基于生態(tài)導(dǎo)向下的舊工業(yè)建筑改造中復(fù)合表皮設(shè)計(jì)探討

孫昕

中核新能核工業(yè)工程有限責(zé)任公司 山西太原 030012

目前，全世界都處于一個(gè)環(huán)境保護(hù)、可持續(xù)發(fā)展觀的階段，人們受生態(tài)理念的影響，運(yùn)用基于生態(tài)技術(shù)手段的建筑復(fù)合表皮，成為了舊工業(yè)建筑改造中的一項(xiàng)重要技術(shù)手段。

1 復(fù)合表皮設(shè)計(jì)方式在舊工業(yè)建筑改造中的生態(tài)性

在現(xiàn)階段全球資源緊缺、環(huán)境污染嚴(yán)重的影響下，通過(guò)綠色生態(tài)技術(shù)手段對(duì)舊工業(yè)建筑進(jìn)行生態(tài)改造，有利于建筑自身運(yùn)行的低能耗，周圍環(huán)境的改善，建筑內(nèi)外空間環(huán)境舒適度的提高等，使其生態(tài)性得到更大的發(fā)揮。建筑表皮綠色生態(tài)改造技術(shù)是目前重要的一種舊工業(yè)建筑生態(tài)方法，能直接的改善舊工業(yè)建筑改造后的使用舒適度和能耗狀況。簡(jiǎn)言之，建筑復(fù)合表皮改造是與舊工業(yè)建筑生態(tài)改造最具有相關(guān)性的，也是最能體現(xiàn)生態(tài)改造方面的考量[1]。

建筑表皮不僅包括建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，也包括建筑外一定外圍內(nèi)的場(chǎng)地。在建筑表皮的設(shè)計(jì)中，其生態(tài)性能多是通過(guò)對(duì)其材料或者構(gòu)造技術(shù)的復(fù)合化來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其生態(tài)性具體體現(xiàn)在兩個(gè)方面：（1）針對(duì)具體舊工業(yè)建筑改造后對(duì)室內(nèi)的使用環(huán)境的要求，采用復(fù)合表皮設(shè)計(jì)方式對(duì)舊工業(yè)建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能上進(jìn)行改造，可以增加其保溫隔熱、遮陽(yáng)采光、防潮等性能。（2）復(fù)合表皮的分層化設(shè)計(jì)可以將不同的而且沒(méi)有矛盾沖突的幾個(gè)室內(nèi)物理功能調(diào)節(jié)構(gòu)件結(jié)合在一起，使得每個(gè)功能構(gòu)件都能發(fā)揮出其最大的性能，而不用考慮其自身構(gòu)件的采光、遮陽(yáng)等需求，同時(shí)減少能源浪費(fèi)。

2 影響舊工業(yè)建筑改造中復(fù)合建筑表皮生態(tài)設(shè)計(jì)的主要因素

與一般的舊建筑改造設(shè)計(jì)相比，舊工業(yè)建筑改造再利用有其自身的特點(diǎn)，這些特殊性主要表現(xiàn)在舊工業(yè)建筑自身的特殊性、改造方向的復(fù)雜多樣性、造型需要體現(xiàn)多方面因素、建筑室內(nèi)外環(huán)境質(zhì)量很難控制等方面[2]。如，工業(yè)建筑往往都存在進(jìn)深過(guò)大的特點(diǎn)，改造后內(nèi)部的采光需要通過(guò)特殊的處理方式來(lái)達(dá)到較好的采光效果；由于工業(yè)建筑原有的特性，其隔聲降噪的聲學(xué)環(huán)境非常差，而對(duì)于改造后的建筑功能對(duì)聲音控制的要求較高，所以對(duì)其聲學(xué)要求相對(duì)高。而這些影響因素正是導(dǎo)致其改造設(shè)計(jì)具有特殊性的原因。

與此同時(shí)，當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境、周邊空間環(huán)境等外部環(huán)境，改造項(xiàng)目的功能定位以及其空間特性，原有舊工業(yè)建筑中的建筑結(jié)構(gòu)體系等，也是影響舊工業(yè)建筑改造中復(fù)合建筑表皮生態(tài)設(shè)計(jì)的主要因素。因此，在舊工業(yè)建筑表皮改造方案中，應(yīng)充分考慮這些影響因素，結(jié)合改造項(xiàng)目的功能定位等，選擇適宜的改造方案。

3 舊工業(yè)建筑改造中復(fù)合表皮的綠色性能設(shè)計(jì)

3.1 保溫、隔熱性能設(shè)計(jì)

不同的舊工業(yè)建筑改造項(xiàng)目均有其特殊的氣候環(huán)境，為了盡量減少改造過(guò)程中，復(fù)合表皮功能剩余設(shè)計(jì)的浪費(fèi)，需要根據(jù)具體的氣候環(huán)境以及原有建筑的表皮材料對(duì)現(xiàn)有的建筑表皮進(jìn)行定位和改造設(shè)計(jì)。具體的：（1）夏季隔熱功能復(fù)合表皮設(shè)計(jì)。夏季的隔熱方法主要是減少外界自然環(huán)境中輻射熱過(guò)多的進(jìn)入室內(nèi)，減弱建筑外表皮的傳熱能力，即增置或者替換傳熱系數(shù)K較小的外表皮材料和構(gòu)造技術(shù)。（2）冬季保暖功能復(fù)合表皮設(shè)計(jì)。在在嚴(yán)寒地區(qū)表皮設(shè)計(jì)時(shí)，可以通過(guò)降低建筑外表皮的導(dǎo)熱系數(shù)，盡量減少冷橋的產(chǎn)生并合理的利用太陽(yáng)能等天然能源。（3）隔熱、保暖雙重功能復(fù)合表皮設(shè)計(jì)。我國(guó)需要對(duì)建筑進(jìn)行保溫隔熱雙重措施的地方有寒冷地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)，這些地區(qū)占我國(guó)較大的國(guó)土面積。對(duì)于舊工業(yè)建筑表皮的改造有夏季的遮陽(yáng)構(gòu)件措施、冬季的保溫措施以及新型的具有雙重功能的墻體等多種方法。

3.2 采光性能設(shè)計(jì)

在表皮改造設(shè)計(jì)中，室內(nèi)的光環(huán)境改善是建筑表皮物理性能設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。室內(nèi)采光環(huán)境的改善，其一是對(duì)室內(nèi)光環(huán)境的增加，其二是對(duì)室內(nèi)光環(huán)境的減少。具體的：（1）建筑復(fù)合表皮采光設(shè)計(jì)。在復(fù)合表皮采光性能的改善中，采用采光構(gòu)件（太陽(yáng)光反光板采光構(gòu)件）以及對(duì)原始的建筑空間做出改造設(shè)計(jì)使之形成中庭空間，可以解決難以獲得太陽(yáng)輻射的建筑室內(nèi)空間。（2）建筑復(fù)合表皮光導(dǎo)管技術(shù)。一部分舊工業(yè)建筑的結(jié)構(gòu)特征不允許其通過(guò)大量的開窗獲得自然光線，可以在建筑外表皮添加導(dǎo)光管或島井來(lái)滿足室內(nèi)的采光需求。（3）建筑復(fù)合表皮遮陽(yáng)設(shè)計(jì)。在舊工業(yè)建筑改造中，對(duì)于改善光環(huán)境而言，遮陽(yáng)和采光是同時(shí)出現(xiàn)的，同時(shí)遮陽(yáng)技術(shù)在夏熱冬暖地區(qū)有很好的隔熱效果。具體設(shè)計(jì)主要包括在原有建筑表皮上增加遮光系統(tǒng)、替換成新型復(fù)合遮陽(yáng)表皮（如細(xì)胞狀U形玻璃幕墻體系、輕質(zhì)多孔鋁板雙層幕墻等）等[3]。

3.3 通風(fēng)性能設(shè)計(jì)

室內(nèi)具有良好的通風(fēng)環(huán)境幾乎是每一種類型功能空間所需要的。通常情況下，建筑物的自然通風(fēng)設(shè)計(jì)有熱壓和風(fēng)壓作用下的通風(fēng)方式兩種。舊工業(yè)建筑往往存在進(jìn)深過(guò)大的特點(diǎn)，所以利用風(fēng)壓下的自然通風(fēng)，并利用可開合的氣窗、百葉等進(jìn)行調(diào)節(jié)是可行的。同時(shí)，由于舊工業(yè)建筑的體量往往規(guī)模較大，內(nèi)部空間重新整合比較容易，很容易形成中庭或邊庭空間，所以，利用熱壓自然通風(fēng)，并與建筑表皮系統(tǒng)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)整體自然通風(fēng)，也是可以的。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，建筑生態(tài)改造的方法和技術(shù)越來(lái)越多樣化，復(fù)合建筑表皮綠色技術(shù)作為與生態(tài)改造最具相關(guān)性的改造策略，也逐漸被挖掘。在舊工業(yè)建筑改造中，通過(guò)應(yīng)用復(fù)合表皮綠色生態(tài)技術(shù)，以生態(tài)改造為切入點(diǎn)，在不同的改造功能定位中，綜合考慮保溫隔熱、采光遮陽(yáng)、熱壓/風(fēng)壓通風(fēng)、隔聲降噪、城市環(huán)境、自然資源結(jié)合等方面內(nèi)容，以實(shí)現(xiàn)建筑在運(yùn)行過(guò)程中的低能耗，提高建筑室內(nèi)外物理環(huán)境的舒適度，并改善周邊的自然生態(tài)環(huán)境的實(shí)踐，將越來(lái)越受到關(guān)注。