老舊公共建筑被動式綠色改造技術路徑

楊 正 俊

(江蘇省無錫汽車工程中等專業學校,江蘇 無錫 214153)

隨著經濟社會的快速發展，能源消耗的急劇增長，給城市環境惡化造成巨大壓力。建筑能耗占據能源消耗較大比例，建筑節能已然成為關注的全球熱點問題。我國老舊公共建筑存量大、節能潛力也大,那些曾經給人們生產生活發揮過巨大貢獻的公共建筑，如今已成為陳舊、落后、高耗能的代名詞，老舊公共建筑不僅不能滿足人們不斷增長的生活、工作需求，限制了人們生活和工作環境品質的提升，還嚴重影響了城市的整體面貌。如何對待這些存量巨大、未達到設計使用年限的老舊公共建筑，是我們面臨的一個十分重要的課題。應該采用適宜的技術改造，對老舊建筑進行被動式節能改造是降低建筑能耗的有效路徑，讓這些老舊公共建筑繼續發揮其應有的作用，充分體現老舊建筑留給人類的歷史文脈。

1 老舊建筑被動式綠色改造的應然性

如今創新、協調、綠色、開放、共享的發展理念是我國全局性的深刻變革，綠色發展、綠色生活、綠色經濟等觀念已經在全球深入人心，并取得了前所未有的高度關注和快速發展。因此，全球眾多國家和地區紛紛建立自己的綠色建筑評估體系，可持續建筑的發展已經勢在必行。

很早時候江蘇北部由于地域經濟比較差，當時的建筑都是泥土墻，沒有基礎，屋架只是各家自己種植的樹木經過長時間浸水處理后使用的，屋面是茅草，通過很小的窗子引進光線，室內冬暖夏涼，那時候沒有制冷制熱設施設備，大概就是現在所說的被動式建筑技術的初始運用，是人們不知覺地借助自然環境的相關元素建造自己的房屋。如房屋的朝陽布局考慮、建筑材料本身的保溫隔熱性作為圍護結構(利用泥土拌和稻谷秸稈混合密實，并且設計較小的窗口)這些都能很好地阻擋太陽的短波輻射和地方的長波輻射，保持室內較好的溫濕度。在后來隨著人類社會快速發展，建筑室內使用大量動力設備進行采暖制冷，盡可能滿足人們舒適的建筑空間，但是產生較大建筑能耗，特別是二次能源危機后，使得人們認識到光靠能耗來換取相應的環境受到極大限制，從而重新關注被動式建筑設計理念，大量被動式技術設計建筑不斷涌現，西方發達國家把這項技術納入考評能耗的重要指標，都充分體現了被動式設計在節能與綠色領域的必要性。

2 老舊建筑被動式綠色改造的可行性

而今綠色建筑技術得以迅速發展，使得老舊建筑的技術改造成為可能。被動式建筑、超低能耗建筑、太陽能、新能源等可再生能源技術、高性能混凝土、高強度鋼材等綠色建材、建筑工業化、信息化、互聯網+與人工智能技術等新技術、新標準已在建筑領域快速應用，為綠色建筑的品質提升創造了良好的技術條件；從技術應用方面看，客觀論證公共建筑綠色改造中被動式技術的應用也是非常可行的；同時隨著綠色理念的廣泛宣傳和推廣使用，綠色建筑已受到民眾的普遍歡迎，社會的認可和推崇成為推動綠色建筑發展的強大動力，老舊公共建筑是最主要的建筑類別之一,有著巨大存量和眾多種類,此類建筑的節能技術改造成為業界關注的焦點。

二十世紀七八十年代，美國采用被動式技術的建筑有很多，且被證明可以削減70%左右的能源消耗，說明被動式設計在節能與綠色領域有很大空間。筆者曾經在東南大學四牌樓校區建筑逸夫館中感受到該建筑的自保溫式技術運用，在冬季幾乎所有公共建筑都是采用中央空調采暖的時候，這個建筑依然沒有任何動力設施，室內人們工作學習是那么的從容和自然，渾然天成的建筑空間讓老師和學生倍感舒適，這種“先被動，后主動”的技術應用得到充分彰顯。事實上，被動式節能技術手段已經讓老舊建筑的改造成為可能。

3 老舊公共建筑被動式綠色改造的技術路徑

老舊公共建筑進行被動式改造首先應對老舊建筑的結構承載力進行科學評估和分析，然后對建筑內外圍護結構、外窗、屋頂等界面進行改造，從而提升老舊公共建筑的美學性能和保溫隔熱性能。

3.1 老舊公共建筑圍護結構內外墻體綠色改造的技術路徑

在老舊公共建筑圍護結構中，外墻由于長期經受外界氣候的影響，墻面主要材料風化嚴重，美學性能不斷下降，阻擋太陽的熱輻射和地面的長波輻射性能低下，且外墻面占據圍護結構的面積比例也最大，大部分能耗從墻面散失，因此應作為被動式綠色改造的重點。如果外墻面的飾面有脫落、保溫層有起鼓、原墻體經過日曬夜露而風化程度比較嚴重的情況下，應首先進行圍護結構安全性計算，必要時進行采取加固措施。外墻當前采取的綠色改造措施主要是進行外墻外保溫，在原墻體外側清理后進行涂刷粘結劑，再用膨脹螺栓固定擠塑聚苯烯板，外敷玻纖網，再用水泥砂漿薄抹面層，最后根據原建筑特點和當地環境要求進行適當地表層裝飾，參見下列外墻外保溫構造示意圖(見圖1)。外墻外保溫的優點是增加房屋使用面積，且由于保溫材料貼在墻體的外側，其保溫、隔熱效果會比內保溫好。

如果有些老舊建筑的外墻難以進行外保溫的改造，還可以對圍護結構內墻進行適當有效保溫，通常可以采用沿著內墻鋪設內保溫材料，如保溫棉、擠塑聚苯烯板、羊毛、羽絨等多種有機或無機環保保溫材料，經過相應技術處理后，貼敷內墻面，保溫效果好且環保性能好。筆者曾在一工程中朝西面墻體進行內保溫處理的案例，效果非常好，完工后經測試在高溫天氣中比相同環境能有效阻隔3 ℃。具體做法是采用宜興地產直徑3 cm老毛竹，取齊，蒸煮后室內通風晾干，做好防腐防蟲蛀處理工作，采用粘結劑沿墻密排，不能用釘子，容易銹蝕，再安裝龍骨，后表面進行雙面雙層石膏板，再在表面進行涂飾或者其他面飾材料。這是利用毛竹內空，有效地阻隔太陽短波輻射進入室內，而冬天地面的長波輻射也不易丟失的原理，起到很好地保溫隔熱效果。缺點是占據了室內一定的使用面積。參見內墻內保溫構造示意圖(見圖2)。

3.2 老舊公共建筑的窗改造

墻是建筑圍護結構面積最大的地方，窗恰恰是建筑能耗散失最大的部位，面積約占公共建筑外圍護結構表面的30%左右，其能耗卻占建筑總能耗的66%左右，而傳熱損耗為30%，所以窗是圍護結構節能改造的另外一個重點。如果老舊建筑中不符合熱工要求的鋼窗、鋁合金窗、木窗應進行更換。應使用新型鋁合金中空斷橋隔熱玻璃窗。或者在原有單玻璃窗外側或內側增設一層Low-E玻璃窗，安裝時應確定其合理的間距，并能滿足對窗戶的熱工性能指標，周圍一定要密封，避免層間結露(見圖3)。在如此改造之后還要對窗口的遮陽采取如下措施降低建筑能耗。

1)窗口固定外遮陽。通常有固定玻璃鋼遮陽、固定百葉遮陽、花格遮陽等集中方式，也可以用幾種方式的綜合使用。但固定遮陽會引起自然采光、夏季自然通風的涼爽、冬季太陽光照射的采暖、阻擋視野等多方面的矛盾。

2)窗口活動外遮陽。通常采用可伸縮的帆布遮陽、蘆葦編制的可卷式垂直遮陽擋板、軌道式推拉外遮陽、各種材質的百葉遮陽、黑紗幕簾等有機材料做成的遮陽形式，起到很好地外遮陽，能有效地阻擋陽光，也能起到美化室外環境，而且環保性能較好。并且活動遮陽可以根據環境的變化和個人感受，自由控制遮陽工具的時間和空間情況。以上這些方式能夠遮擋住幾乎所有的太陽輻射，這時候進入外窗的熱量只有卷簾吸收的太陽輻射能量向內傳遞的部分。

3)窗口中置式遮陽。這種形式現在用的比較多，通常鋁合金百葉位于雙層玻璃的中間，和窗框及玻璃組合成為整扇窗戶，在窗外側根據使用者的需要進行電動控制，也能起到非常好的遮陽效果。

4)窗口內遮陽。主要是指窗簾，相比外遮陽，內窗簾遮陽更靈活，容易開啟，缺點是內遮陽時，太陽短波輻射穿過玻璃，并使窗簾受熱升溫，從而使室內的溫度上升。

3.3 老舊公共建筑的屋面改造

老舊公共屋面由于長期使用和長時間的風化，會使屋頂部分的防水層發生開裂，雨水滲漏，保溫層受潮，從而降低屋面保溫效果，因此應根據實際情況進行節能改造，但屋面大多是老舊建筑保持歷史文脈的外在顯現，因此應該加固結構層，重做防水層，增設保溫層，并在保溫層上做水泥砂漿保護層，再做防水層，從而保證屋頂圍護結構的熱工性能，老舊建筑的保護與再生得以承載，保留原有建筑元素構架從而保持建筑的美學性能。

4 結語

對老舊公共建筑進行被動式節能改造是十分必要而有意義的，通過對老舊公共建筑的被動式節能改造，讓建筑物先被動地進行技術改造，最大限度地降低建筑能耗，后主動地節約能源，從而使原有建筑煥發生機，也為節約資源和能源，創造節約型、環保型、協調發展型社會，推動綠色建筑理論和實踐的深化與發展，提高公共建筑綜合生態利用價值。

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