旧工业建筑改造设计中绿色节能技术的运用

旧工业建筑改造设计中绿色节能技术的运用

摘要：当前，资源能源的日益短缺及快速城市化进程中“大拆大

建”对历史破坏日益严重。如何更好地利用和保护旧工业建筑，越来

越受到重视。现有的改造设计手法已经不能满足于节约能源和资源的

需求，对旧工业建筑进行绿色节能改造是当前的迫切需求。工业建筑

的绿色改造在资源利用和节能方面都具有刍身的优势。因此将绿色节

能技术应用于旧工业建筑的改造中，并从围护结构改造、建筑空间改

造、可再生能源的利用和材料的选择与利用这四个方面提出了具体策

略。总结出了以旧工业建筑绿色节能改造的设计方法来具体指导设计,

以期能为现有的建筑改造项目提供借鉴。

关键词：绿色节能技术；建筑改造；旧工业建筑

中国作为世界第二大经济体，各行业能源需求极大，但目前能源

供需的矛盾问题却日益突出。化石燃料是我国能源供给的主要依靠，

煤炭作为主导的能源结构（图1）,仅供全球在开采81年（图2）,到

2020年，我国将面临至少10亿t煤量的能源缺口。所以，能源短缺

与再利用是目前不容忽视的问题。与人类生活息息相关的建筑行业，

却是世界能耗量最大的行业。因此在这个高能耗的时代，旧工业建筑

的绿色节能改造就是当前的迫切需求。

一、国内外旧工业建筑改造背景及相关政策

20世纪70年代,在环境污染和燃料价格暴涨愈演愈烈的情况下，

绿色节能技术的相关方法和理论逐渐开始得到欧美等西方发达国家

的重视，他们甚至制定了相关的政策来促进节能技术的发展和应用。

这些政策是经过多次实验计算推理出的，在满足使用的基础上，将建

筑的能耗值降到最低。其中，“建筑研究所环境评估法”(BREEAM)

是首个制定的关于建筑节能的评价体系。荷兰住房部制定了可持续建

筑计划和“分级跨越”概念，将绿色建筑由一个概念变为建筑项目中

的必须流程。我国关于旧工业建筑改造的研究较少，有需要理论和经

验仍然需要借鉴国外研究成果。近几年，国内也涌现了不少示范性绿

色、节能的改造优秀案例值得借鉴，如东北地区住宅的外保温节能改

造、上海等城市办公楼绿色节能改造及上海城市未来馆的改造再利用

等。

二、绿色节能技术的概念及应用范围

绿色节能技术是根据能量在建筑中的传递规律，考虑建筑整体规

划节能设计■、建筑单体节能设计及建筑设备节能设计所采取的技术措

施，并优化组成适宜的建筑节能体系。在保护环境且不影响人体舒适

度的前提下，可以最大限度地提高能源的利用率，保护环境和减少污

染。在节约能源和资源的基础上，最大限度地满足人类的工作、生活、

健康、娱乐等的需求。木文主要从建筑围护结构、空间、材料和能源

技术这四个方面，对旧工业建筑进行了剖析，将绿色节能技术的相关

策略具体应用到具体改造设计中。根据不同地区的气候环境，采用对

应的节能技术，以达到绿色建筑的评价标准。建筑绿色节能技术与节

能技术的区别在于，它不仅关注建筑的能源利用率，还时保护环境和

减少污染等方面予以关注，这将是本文所关注的。（1）绿色节能改造

首先应增强工业建筑的外维护结构保温隔热能力。其中，它的能耗占

到建筑总体能耗的72虬因此，提高外维护结构的性能就显得尤为重

要。（2）建筑空间改造是解决室内空间昏喑、通风问题的关键。由于

旧工业建筑的形态、朝向及所处环境等因素无法改变，所以内部空气

流动和自然采光的问题需要通过建筑空间的改造来解决。（3）可再生

能源利用技术。包括太阳能、地热能、风能等，这些能源的利用是建

筑节能绿色改造的组成部分。（4）建筑材料的选择与再利用。在闫工

业建筑的改造中，在材料的节能方面：要考虑对拆掉可回收利用的建

材进行循环使用；在考虑使用新材料施工时，选择可再生、回收利用

率高的建材

三、绿色节能技术在旧工业建筑改造中的应用策略

1.围护结构节能技术：外墙的改造策略

外墙的改造是旧工业建筑改造中必不可少的环节，对墙体进行保

温处理是最常见的方式。近几年，国外流行的节能新型墙体的改造也

在我国被广泛采用，如特朗博墙体、双层幕墙等。在旧工业建筑改造

中，外墙改造策略可以通过墙体内部或外部加建一层新材料的方式,

改善建筑的热工性能。在戴克豪仓库的改造中，由于业主对资金的限

制和旧工业建筑的保护情怀，使得赫尔佐格打破了传统的墙体保温改

造形式，采用了一种透明的、可降解的塑料薄膜，将室内自下部窗框

以上整个包裹起来，并且与原建筑表皮之间形成了空气保温层改变了

建筑内部几何形式的大厅。新材料的注入，使室内空间产生了全新的

张力。在原建筑墙体外加建玻璃墙体，中间留有空气间层，形成了被

动式阳光间设计模式，减少了原建筑外墙的对流和辐射造成的热损失。

另外，原墙体的蓄热层吸收的太阳辐射热可以通过介质向室内传递。

目前，这个做法在旧建筑改造中应用较为广泛。如在天友绿色设计中

心改造项目中，建筑南立面首层运用了特朗伯墙技术，即墙体为黑色

重质蓄热墙，前面附加玻璃表面。利用墙体和玻璃开启的方式和位置，

形成了满足季节变化的被动式节能要求。

2.建筑空间改造：中庭空间植入

在旧工业建筑改造中，由于工业建筑存在进深大的特点，使得室

内环境昏暗、通风性差。通过中庭的植入的方式，结合热压及机械送

风的方式，改善了建筑内部的光环境与风环境，提升了室内品质,由

于旧工业建筑进深较大，简单的外围护结构窗体更新替换并不能满足

现有功能对于光线的基本需求。在这种情况下，可以在建筑内部加设

一个或多个中庭空间，以扩大建筑室内的采光范围。从绿色节能的角

度上来说，自然采光、自然通风、自然景观等设计要结合中庭空间设

计，共同完成。如南海意库3号办公楼的改造中，四个中庭并列组合

在一起形成集中式中庭，将自然采光、自然通风和休憩空间结合在一

起，为人员提供了惬意的室内环境。

3.可再生能源利用技术：太阳能的利用

太阳能作为最常见的可再生能源，充分开发利用太阳能不仅可以

有效缓解人类的自然资源，还可以有效地解决因过度使用常规能源所

带来的生态环境污染的问题。欧美国家率先将这项技术应用于建筑改

造中，并初见成效。据统计，年日照数大于2000h的地区占到我国总

面积的2/3,辐射总量在3340〜8360MJA12,总量等值于燃烧110〜

280kg标准煤，这样丰富的储量也为我国太阳能的利用创造了有利条

件。目前，阳光间及太阳能构件一体化成为了旧工业建筑改造设计发

展的新趋势。如今，太阳能构件与建筑一体化设计成为了建筑屋顶及

立面改造的常用手法。太阳能构件在提供能源的同时，也成为了建筑

外立面独特的装饰元素。其中，太阳能光伏板与建筑结合的方式，有

屋顶集成、立面集成、遮阳构件和阳台外挂构件四种形式。

4.建筑材料的选择与再利用

（1）既有材料的再利用在旧建筑改造中，对被拆除的建筑原构

件或废弃物进行喷漆或打磨精心处理，将其巧妙地布置在新办公建筑

里。既维系了工业文脉的延续性，又避免了资源的浪费，是一种成本

极低的材料在利用方式。如上海花园坊节能环保产业园改造中，对一

些平时无用的废品进行艺术化处理再利用。既节省了材料，又延续了

工业文脉。（2）新材料的选择建筑的改造只通过旧材料的循环利用是

远远不够的，也需要新材料的合理选择运用。首先，要多使用本地材

料。使用远途的建筑材料在运输的过程中会造成环境污染和能源消耗;

其次，采用无毒无污染的材料。如室内材料可以选择硅藻泥这样具有

消除甲醛、净化空气的材料；外围护结构的窗户可选择能耗低的PVC

塑钢窗。最后，材料经济性选择。材料经济性选择并不是要选择便宜

廉价的材料，在设计时要考虑到全程的费用，如有些材料不止需要一

次的维护和更换。购买时选择较高价的材料，可以避免将来不必要的

花费。

四、结语

中国的城市建设正逐渐从量的跃进转向关注环境品质的质的追

求。旧工业建筑的节能改造彻底改变了原建筑的能耗情况，能够有效

缓解环境及能源危机。因此，将绿色节能技术应用十旧工业建筑改造

的改造中具有重要和长远的意义。

作者：田丹索健聂华单位:大连理工大学建筑与艺术学院

参考文献：

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