綠色技術對舊工業建筑改造的應用論文
[摘要]面對環境與資源問題的嚴峻考驗，舊工業建筑進行改造再利用是大勢所趨，將綠色技術應用到改造過程中，發展綠色建筑是建筑業的必由之路。結合工程實踐，探討節地、節水、節材、節能等綠色技術在舊工業建筑改造過程中的應用，這是一次探索與嘗試，以期創造與自然和諧共生的建筑，同時為今后的舊工業建筑改造項目提供參考。
[關鍵詞]舊工業建筑；建筑改造；綠色技術
在科技、經濟高速發展的今天，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30%，預計到2030年將達到40%，我國建筑業儼然已成為一個龐大的耗能行業。對于閑置的舊工業建筑，拆除會造成更大的資源浪費，改造再利用是大勢所趨，將綠色技術應用到舊工業建筑改造中，發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”“高造價”緊密相連，讓人感覺高不可攀。這是一個誤區。綠色建筑不可一味倡導高技術，以唐山水泥工業博物館項目為例，從傳統建筑設計出發，通過樸素而有效的手段，應用節地、節水、節材、節能等綠色技術，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，創造經濟、環境和社會效益。
一、唐山水泥工業博物館項目概況
這是一個舊水泥廠更新改造項目，位于中國第一家水泥廠——唐山啟新水泥廠（圖1）舊址，占地面積約6.3萬m2，建筑面積5.1萬m2，也是中國首個以水泥工業為主要內容的博物館。清華大學建筑學院擔任了前期研究、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。項目開發、建設、運營、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、老電廠等具有重要歷史和文化價值的老建筑物、構筑物進行改造，最終形成以博物館展示、文化創意、工業旅游為特色的產業園區（圖2），它的成功給唐山這類古老的工業城市復興帶來很大的啟示。
二、綠色技術的應用
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。作為工業遺產，原有廠房建筑群的建筑材料壽命周期長、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，對其進行改造再利用遠比拆除新建帶來的經濟、環境和社會效益大。1.節地項目區位優勢明顯，位于市中心附近，占據城市的關鍵位置。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，待城市污水集中處理后產生再生水，通過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，用于景觀綠地澆灌；對地面停車場等硬質鋪地采用透水面磚，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房拆掉，并且新建建筑，在丟失工業老城歷史文明的同時，也造成了資源的極大浪費。對其進行改造再利用，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，減少了環境污染，同時，也大大減少了建造成本，達到經濟、環境、社會三方面共贏。例如，將原有廠房建筑物的框架結構保留，甚至直接外露，極具水泥工業特色（圖3）；將改造后的建筑賦予文化創意展示、餐飲等功能，不僅避免了拆除重建，同時提升了項目的實用功能。項目在建筑材料的使用上，就地取材，舊料回收，循環建造。通過回收舊材料與新材料一起混合建造，例如，部分場館的外表皮運用回收的廢棄材料，同時與新建部分有機結合（圖4）。將廢棄管道或者拆卸下來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的一個重要組成部分，也是綠色建筑需要解決的重點問題。作為建筑物的外圍護結構，墻體、門窗是室內熱量向外散失的主要途經。水泥廠房改造項目主要通過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現建筑節能。（1）墻體節能改造舊水泥廠房外墻為實心粘土磚墻體，沒有保溫作法，只靠墻體厚度不能滿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）門窗節能改造舊水泥廠房為普通玻璃門窗，保溫隔熱性能很差。改造后，采用斷橋隔熱型節能保溫門窗，加設密閉條提升門窗的密閉性。同時采用低輻射中空玻璃，由低輻射與普通玻璃復合而成，對太陽光的高透過率和對長波輻射的高反射率，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房的建筑進深較大，室內采光和通風性差，通過增設中庭，擴大室內自然采光范圍，提高自然通風效果。同時，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，使中庭內部空氣時刻受到外界的空氣擾動影響，從而增強了建筑內部自然通風效果。中庭儼然成為了建筑內外空間的自然氣候交換場所，與中庭相連的房間不僅可以減少熱量流失，同時減少了制冷需耗。再結合少量人工照明、熱壓和機械送風，有效改善了室內光環境和風環境。中庭的設計，使廠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，對于建筑的整體節能、氣候控制和環境凈化等方面都起到了積極的作用。
三、結語
發展是人類社會永恒的主題，面對環境與資源問題的嚴峻考驗，建筑領域也要深刻變革，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的關鍵時期，我們呼吁建筑師擔負社會責任，樹立與環境共呼吸的建筑設計觀，提倡綠色技術的合理應用。以唐山水泥工業博物館項目作為實踐探索，合理應用綠色技術，通過提高建筑容積率和土地利用效率來節約土地；通過再生水的利用，雨水的匯流、收集利用和入滲，達到最大限度地節水；通過回收利用廢物節約建筑材料；通過墻體、門窗節能改造和中庭設計實現建筑節能。綠色技術應用于舊工業建筑改造是新的趨勢和發展方向，還需我們不斷地探索和研究。
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