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目前国内的一般设计任务中,老旧建筑改造和重利用的设计项目相对较少,一般设计师接触不多。即使有做过这一类项目的,也往往都是从如何改变其使用功能下手;或是如何利用和改善其内部空间;要不就是加固结构或加层等;再就是如何让老建筑改变外部形象,穿上一件新外套等等。都是一些比较局部或是短期的问题,还都属于被动应对。而对于比如建筑与环境的关系;建筑功能在其有效使用期限内的功能演变;节能技术和新型材料的应用;可持续发展能力等根本性和长远性的问题却是考虑甚少。
其实,建筑同人一样,也是有生命周期的。建筑的生命周期就是建筑物的有效使用期限。在这个时间段里,如何最少程度地消耗地球资源,高效地利用能源并最少程度地产生有害排放,使其与自然和谐共生,健康运行,发挥效用,是我们更应该关注的问题。其实早在20世纪60年代。美籍意大利建筑师和规划师保罗。索勒瑞(Paola Soleri)就提出了著名的“生态建筑”(Arology)的新理念.他对于这个理念的描述是:尽可能地利用当地的环境特色及气候条件,包括地形地势,阳光,空气,水和风等自然因素,尽可能地不影响和破坏大,小环境因素,保障生态系统的健康运行,同时有益于人的身心健康。这也就是我们现在所提倡的绿色。
随着我们经济的发展,越来越多的老旧建筑物面临着改建获翻新的需求。在这样的设计项目中,如何运用绿色设计,是我们设计师所面临的新课题。笔者不久前做了一次尝试。现将设计过程整理出来,与大家共同探讨。
有俩朋友在山边联合购得一物业,是某酒店的度假屋,为三层砖混双拼排屋。他们原来的想法是打算拆除后重建。委托我进行设计。我到现场一看,该房屋原来的平面布局还是蛮合理的,稍加调整就能满足朋友的使用要求。建成也只有六七个年头,一直作为酒店员工的临时宿舍使用着,外形和结构基本上维持着原样,没有受到破坏。如果根据现在的使用要求,对原建筑进行翻新改建,不但可以节省造价,还能减少拆迁的工作量,缩短施工工期,并且避免了减少建筑垃圾的产生,减少碳排放。不但有经济效益,还有社会效益。一举多得的事情!回来经过一番论证,取得了朋友的支持。
改造的第一步窗。原来是彩色塑钢窗。本来还想改造利用。仔细查看后发现褪色和变形非常严重,且为单层玻璃,只能拆了,换上双层中空玻璃的普通铝合金窗。还加贴了隔热膜。本来还想用断桥的,考虑到价格和当地实际气候因素(室内外温差不是太大)。还是作罢了。
接下来是铲除原来的外墙涂料,露出砂浆底。清洗后,分3次抹上胶粉EPS颗粒砂浆35厚,贴抗裂布,喷真石漆涂料。
原来的屋面铺贴了油毡瓦,都已经老化了,局部还有脱落现象。油毡瓦比较吸热。且直接粘贴,夏季热能直接传导下去了,还是铲了。先做防水层,然后顺水条,挂瓦条,然后盖瓦片(瓦片选用了高压水泥瓦,这也是节能产品)。这是江浙一带的传统做法。坡屋面和瓦片之间有了空气层,不但能阻挡热量的传导,夏季瓦片辐射热量还使这层空气产生热压。热空气往上跑,带走热量,冷空气从下面补充进来给屋面降温。有没有空气层,夏季室内可以相差5-8度。原先屋面做了聚苯泡沫保温层,保证了冬天室内的保温,但也带来了问题:屋面较陡,局部有70度坡,保温层上面铺的薄薄一层砂浆无法固定顺水条,也无法承受瓦片重量。后来采用植筋做法,将钢筋穿过保温层,种到结构层。在顺水条钻孔,穿入钢筋,弯折固定木条。植筋处补强防水,木条做防腐处理。
原来的3楼是阁楼,大部分层高都在3米以上。有2大间2小间,但只有一个斜窗,一个很小的山墙窗,和一扇通向天台的门。房间采光很差,还有暗间。每一户用大型切割机(怕人工砸会破坏屋面)在斜屋面的现浇板上割了4个800x900的洞口,洞口四边用钢板和环氧胶进行结构加固。安装上斜窗。这下3楼可以很好地利用了。★斜天窗的作用:1.利用自然采光减少了对人工采光的依赖。2.可开启的斜天窗利用自然通风减少对空调的依赖。3.夏季晚上热压产生对流带走室内热量。4.冬季太阳光直射,采暖又杀菌。★不利因素:夏季白天太阳直射增加3楼室温,冬季夜晚热量流失。 ★措施:1.加贴隔热膜。2.加装遮阳帘。3.天窗采用双层中空玻璃。
第一次去看现场的时候正是初夏时节,发现地面返潮现象十分严重,地面简直像刚用湿拖布拖过一样。仔细分析后发现:山边植被多,湿度大。初夏时节空气热了但地面温度还是很低,产生冷凝。只有切断地下冷量的上传,使地面温度接近气温,才能防止返潮。于是将地面下挖0.6米,砌砖垄,铺预制空心板(用了拆下来的废旧板)。板上铺40厚硬挤塑聚苯板,然后铺上细钢筋网片,浇上40厚细石混凝土。另外在外墙穿上管径110的UPVC管,将地下空间与室外连通。这个一开始的出发点是防潮,后来在设计中又发现了还有功用。
原来的卫生间1-3楼都在同一位置,并且处于整栋房子中心位置。里面有一个排气管道直通出屋面,但每个卫生间都有自然的通风采光。排气道可以不用。废弃了但还是占着空间,砸了又可惜。后来觉得可以用来通风:将排气道在一楼中间靠上4/5处隔开,变成2个管道。下一段与地下空间相连通,上端装一个轴流风机。地下空间一年四季温度变化不大。夏天时,地下空间气温比室温低十来度。一开轴流风机,室外空气经外墙上的UPVC管,在地下降温后抽到室内,给室内降温。(但冬天时虽然比室外温度高,但比起室内来还是低了。所以作用不明显。)上段也在一楼天花下开百叶孔,二楼三楼也在天花下同样处理。烟道出屋面口作了一个可开启关闭的口子。夏天开启后,由于热压关系,会自动带走室内热能,而且是不用动力的。冬天的时候关闭口子,保温。
一楼客厅,二楼主卧南面原来都有一个阳台的,没有封闭。用落地的铝合金玻璃将它封闭起来。安装的位置稍靠后,让窗外还留有挑板遮阳。当然这个位置是计算过的,夏天阳光不能直射到阳台地砖面,冬天则反之。有可开启的推拉窗,装上可调节角度可升降的铝制百叶。地面铺上陶质地砖,地砖下面是大量的砂子(吸热)。在阳台和房间之间还有一道推拉门,门内侧装上厚的窗帘布,带反光膜的。这是一个被动式附加阳光间。夏天白天打开推拉窗,放下百叶,调好角度,放下内侧的带反射膜的窗帘隔热。晚上则拉起窗帘和白夜通风散热。冬天白天则关紧推拉窗,收拢百叶和窗帘,让阳光直晒地砖吸热,加热房间。晚上则放下窗帘保温。
三楼的天台,也搭建了阳光房,带屋顶遮阳帘的。阳光房不但是为了洗晒,夏天还可以拉开推拉窗,放下遮阳帘,变成一个凉棚。为底下房间遮擋太阳,避免房间升温。冬天则是一个温室。白天有阳光的日子,里面的温度可以达到25以上,是花草过冬的好地方。
屋顶的坡屋面可不能让它闲着。留好预埋件,安装上太阳能热水器。洗澡和厨房用水都可以用。
空调和地暖采用了地源热泵。在房子四周地面上钻了20个孔,孔深60米左右,铺上循环水管,让循环水从地下取得热量或冷量,来供暖或制冷。
厨房里安装了小型粉碎处理机,生活垃圾中不可回收的有机物都粉碎后,装入埋在花园地面下的发酵池里,发酵后用来给花草施肥。朋友还想建小型沼气设备用来提供燃料,留待以后实施了。
在屋子的西面,种植了1排高大乔木,冬季落叶的。夏天可以避免西晒。冬天又不会挡着阳光。
屋面的雨水采用了科肯的金属落水系统。雨水通过埋设在房子四周的水管,流入西面花园的水池里。洗车,浇灌花木,养鱼观赏,宠物饮用,都是它了。夏天还能使得花园里的小气候不是那么热了!
紧挨房子北侧,厨房的后门外,原来是花园的草坪。平整后铺上室外防腐木地板,摆上一组桌椅。到了夏天傍晚,太阳下山后,房子后面的山上的林荫底下的冷气像水一样慢慢流下来.而室内还是闷热难耐的,不需再逗留在房间里打空调了,可以在那里吃晚餐,或是纳凉了。
经济方面没有进行过详细的比较,只是根据使用下来的情况粗略估计了一下:改造费用只是原来拆除重建费用的1∕3左右,节约了大概20万。电力等能耗是相同面积的普通别墅的2∕3左右,每年大概可以节省8000元左右。如果按20年考虑,那就是16万。所以效益还是比较明显的。
改造前的照片:改造后的照片:
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