 其他建筑部件的节能改造技术方案 4 8 第五章 总结与展望 4 9 5 1 总结与展望 5 2 后续研究 4 9 4 9 参考文献 5 0 专 译 著 5 0 附录a l o f t 4 9 建筑室内空问能耗状况闯卷调查表1 附录b l o f t 4 9 建筑室内空间能耗状况问卷调查表2 5 2 5 4 浙江理工大学硕七学位论文 l o f t 建筑中的节能设计 第一章 绪论 课题研究所涉及的领域为l o f t 建筑和节能设计的交叉部分 因此在课题的绪论部分 主要简述l o f t 建筑产生的原因及其发展 进而指出l o f t 建筑在其发展过程中所出现的能 耗问题 提出课题 并对课题的意义进行分析 最后制定本文的研究目标 1 1 课题研究的背景 1 1 1 城市更新所面临的抉择 中国自改革开放以来 国家经济以令世界瞩目的速度高速发展着 社会经济的发展导 致人口从欠发达地区逐步向发达地区转移 因而大量的农村人口涌入城市寻找各种各样的 就业机会 而城市又成为各行人士争相逐鹿的 舞台 于是在这些城市中 住宅 交通 商业区 办公区 公共场所等等一切都变得拥挤 狭小和匮乏 城市尽其所能在其内部拓 展空间 而更大程度的是向周边寻求更大的空间 用以缓解城市拥挤所造成的各种压力 容纳更多的人口和更多的行为 这是城市面临全面更新的原因之一 原因之二是由于全球进入信息化时代 原有的生产方式和生活方式被新的 更先进的 方式所代替 尤其是在工业领域 科技的进步 先进的生产方式需要新的机器 新的场所 来体现它的 威力 造成大量产业建筑被废弃或被搬迁到城市拓展的新空间 因而遗留 下来相当数量的废置工业建筑 原先位于城市边缘的工业建筑 由于城市的扩大化 现 在则占据了新城市版图的重要位置 这些旧工业建筑群落曾经辉煌的工业生产使命已经结 束 但是它们的使用寿命还远未完结 例如 北京的首钢 上海汽车制动器公司 杭 州的蓝孔雀化纤厂 7 9 8 无线电厂 天津的天津玻璃厂 深圳华侨城东部工业区等等 其 中有些旧工业建筑组群及其生活等附属设施已经具备城市规模 现在却丧失其原先的产业 地位 逐渐萎缩衰败 在商业形势的推动下 市场已然成为制约城市发展的主导力量 不 断地要求修改原先城市的规模 布局等各方面 于是问题发生了 城市更新要清除这些代 表工业时代辉煌 战绩 的历史遗留建筑吗 这是城市发展过程中所面临的抉择 赵晓刚 l o f t 文化在旧建筑改造与社区更新中的应用 硕士学位论文 天津大学 2 0 0 4 l 浙江理工大学硕士学位论文 在矛盾和平衡之中 人们不断地思考 探寻最适合的城市发展方式 城市规划和建 筑领域的现代主义运动拒绝将传统城市视为建设的基础 而在寻求大规模取而代之的方 法 勒 柯布西耶所做备受争议的巴黎居住区规划便主张除了将少数城市最重要的纪念性 建筑留下以外 其余全部拆除 这种做法在北美众多城市更新项目中受到模仿 其结果多 数是灾难的 在笔者看来 特定时期的建筑都有着它独特的价值和历史意义 城市再生 不能单 纯地认定推翻重建这么一条单一的路线 即使新建的建筑有着最先进的设计理念和建造技 术 对于尚在使用周期内的建筑 我们不能否认其本身的价值 可以发掘其本身的历史 文化意义 对其进行再利用 1 1 2l o f r 建筑的缘起与发展 2 0 世纪4 0 年代的时候 l o f t 这种居住 生活方式首次在美国纽约出现 当时 艺术家 与设计师们利用 曼哈顿西南区废弃的工业 厂房 从中分隔出居住 工作 社交 娱乐 收藏等各种空间 在浩大的厂房里 他们构 图1 1 s 伽 区外景 造各种生活方式 创作行为艺术 或者办作 品展 淋漓酣畅 快意人生 纽约s o h 0 区全是上了年头的老建筑 图 1 1 而且建筑风格几乎是一个样子 大方 块状的几何体 红砖外墙 老式防火梯 又 黑又旧的水塔 这里以前是囤积纺织品的 仓库区 所以这些建筑根本不是为了审美而 设计的 它唯一给人的感受就是高大 宽敞 结实 当时贫穷的艺术家没有资金进行大的 图1 2 s o h on 内景 装修 通常的做法是 把建筑里大开间或者挑空的部分设计成工作的区域 然后在空间中 的某一局部搭建出阁楼用以居住 家具也许是捡来的 所以得用花布遮住破损的地方 花 布是隔壁作坊自制的 所以看上去很独特 房间中的墙壁很厚很结实 而且面积太大了 圆赵晓刚 l o f t 文化在旧建筑改造与社区更新中的应用 硕士学位论文 天津大学 2 0 0 4 2 浙江理工人学硕 学位论文 钉一些阁板就可以放东西 将所有的墙壁用水泥抹平实在是没必要 粉刷一下就可以了 因为这些建筑设计之初 根本就不考虑采光的问题 而且即使有巨大的窗户 窗外也没有 风景可言 所以墙壁被涂上灿烂的颜色 巨大夸张明亮的工业照明设备经过改造被继续使 用 而这就是l o f t 的雏形 为了生活 艺术家们把这些建筑的一层临街的房间改造成商 店 出售自己的作品 图1 2 他们没有多余的钱去装修如此巨大的房间 于是这种工业 建筑本身的特征被充分地裸露在外面 与橱窗和商品之间产生了巨大的视觉反差 这种视 觉矛盾产生了令人好奇的效果 而这些厂房后来也变成了最具个性 最前卫 最受年轻人 青睐的地方 在2 0 世纪后期 伴随着西方社 会工业文明的衰落 资源危机引起 人们对节约能源的共识 建筑界倡 导对旧建筑的改造再利用 加上人 们对工业时代逐步强烈的怀旧心 态 使得l o f t 建筑逐渐被人们所推 崇 l o f t 建筑的命运也从穷人阶级 的迫于生计的选择摇身一变成为中 产阶层时髦的生活方式 更进一步 的发展是出现了专门开发l o f t 建 筑户型 图1 3 的房地产公司 甚至有了l o f t 公寓这种后期产物 l o f t 在牛津词典上的解释 是 在屋顶之下 存放东西的阁 楼 现在所谓l o f t 所指称的是那 些 由旧工厂或旧仓库改造而成 的 少有内墙隔断的高挑开敞空 图1 3 典型的姗户型 间 l o f t 的内涵是高大而敞开的空间 具有流动性 开发性 透明性 艺术性等特征 在2 0 世纪9 0 年代以后 l o f t 成为一种席卷全球的艺术时尚 逐渐演化成为了 种时尚的 居住与工作方式 并且在全球范围内流行起来 3 浙江理工大学硕士学位论文 1 1 3l o f t 建筑在中国的发展 早在1 9 9 8 年 台湾著名建筑设计师登琨艳骑车考察了上海苏州河畔绵延数公里的旧 仓库走廊 最后 他选定座落在南苏州路1 3 0 5 号的这栋共有2 0 0 0 平均米的旧仓库 登琨 艳说 我第一次踏进这间仓库 只瞄了一眼就走了 我太知道它的价值了 当时整 个仓库脏乱不堪 不仅到处堆满了杂物 还杂居着1 0 0 多个外来的男女民工 在接下来的 装修中 登琨艳尽可能地保留了仓库古旧的原貌 地板和立柱裸露着粗糙的木纹 墙面上 陈年的白灰遮不住砖缝的裂痕 登琨艳主要工作是清除垃圾 清洁环境 然后 把通风的 小百页窗换成透亮的落地玻璃窗 改造完的工作 室 显得既古朴又前卫 图1 4 随着登琨艳的 入住 一批喜欢怀旧的艺术家纷纷来到苏州河畔 租下了大大小小的仓库 成立了自己的工作室 据不完全的统计 苏州河两岸有画家 建筑师 设计师 广告人 影像艺术家等工作室1 0 0 多个 聚集了1 0 0 0 多位艺术工作者 从此 l o f t 这种建 筑形态就开始在中国大陆落地生根 成长 散枝 开花 发展地欣欣向荣 在l o f t 文化的辐射作用下 这种 s o h o 的 艺术生活方式一路从纽约蔓延到北京 并继续传 播到上海 杭州等地 经过几十年的发展 国内 已经形成体系的l o f t 建筑群主要有 上海苏州河 畔l o f t 群落 北京大山子地区7 9 8 工厂 昆明 创 库 杭州京杭大运河畔的l o f t 4 9 南京城西仓 图1 4 登琨艳的工作窒 库区 重庆 坦克库 深圳的o c t l o f t 华侨城创意文化园等 毫无疑问地 s o h o 区 这点星星之火 在中国大地上起了 燎原 的反应 中国大量的旧工业建筑在迅速 变身 焕发出新的生机 形成了范围广 面积大的l f o t 创意产业园区 北京大山子艺术区是国内 较大的l o f t 建筑园区 占地面积竟达6 0 多万m 2 而深圳的o c t l o f t 华侨城创意文化园 前期项目建筑面积为5 9 0 0 0 时 后备发展用地面积也近1 0 万平方米 白杨雨文 在大上海实现我的梦想 登琨艳 华夏经纬网 2 0 0 9 4 浙江理工大学硕士学位论文 在众多的l o f t 建筑当中 改造后的主要形式可以分为四 大类 1 改造为个性住宅 如今 l o f t 成为都市人所追求的一种前卫的生活方式 l o f t 与传统住宅完全不同 它的空间更大 层高更高 可以根据使用者的需要而加 以变化组合 而建筑本身所表现出的工业印记则成为返璞归 真的人们强调随意 舒适和个性化的生活理念的体现 宽敞 简洁的空间可以根据使用者的需要而改变 原本单调的住宅 图1 5 i j o f t 个性住宅 充满了变化的可能性 成为表达性和理念的场所 这也是l o f t 在世界范围内日益受到推崇的原因 图1 5 2 改造为艺术工作类办公空间 上海的苏州河艺术仓库区 北京的7 9 8 艺术工场 杭州 的l o f t 4 9 图1 6 这些由l o f t 改造而成的工作室 空间高 大宽敞 极为大气 同时具有另类却又不失实用的空间设计 和装饰内容 处处洋溢着艺术的气息 据说l o f t 改造成的办 公场所 比写字楼更能激发出员工的工作热情和活力 选择 l o f t 作为办公地的人多是因为厌倦写字楼的压抑感 他们宁 愿选择一个带有后工业色彩的工厂环境作为办公室 3 改造为休闲娱乐场所 l o f t 宽敞高大的空间 暴露的管道和粗糙的混凝土地面 无疑是发挥创意的好元素 更为改造成个性娱乐场所提供了 得天独厚的条件 在北京 以 l o f t 为名藏酷酒吧 图1 7 的率先将这一概念展现在人们面前 旧车间改造成的酒吧多 少带有另类的味道 粗糙的柱壁 水泥地面 裸露的钢结构 与前卫的音乐 所有这一切都将一种全新的娱乐空问与全新 图1 6 l o f t 4 9 内建筑事务所 的l o f t 生活方式带到世人面前 图1 7 藏酷酒吧 4 改造为商业空间 无论是改造成何种形式的l o f t 建筑 l o f t 建筑的使用功能已经进行了颠覆性的改变 从原先的生产制造转变成为居住 办公 休闲娱乐等性质 而作为生产型建筑 其对建筑 浙江理工大学硕士学位论文 的保温隔热的要求与休闲 办公 住宅等建筑有着本质上的不同 后者对保温隔热的要求 来的更高 而随着使用功能的改变 原有的旧工业建筑所具有的热工性能 已经不足以满 足新的使用功能 笔者在调查杭州一处由旧厂房改造成的创意产业园时 发现其巨大的室内空间虽然设 计得很有个性 独具魅力 但是显然在改造过程中没有很好地考虑建筑节能这方面的问题 室内的热工环境给人的舒适感很差 在寒冷的冬天 室内配备的供热装置根本起不了太多 的作用 在夏季 笔者处于该建筑室内南面靠窗区域 大面积的单片玻璃窗 使得附近区 域闷热无比 开敞的大空间里 空调设备起到的效果差强人意 要解决这个问题 就需要 加强供热制冷设备的使用强度 倘若在保温隔热性能极差的旧厂房建筑内 要想获得舒适 的热工环境 势必得耗费巨大的能源来维持这种舒适 在这种情况下 在可持续发展的设 计原则上 节能设计变得举足轻重 1 1 4 课题的提出 笔者调查近几十年国内l o f t 建筑设计中比较有名的案例 绝大部分设计者在改造的 过程当中极为重视建筑空间设计 倾尽心血去营造艺术氛围 去彰显自己的设计风格 而 鲜少有人在改造中将节能设计作为一个重点 更别提是否有人专门研究l o f t 建筑的节能 设计 而在全球可持续发展和环境保护的大背景下 发展建筑节能是必需的 而且是迫切 的 笔者对本课题的研究试图通过分析l o f t 建筑的空间以及各项物理性能 得出l o f t 建 筑能耗的特点 在此基础上寻求适合于l o f t 建筑节能设计的各种应用方式 试图最大限 度地节省改造资源并体现l o f t 建筑本身独特的风格 1 2 课题研究的意义 l o f t 建筑中的节能设计 笔者在选题时就考虑到课题的交叉性比较大 就从课题的研 究意义上来讲 就涉及到l o f t 建筑保护与利用的积极意义 另外就可持续发展 生态建 筑方面来说 节能设计在长远利益上来看 是具有深远的意义的 本文就以上两点 简述 课题研究的意义 6 浙江理工大学硕士学位论文 1 2 1 旧建筑的保护与再利用的意义 1 2 1 11 日建筑本身的价值 既有建筑包括旧工业建筑是国民经济基础的重要组成部分 在中国城市化进程中 由 于科技的快速发展 交通条件改善 区位的提升 产业结构调整等各方面的原因 原有的 建筑已不能满足人们的使用需求 从而被废置 这些建筑大多结构坚固稳定 还有很久的 使用年限 我们不能也无权否认这些建筑的自身价值 拆了重建 在根本上否认了旧建筑 本身存在的价值和理由 也需要投入拆迁和重建的费用 相较于改造的费用 前者无疑是 一笔庞大的资金 国外学者提出了再循环建筑 再循环 就是复活 再生 继续生长的 过程 与在市场的需求下 这些建筑只要经过清理 修缮 改造 赋予其新的使命 将会 焕发出蓬勃的生机 也是对旧建筑本身价值的一种认可 1 2 1 2 历史的保护和延续 每个城市都有自己的发展史 如果一个城市的文脉及其历史连续性遭到破坏 也就失 去了城市个性与历史的厚重感 对遗存产业的保护 开发和再利用不仅可以增强城市历史 的记忆 实现城市的可持续发展 而且具有重要的文化意义和可观的经济价值 随着城市 建设的高速发展 城市发生了日新月异的变化 但同时也失去了很多无法复得的东西 很 多历史建筑被成片 成街 成坊的拆除 这种建设性的破坏 已经威胁到城市形态的相容 性和延续性 因此 在城市化进程中对历史建筑采取必要的保护措施显得越来越重要了 在发达国家 利用废弃建筑 包括厂房 仓库 进行改造 使其适应其他功能的建筑 空间的案例很多 已日趋成为开发这类项目的主导方式 l o f t 建筑最初就是由工业使用而 改建为用于家庭居住的生活空间 经过了几十年的发展和努力 l o f t 建筑现在已成为一种 多样的国际化建筑类型 产业建筑作为中国20 世纪数量最大的建筑遗产已成为经济调整和社会转型的必然产 物 随着城镇化进程的加快 遗存产业建筑往往因为废弃闲置而影响到整个城市环境的和 谐而被粗暴地推倒 拆除或重建 这种建设性的破坏 已经威胁到了城市形态的相容性和 延续性 而随着时间的流逝 遗存产业建筑除日益显示出它特有的历史价值以外还能发挥 更大的社会效益和经济效益 当城市发展进入新一轮高潮 产业建筑改造只趋成为当前中国城市更新发展的热门课 7 浙江理工大学硕士学位论文 题 研究产业建筑的保护和改造再生问题 具有资源利用 效益提升以及保护环境和历史 文化等诸多方面的重要意义和现实价值 20 世纪后期 l o f t 这种工业化和后现代主义完 美碰撞的艺术 逐渐演化成为了 种时尚的建筑风格 并且在全球广为流传 随着内涵 和外延的不断变化 形成了一种新型文化与创意型产业的集聚地和产业形态 l o f t 现象在 国内产生时间短 但认知度较高 可以说l f o t 的发展不但使产业建筑得到保护 而且推 动产业类地段的复兴 促进了都市文化产业的发展 1 2 2l o f t 建筑节能的意义 自改革开放以来 我国经济的高速发展 人民生活水平的不断提高 使得了人们对建 筑热工环境舒适度的要求也越来越高 采暖和空调的使用量越来越大 同时造成了建筑能 耗的快速增加 带来了能源紧张和环境污染等许多问题 但我们不能因噎废食 发展是硬 道理 建设要继续 环境要改善 生活质量更要提高 在行之有效的解决能源危机的方法 出炉之前 全面推进建筑节能是唯一的出路 节能源于全球性的能源危机 能源是社会经济发展不可缺少的动力 但是它又是有限 的 存在枯竭 用完的时间 我国当前能源形势十分严峻 能源高速生产 煤 电 油 运持续紧张 建筑是耗能大户 根据有关数据显示 截止到2 0 0 6 年底 我国公共建筑及 工业建筑面积5 2 9 0 亿平方米 这些建筑9 5 以上保温隔热性能极差 而建筑运行能耗占 我国能源总消费量的比例已由上世纪7 0 年代末的l o 上升到目前的2 6 7 发达国家的 实践经验表明 这个比例还将提高到3 5 左右 建筑能耗不仅是消费过程的运行能耗 还 应包括建造房屋生产环节的能耗 据估算 加上这部分间接能耗 建筑能耗的总量应占到 社会总能耗的4 6 7 上下 建筑节能已是我国节能工作的重点内容 值得一提的是 l o f t 建筑改造对节省建筑生产环节的能耗有着积极地意义 但是l o f t 建筑l j 期为生产型建筑 而生产型建筑在建造过程中 对节能设计并没有很多的考虑 甚至有些建筑根本没有节能 的基本措施 1 3 课题目前国内外发展的现状 1 3 1 目前国外的发展现状 国外的旧建筑改造在国家颁布的一系列严格的节能要求下 在改造的过程中很大程度 上都考虑到了节能的因素 因此 国外l o f t 建筑改造中节能设计的手段和技术都比国内 8 浙江理t 大学硕 学位论文 高很多 例如 世界著名建筑师赫尔佐格所作的德国戴克豪仓库改造 建筑师采用了一种 透明的 可以自然降解的塑料薄膜 将室内自下部窗框以上整个包围起来 薄膜与墙面 屋顶之间留有一定间距形成空气保温层 这样做的好处是 减少了室内需要采暖的体积 增加了保温隔热层 同时不妨碍自然采光通风 从而大大节约了能源消耗 通过薄膜 原 有室内状况仍可完整地被看到 通过这个例子 国外旧建筑改造中对节能设计的先进手段 可见一斑 1 3 2 目前国内的发展现状 我国建筑节能技术开发起步较晚 1 9 8 6 年颁布了 民用建筑节能设计标准 采暖居住 建设部分 提出了节能3 0 的目标 1 9 9 5 年 为加强建筑节能的步伐 建设部颁布了 采暖住宅节能设计标准 j g j 2 6 玛5 对围护结构提出了节能5 0 的目标 2 0 0 0 年 建筑部又出台了 民用建筑节能管理规定 这些年来我国的建筑节能工作已有明显起色 建筑节能工作也取得了长足的发展 随着我国一系列节能政策的制定以及人们节能意识的提高 我国的建筑节能在近2 0 年确实取得了巨大的进步 但是与西方发达国家相比仍然有一定的差距 特别是在旧建筑 改造中 节能设计的考虑就更加缺乏 国内涉及l o f t 建筑设计的研究多如牛毛 但是绝 大部分关注的是建筑空间与形式创造 建筑形象与环境艺术设计上的尝试 但是 节能设 计的理念并没有很好地融入到旧建筑改造中 建筑设计中缺乏对节能设计的考虑 这样的 改造势必影响使用并造成巨大的能源浪费 1 4 课题研究的目标和任务 1 4 1 基本目标和任务 本研究的出发点是从节能的角度来统筹l o f t 建筑的改造设计 通过考察研究论证现 存的l f o t 建筑的节能状况 试图引起人们对l o f t 建筑中节能设计的重视 做到改造与节 能并重 这是课题研究所希望达到的基本目标 接下来的任务是学习研究国内外已有的先 进技术 寻求适用于l o f t 建筑中的节能措施 1 4 2 最终目标和任务 而本课题所追求的最终目标是不拘一格地使用各种材料 通过创新的方式 使节能设 9 浙江理 火学硕士学位论文 计不仅起到节能的目的 并能体现l o f t 建筑本身的设计风格甚至是为l o f t 建筑设计起到 画龙点睛的作用 这就需要作者广览群书 发散思维 创造独特的方法为节能设计开创一 片新的天空 1 0 浙江理工大学硕士学位论文 第二章 l o f t 建筑的特点分析 本章主要通过笔者实地调研 l o f t 4 9 为主 以及资料研究 结合l o f t 建筑实例 对 l o f t 建筑的空间特性以及建筑物理热工性能进行分析 提出l o f t 建筑能耗中所存在的问 题 为下章的节能设计做准备 而影响建筑节能的因素有很多 本文主要从l o f t 建筑的 空间特性以及建筑本身的物理热工性能方面进行分析研究 2 1l o f t 建筑的空间特点分析 2 1 1 开敞灵活的空间 l o f t 的定义要素主要包括 高大而 开敞的空间 使用者可以让空间完全开 也可以对其分割 可以随心所欲地创造自 己梦想中的家 梦想中的生活 丝毫不会 被已有的机构或构件所制约 从而使它蕴 涵个性化的审美情趣 图2 1 上下双 层的复式结构 类似戏剧舞台效果的楼梯 和横梁 流动性 户型内无障碍 透明性 减少私密程度 开放性 户型间全方位组 合 艺术性 通常是业主自行决定所有风 图2 l 深圳眦当代艺术中心内景 格和格局 图2 2 评论 l f o t 在建筑风格上的表现 著名观念艺术家 观念摄影家邱志杰如 此描绘 对既定空间的尊重与在经济 限幅内空间的大胆切割 重构相结合 精致的生活品质要求与廉价装修结合 而廉价装修往往要求更精密的设计 这 种有着干奇百怪的既定限制和特定目的 任务 往往导致设计上的惊人巧思 图2 2 l o f t 4 9 内部空间 浙江理丁大学硕士学位论文 l o f t 建筑象征先锋艺术和艺术家的生活和创作 它对花园洋房这样的传统居住观念提 出了挑战 对现代城市有关工作 居住分区的概念提出挑战 工作和居住不必分离 可以 发生在同一个大空间中 厂房和住宅之间出现了部分重叠 l o f t 生活方式使居者即使在繁 华的都市中 也仍然能感受到身处郊野时那样不羁的自由 2 1 2 因务实而简约 最初的工业建筑并非作为一种 建筑 而建造 生产商秉着 利益优先 效率至上 的原则 他们 需要考虑的是如何在有限的土地上获得最大的建 筑 在最大的建筑面积限制内得到最大的使用面 积 用来摆放尽可能多的生产设备 进行生产扩大 化 当然 还要求在最短的时间内 用最小的物质 投入去完成厂房的建设 故此工业建筑最大限度地 摒弃了缺乏公用的纯装饰 而对于结构和设备也没 有遮掩的必要 整个建筑从内至外存在的是必需的 元素 简约 清晰成为工业建筑的一个独特的艺术图2 3 常州市国棉一场原貌 品质 图2 3 2 1 3 工艺的多样化造成空问的灵活性 由于工业生产类型的多样化 使得工业建筑表现出活 泼灵活的艺术特性 工业建筑的设计手法并不拘泥于传统 的方式 无论是从平面布局 或者是立面的造型 都采用 了灵活多变的构图手法 图2 4 再者工业建筑由于内 部生产操作的需要 对于光线有着特殊的要求 也基于生 产商节省用电投入的原则 促使工业建筑对自然采光有着 特殊的执着 有时设置顶棚接受项部射入的漫射光 有时 需要墙面设置大面积的开窗用以集中采光 而有时则要避 免自然光的射入 玻璃这是工业建筑中经常使用的材料 根据自然采光的需要或整或零 或高或低 或带状分布 1 2 图2 4 7 9 8 室内现状 浙江理工大学硕士学位论文 或置于建筑的转角处 为从墙面到屋顶的整个建筑注入了新的图元素 图2 5 2 6 图2 5 l o f t 4 9 屋顶带状开窗图2 6 1 9 3 3 令人惊叹的结构 2 1 4 对工业元素的偏爱和怀旧情绪 随着第三产业的蓬勃发展 工业经济逐渐让出第一大产业的位置 过去辉煌一时的 工业时代恍若黄粱一梦般淡出人们的生活实现 工业建筑也慢慢转移出的人们生活圈 后 工业文明的兴起 人们对工业时代越来越强烈的怀旧情绪 使得人们对l o f t 建筑的偏爱 同时也表现出对工业元素的痴迷 这也成为l o f t 建筑一个很重要的特点 图2 7 l o f t 建筑大都完好地保留着 原来厂房结构和外观 甚至刻意 炫耀现浇水泥梁柱结构 或是将 各类工业残留物审美化 从外到 内散发着工业气息的魅力 通过 选择l o f t 这种生活方式 人们可 以感怀工业时代辉煌的同时享受 两个时空中的美好之处 在体验 过去的荣耀和辉煌的同时又体验 着绝对时尚现代的生活 l o f t 图2 7 德国北杜伊斯堡公园 图2 8 l o f t 4 9 内遗留工业元素图2 9 人们对工业元素的怀旧情怀 2 2l o f t 建筑的热工性能分析 2 2 1 开敞空问的代价 由旧工业建筑改造而来的l o f t 空间给人 最直接的感性认识就是大片完整的使用面积和 高大的空间 空间的连贯性使得设计本身变得 灵活随意 这也是l o f t 爱好者对其趋之若鹜的 原因之一 图2 1 0 然而 大面积的开敞空 间 也意味着需采暧或制冷的体积同样随之增 大 笔者在调查的过程中 发现绝大多数的l o f t 建筑空间设计中 空间的得用率随着高度的增 高和开敞使用面积的增大而减小 换句话说 越高的l o f t 空间就难加以利用 再加上大面积 的开敞面积就更加增加了利用的难度 这部分 空间虽未被积极利用却理所当然地要求热气或 冷气的 伺候 所消耗在这里的能耗是极无意 义的 只是徒然加温或冷却顶部的构造 让它 1 訇2 1 0 南京圣划艺术中心 们闲闲无事通过冷热桥跟外界来个热量的 友好 交流 更加增对能耗的需求 1 4 再者 旧工业建筑使用功能的独特性 前期设计的时候并没有安装嗳通等设备 随着 后期使用功能的转变 室内热工环境的质量要求也随之开高 那如何解决这个问题呢 笔 者调查发现 早期的l o f t 建筑使用的基本是普通立式空调 亦即我们家庭客厅常用的那 中 而且往往是一个极大的空间只有一个空调 这样很难使空间的形成一个均衡的 舒适 的热环境 而空气流动在有着温差的状态下 一直进行由高温向低温运动的过程 而空调 在整体空间没达到设定的温度是 就会不停地工作者 这就造成空调极大的荷载 也不利 于能源的节省 相对大面积的开敞空间来说 单间式的传统空间分割方式显然比较节省能 源 2 2 2 屋面的能耗无底洞 旧工业建筑多为平屋顶 级防水等级居多 大多没有铺设保温隔热层 架空屋顶及屋面架设坡 顶仅对夏季隔热有一定作用 而冬季保温效果差 顶 层房屋的室内舒适度很差 图2 1 1 普通的防水层耐候性不佳 废置多年的建筑 屋面出现不同程度的损坏 简陋的防水层出现卷起 起泡至破损 雨水进入屋顶的结构层原本保温效果 不堪一击 的屋面更加雪上加霜 图2 1 2 夏 季 太阳辐射对屋顶的 袭击 来得直接而猛烈 保温隔热效果不佳的屋顶 尤其是平屋顶 大方 地接受强烈的太阳辐射 由于温差而产生热量从高 温区向低温区的转移 屋顶的热量积极向温度相对 较低的室内传递 升高室内的温度 而当室内温度 高于空调设定的温度时候 空调再度运行 维持室 内热环境的舒适宜人 这两股冷热空气对室内空间 的争夺战 且不管这个过程谁与争锋 但这无疑是 个极其耗废能量的过程 冬季 太阳辐射的 热情 减退 并不能使得 屋顶的温度加热到与室内有供暧的空气相一致 而 热量总是很执着地想低温区传递 屋顶逐渐被加热 1 5 图2 1 1 l o f t 4 9 内屋面 图2 1 2 l o f t 4 9 外屋面 浙江理二 人学硕士学位论文 与室内温度一致 而没有保温作用的屋顶则将热量传递到与它直接接触的 温度相对低的 外界 直到屋顶冷却 再一次又一次被室内空气加热 不断地将热量 贡献 到外界空气 中 很