旧建筑生态节能改造.ppt

旧建筑生态节能改造策略 建筑围护结构节能改造 外墙改造 1 外墙保温改造 外墙保温主要有三种形式 外墙内保温 外墙外保温 夹芯保温夹芯保温不适合用于建筑改造 外墙外保温与内保温相比有明显的优越性 使用同样规格 尺寸和性能的保温材料 保温效果比内保温好 目前国内的保温层一般选用聚氨酯泡沫塑料 膨胀聚苯乙烯 EPS 泡沫塑料 挤塑聚苯乙烯泡沫塑料 XPS 岩 矿 棉 玻璃棉毡等 外墙外保温的保温层宜采用轻质 高效 吸水率低 耐候性好 耐火等级高 收缩率小的保温材料 具有优异的保温性 能改善居住环境 减轻墙体重量 且不占使用面积 工程造价较低 还能保护主体结构 延长建筑物使用寿命 施工灵活 便于旧房节能改造 因而应用范围广 是目前正在建筑节能改造中推广的保温节能技术 慕尼黑某仓库改造 工作室 慕尼黑 1997 当时业主要求将一个旧仓库改造成一个设计工作室 原有仓库内部阴暗 是由不具有保温能力的钢框架 一个简陋的屋顶和单层的玻璃立面组成 通过附加一个双层薄膜结构有效地改善了建筑内部的热工环境 薄膜间形成的空气层起到保温和热缓冲作用 使建筑物维护体的热工性能获得了相当大的改善 原有大厅的严格的几何形体 平整的表面与薄膜的柔和多变的曲线形式之间的对比 使室内空间产生了全新的张力 2 玻璃幕墙 在旧建筑改造中 在原有外墙加玻璃幕墙 其间留有一定宽度的空气间层 形成缓层 并且通过幕墙外部上下开口和内部墙体不同的分割方式 组织空气间层内的气流运动方式 改善室内的自然通风 创造出健康舒适的室内空间在改造的同时 还应考虑到空气间层在夏季强烈阳光辐射下导致的过热 因此可充分利用空气间层空间 在其间设置遮阳 反射和隔热等设施 赫尔佐格 德梅隆 SUVA办公楼改建 保留原有建筑的砖墙 巧妙地结合窗洞的位置增设玻璃幕墙 形成双层体系 每一楼层的双层体系表面分为三部分 上段由隔热玻璃和棱柱板构成 可以根据太阳高度角调节合适角度 变化棱柱板的角度可以阻挡太阳辐射 也可以让阳光进入室内 中段为人工控制的视窗 由透明的隔热玻璃构成 最下段是依温度调节的集热板 可以充分利用太阳能 立面的变化受到日照强度 室外温度 时间 风力和降雨等因素的影响 这个立面设计力图一方面充分利用日光 另一方面满足建筑师 随四季变化的立面 的设想 建筑围护结构节能改造 门 窗改造 1 改变门窗洞口面积 在建筑改造中 应针对不同地区的环境特点和生活习惯 区别对待 有些情况下 不宜过分缩小窗墙面积比 而应着重于利用高科技 以大幅度提高窗的热工性能 缩小窗与墙的传热系数差异为主 以缩小窗墙面积比为辅的双重措施 这样既能取得良好的节能效果 又不影响室内环境质量 2 改变门窗洞口朝向和形状 北京嘉铭桐城会所东西端墙的窗户 3 窗框的处理 在改造中通常采用导热系数小的 断热处理过的金属框材 钢塑 铝塑 木塑复合材料取代原有的实腹钢窗 改善窗户的保温性能 采用双层窗 多层窗或中空玻璃显著增加窗户的热阻 从窗户的制作 安装来提高窗户的气密性 改造中在门窗的框扇中加设橡胶密封条 而且在门窗框安装时采用现场发泡的材料 如聚氨酯保温材料 有效地处理了门窗部位冷热桥的遗留问题 达到应有的保温隔热效果 更换新型玻璃 对于一个建筑的绿色节能改造首先要分析其能耗来源 以传导热为主要热损失的应采用绝热玻璃 辐射热为主的应采用遮阳玻璃 也就是说冬季取暖为主的地区要考虑绝热问题 夏季蓄热问题严重的建筑要考虑遮阳 4 玻璃的选择 1 玻璃贴膜改造 太阳控制窗膜 SolarControlWindowFilm 可以在不改变原有透明玻璃外观 保持高采光情况下 大幅降低遮阳系数 即使进入室内的太阳热量减少 使建筑用电明显下降 2 更换新型玻璃 双层玻璃 在热散失上 双层中空玻璃比单层透明玻璃 可减少大约1 2的热散失 另外 如果在双层中空玻璃的内侧贴上低辐射薄膜 还能进一步提高隔热性 深圳大学建筑系研究院玻璃贴膜 东向及部分南向窗设有外水平遮阳 由70mm宽金属板条组成 间距120mm 遮阳系数为0 7 这种遮阳系统对夏季正午具有良好遮阳效果 但对于太阳斜射情况则不够理想 西向为景观窗 不能添加外遮阳系统 根据大楼用电的不完全统计 改造后的夏季单位时间空调耗电量与上年同期相比降低了15 改造对建筑节能的效果已明显显现出来 尤其受惠的是以前临窗位置的人们可以在柔和的阳光下舒适地工作了 建筑围护结构节能改造 遮阳 遮阳改造中需注意的问题 1 遮阳形式的选择2 遮阳的材料的选择 常见的如金属 塑料制品 玻璃 织物 植物等 一些新的材料 如光电板 高性能玻璃等也被整合进遮阳的功能 还出现了如印刷 蚀刻 打孔等新的加工方3 丰富多彩的遮阳形式4 遮阳与建筑的一体化 在遮阳设计中 将遮阳构件当作建筑的有机组成部分进行设计 使其在满足遮阳功能的同时作为建筑表皮而成为建筑的特色 赫尔佐格 德梅隆 慕尼黑FiveCourts 建筑改造后外立面部分保留有原有老建筑的气息 而商场主入口部分则改造成通透的玻璃幕墙 并采用黑色金属遮阳构件 此构件为多孔折叠金属薄板 每层楼板处挑出一定宽度的金属构架 遮阳板就沿边缘的导轨折叠或展开 底层的遮阳构件可以沿隔栅下面的曲线形轨道活动 构件或开或合 且立面为之稍许错开 所以形式简单又不单调 并且与周围的老建筑有很好的对话 在商场的中庭 设计了金属支架 将绿色植物藏在支架的特殊节点处并垂放下来 像倒挂的树 起到遮阳的效果 同时使内部空间更加丰富 灯具位于植物的底部 这种利用绿化来遮阳的方法 值得研究和推广 英国莱斯特市GatewayHouse办公楼 由于受东南和西南方向的强烈日照 面临很严重的过热问题 建筑师在该建筑的改造中将外立面的实墙覆上绝热材料 为窗户设计了一套漂亮的遮阳系统 结合外立面设计出整体钢框架 遮阳板与立面成45度角布置 既达到遮阳的效果 又能在冬天保持充分的室内自然光照明 同时不遮挡屋内人的视线 该遮阳系统设计不仅非常有效地解决了原有的过热问题 而且令建筑看起来焕然一新 是形式与功能的完美结合 建筑围护结构节能改造 屋面 1 屋面保温隔热改造 1 屋顶加设保温层 2 屋顶增设架空保温层 3 平屋顶改坡屋顶 真正意义上的坡屋顶应设通风换气口 一般换气口面积最好能占顶棚面积的1 300以上 将坡屋顶的通风口做成可启闭式 能够兼顾冬季保温和夏季隔热 夏季开启 便于通风 冬季关闭 以利保温 2 绿色屋面系统改造 建筑围护结构节能改造 其它部分 1 阳台改造 1 在阳台外面做一层保温 把阳台整个包起来 为了消除冷桥现象 有两种办法 一种是在阳台外面做一层保温 把阳台整个包起来 另一种是去掉旧阳台 在建筑外墙做好保温后加上新阳台 2 去掉旧阳台 在建筑外墙做好保温后加上新阳台 新阳台通常采用新技术和新材料 使建筑看起来新旧分明 很具有时代感新阳台通常采用轻质结构 如轻质楼板 并且增加新的固定构件和基础 阳台还可以改造成栏板可开启式 夏天打开栏板 利于室内通风 冬天栏板关闭 利于保温 2 楼梯间改造 在建筑改造中 经常需要增加新的楼梯间或电梯间 新楼梯间或电梯间可以贴着老建筑用钢结构建造 或者采用预制模块 贴 到老建筑上 在冬季寒冷地区 将开敞式楼梯间改为封闭式 楼梯间设窗 北向入口加设门斗 避免冬季西北风灌入 对楼梯间的顶部进行封闭处理 避免形成烟囱式的通风口使热量从楼梯间顶部散失 使整个楼梯间形成一个温度阻尼区 从而增强建筑外围护结构保温 隔热性能 3 外走廊改造 建筑外廊改造主要是针对外廊式住宅的改扩建 在走廊外侧加建若干楼梯间 将原有公共走廊分割成阳台 使居住者从阳台独立入户 或者将阳台也用保温结构封上 改为室内空间 相当于将外廊式住宅改为单元式 在冬季寒冷地区 建筑外廊也是造成冬季能耗大的因素 在公共建筑开敞式走廊外侧安装双层玻璃窗 将外走廊封闭起来 同时做好走廊外墙保温 可以大大改善冬季室内热环境 建筑空间节能改造 中庭 1 在中庭内的加建 如果原有建筑旁边没有可以利用的场地 而建筑内部有较大中庭空间 那么就可以考虑在中庭内部的加建 新建的部分与原有建筑之间的衔接是要着重考虑的内容 为了解决建筑内部的采光和通风问题 通常会在新老建筑之间留一道缝隙 缝隙内的空间可以是一条通高狭长的共享中庭 也可以作为交通空间使用 哥本哈根格利普狄克美术馆扩建 扩建部分被安排在卡尔斯伯格博物馆的两座旧馆所围合的一个内部庭院中 被称为 建筑中的建筑 新建筑以平坦光滑的表面与旧建筑的砖墙形成对比 位于两栋建筑之间 由玻璃顶覆盖的上升的步行街 可以直接通到用于展览的3个楼层和屋顶平台 在原有建筑的中庭里镶嵌了一个 玻璃盒 与原有建筑之间保留了一条反月形狭长天井 顶部加斜玻璃顶 并留有开槽与室外相通 新建部分采用正压送风 夏天 经过湖面降温的新鲜空气由门庭进入 在门庭里的水池上再次降温 然后在天井顶部的负压作用下上升 上升过程中吸收热量 最后从天窗排出 这种窄而高的天井产生的烟囱效应 改善了室内的通风条件 同时狭长的天窗给周围空间带来了足够的光线 值得一提的是 虽然天井最窄处只有1 2m 但由于弧线产生的空间变化 完全没有原来担心的厚而封闭的感觉 2 在改建中加设中庭 当旧建筑的空间比较单调 或者内部采光通风条件不好时 需要在内部加设中庭以丰富建筑空间 改善室内环境 节约照明和空调费用 北京嘉铭桐城会所改造 建筑师在对旧厂房的的结构进行保留的同时 加入现代化的建筑材料和建筑技术 使建筑焕然一新 旧结构体系中插入了四个独具特色的玻璃中庭 红色钢框架的玻璃盒子突破屋顶高度 绿化空间上下贯通于其中 每个玻璃盒子顶端都有通风口 夏天起到通风塔的作用 冬天相当于温室 既丰富了建筑空间 又为建筑内部带来充足的自然光线和更加舒适的热环境 3 在加建中加设中庭 在建筑物加建中 增加中庭一般无外乎两个原因 一个是增加人们的公共活动 交往空间或者作为建筑与城市的过渡空间 另一个是改善建筑内部环境质量 建筑师在新老建筑入口处都加了一个巨大的玻璃大厅 与建筑相咬合 成为通高的共享大厅 相当于边庭 暴露的结构网架限定空间并获得宏伟的尺度 一系列有天光的空间将人引导至展厅 这个通透的公共空间是建筑空间与城市空间的融合 是由城市空间进入建筑空间的过渡和中介 它有门厅的功能 而作用和魅力却是门厅无法比拟的 洛杉矶会展中心的扩建 4 以玻璃顶覆盖庭院 以玻璃顶覆盖庭院是建筑改造或扩建的一种常见方式 在这种方式下 原有露天庭院空间转化为室内空间或半室内空间 同时伴随着该空间功能的转换 大英博物馆的中央庭院改建 大英博物馆中央的庭院以一个巨大的玻璃穹顶覆盖 穹顶屋面每单元设计成互不相同的三角形 是为了满足庭院核心的鼓形阅览室与环绕四周的矩形墙面之间不均衡的跨度需要 这种由钢铁网格组成的曲面壳结构形式 既是主要的顶篷受力结构 同时也是玻璃幕墙系统的框架 这种设计可以尽可能地利用日光同时又减少热能的吸收 该项目中使用的是一种经过特殊加工处理的透光绝热蜂窝玻璃 它能确保仅有25 的热辐射通过玻璃 建筑空间节能改造 通廊 1 通廊的绿色节能原理 通廊 是指建筑中横向贯通的空间 顺着季候风风向设计的通廊相当于水平风道 利用风压进行自然通风 在逆风面上把室外空气引进室内 在顺风面上把室内空气排放到室外 对室内进行换气 有玻璃顶或天窗的室内通廊的绿色节能原理类似于中庭 除了给建筑内部深处带来自然光线 还可以利用其温室效应在冬季取暖 利用烟囱效应在夏季组织自然通风 如设计得当 同样有采暖 降温 调温功能 2 利用通廊的空间改造方法 1 创造连接建筑不同部分的通廊 在建筑改造中 为了整合建筑空间 通常将零散的不同部分连接起来 使建筑的各个部分达到和谐统一 这些新加的连接部分经常是贯通于建筑内部的 在视线上同样贯通 成为建筑中活跃的交通和交往空间 玻璃通廊是常用的连接形式 由于玻璃界面建构的空间具有交融性和复合性的特点 因而在建筑空间更新中 可以通过开放性的空间调节建筑的空间秩序 在老建筑的不同部分之间或新老建筑之间起到过渡和衔接作用 2 在旧建筑中创造通廊 对于大进深建筑 为了改善内部通风和照明条件 通常采用在内部增加室内通廊 即室内街 的做法 美国明尼阿波利斯市华盛顿大街801号北厂房改造 这是一个由库房改造而成的大空间建筑 为艺术家们提供生活和工作的场所 库房外皮是承重的砌筑墙体 内部是曝露的结实的木结构框架 由于库房的进深很大 而周边的开窗又非常有限 就要设法引入更多的自然光 解决的办法是在建筑的中央打开一条3层高的室内街 从街道的顶部透入天光 既创造出戏剧性的住宅的入口空间 又增强了建筑室内的方向感 这个中庭还为社交和观景提供了场所 邻里间的互动在这个3层高的空间中发生 时 室内宽大的墙面还可以用作艺术品的展示 既安全又别致 建筑空间节能改造 气层 式建筑空间 1 气层 式空间的绿色节能原理 气层 式空间 就是空间包含空间 玻璃是气层建筑中无可替代的建筑材料 气层之外的玻璃外壳通常附有支撑构件和遮阳板等装置 新鲜空气经过外皮开口进入空气缓冲区域 带动区域内空气流动 这样产生的缓冲气流再次进入建筑主体 使内部空间获得柔和的自然通风 冬季 内外双层的门窗洞口可部分或全部关闭 形成保温层 由此 拥有了充足的太阳能和日光 空气缓冲层的保温能力以及自然通风 德国政府培训中心 2 气层 式的空间改造方法 气层 式的改造 是指在改造中 用 气层 将旧建筑全部包裹或覆盖 形成屋中有屋 新旧共生的空间特色 在这新的 气层 空间中 新旧建筑生动地进行对话 如何使这个共享空间最好地利用自然光和通风 便成了设计的重点 黑川纪章 澳州墨尔本中心设计 该项目必须面对两个来自城市的制约因素 一是场地内既存的古建筑文物必须保留 这是一座19世纪的红砖砌筑的制弹碉楼 塔高50公尺 被澳洲政府列为 具有历史价值建筑 不可拆除 二是处理与地铁站出入口的关系 设计者以一个巨大的玻璃锥体把古建筑罩了起来 巧妙地化解了新旧建筑间尺度的巨大差异 同时又使得中庭更具城市公共空间的意味 阳光透过玻璃从天空中倾泻下来 在古老的碉楼上留下变幻莫测的阴影 这个65m高的巨大中庭提供了新与旧对话的场所 由于玻璃的大量运用 气层建筑几乎可被称为是新的 玻璃盒子 因此 原则上说 气层建筑应是一种温带建筑 过热或过冷的气候条件都会削弱它的适应力 若强行运用只会违背节能的初衷 导致其成为 巨大的能量消耗机 建筑空间节能改造 地下空间 1 利用地下空间的绿色节能原理 地下空间具有自身的明显优点 如节能节地 微气候稳定 防震 防风 防尘暴 经济和有利于生态平衡及地方文脉的保护等 年温差在0 1 以内时的地下深度称为地下恒温层 恒温层也会因地点不同而有差异 大约是在地下10米左右 在超过10米的深度上 土的温度就会逐渐升高 因而利用地下空间关键是利用年温度变化小的这一区域 人们为部分或全部用土覆盖的建筑起了个名字 掩土建筑 覆土建筑 2 利用地下空间的改造方法 巴黎卢浮宫扩建 当基地环境对建筑的体量有所限制时 或者为了保持历史建筑原有风貌的完整性 或者为了利用地下空间冬暖夏凉的特性 建筑师会考虑在改扩建时将新建建筑置于地下 建筑空间节能改造 被动式太阳房 1 被动式太阳房原理 被动式太阳房的太阳能系统主要由太阳能集热器和蓄热体组成 集热器就是吸收太阳能的装置 主要有两种 一种是利用建筑物本身做集热器 如向阳的玻璃窗 集热墙 玻璃温室等 另一种是附加于建筑物外墙上的独立构件 蓄热体是储存热量的建筑构件 白天吸收和储存多余的热量 夜晚逐渐向室内放热 可以大大减小室温的波动 2 被动式太阳房原理的应用 1 增加日光室 在北欧的很多国家 日光室 温室 一直作为家庭空间的一种延伸形式使用着 如设计得好 温室应该在一年的大多数时间里能够达到并保持适合于居住的温度 在冬季接受日照 吸收热量 在夏季做好遮阳 通风处理 为主要建筑空间提供热缓冲作用 避免把主要空间直接暴露于不理想的热环境中 2 使用空间的调整 被动式太阳房在空间的布置上遵循一个规律 那就是把建筑中采暖要求比较低的房间布置在非向阳面 把采暖要求较高的房间围在中间或者放在向阳面 在建筑改造中 可以将一些次要空间安排在非向阳面或其他不利朝向 重要使用空间占据中心位置或有利朝向 可以在改造中重新划分使用空间 置换空间使用功能 在不利朝向增加附属空间 如厕