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在舊工業建筑中引入被動式節能設計，不僅能創造舒適的室內環境，還能降低建筑使用過程中的能耗，從而提高舊建筑改造的實用性、經濟性和環境性能，更具推廣價值。在此，筆者以教學過程中指導設計的2011年Revit杯全國大學生可持續建筑設計競賽“圖文信息中心”獲獎作品為例，詳細探討夏熱冬冷地區舊工業建筑改造中被動式節能設計的方法及策略，為夏熱冬冷地區舊工業建筑的節能改造提供有益的參考與思路。

1設計理念

方案以被動式節能技術為導向，夏熱冬冷氣候特點為設計參數，圖文信息中心為設計要求，從建筑空間和形體入手，通過建筑空間和表皮的集成節能設計來引導綠色建筑行為。設計將傳統天井冷巷和現代中庭相結合(空間)，表意的現代書架形式和節能的垂直綠化技術(表皮)相集成，使傳統庭院感與現代信息感、建筑藝術與節能技術融為一體，凸顯了舊工業建筑的集成化低碳改造的潛力與思路。

2可持續改造設計

2.1場地的生態化布局改造項目為重慶507兵工廠廠房，廠區內生態條件優越，周圍古樹林立，植被繁茂，設計考慮保留古樹，給人群提供良好的遮陰納涼空間。室外場地布置充分尊重原有地形地貌，利用地形高差，入口低處設計為停車場，高處做成入口小廣場，形成人車分流，硬地全部采用為透水材料鋪設，保證雨水全部進入地下。廣場內布置塊狀綠化，塊狀水池，利用水體蒸發降溫，形成局部氣候微循環。同時，利用原有舊圍墻拆除下的磚塊，砌成景觀矮墻，既可以分隔廣場空間，又能喚起人們對舊工業時代的記憶。

2.2廠房空間的改造策略原廠房長約72m，寬32m，單層高為12m，根據圖書館的層高標準，可將其大致分為三層。考慮到原有廠房的巨大體量，給人造成一種壓抑感，設計之初就將其從中間打斷，一分為二，中間用通高大廳將東西兩部分銜接起來，打破舊建筑的呆板形象，營造一種輕松活潑的氛圍。其中東、西兩部分從傳統南方建筑中汲取靈感，分別插入數個中庭，各個功能空間圍繞中庭布置，形成“西部閱覽組團、通高大廳、東部辦公組團”的模式(如圖4所示)，同時也充當了自然通風的“冷巷”和自然采光的開口，既滿足了大進深建筑的采光通風的功能需求，又有效節約了照明與空調能耗，收到了良好的效果。此外，中庭空間的設置，還在建筑內部空間和室外空間之間，充當緩沖空間。根據對夏熱冬冷地區傳統民居的研究表明，類似的緩沖空間能夠有效降低室外惡劣氣候對室內熱環境的影響，提升室內舒適度。需要指出，中庭在原有大空間中的植入絕不是隨意簡單的，需要對當地氣候與建筑進行詳細分析，提煉出合適的高寬比，才能獲得較好的自然通風與采光效果。據華南理工大學測試結果，高寬比7∶3的狹長冷巷，即可獲得適量日照又可保證天井內較低溫度，后又將其推廣至2∶1比照廣州和重慶太陽高度角差值，其結論可以借鑒。為了驗證相關結論，也為了獲得最終中庭的自然通風效果，設計組通過FLUENT軟件，對不同高寬比的中庭進行了流體力學(ComputerFluidDynamic，簡稱CFD)模擬，模擬了中庭高寬比1∶1、4∶3、2∶1時的建筑夏季自然通風效果，模擬的流場結果如圖5所示。如圖5所示，當高寬比為2∶1時，建筑南側和北側的房間均能獲得較好的自然通風效果，是更加值得推薦的取值。以模擬結果和他人研究結果為基礎，結合內部功能需求，在設計中植入了A，B，C，D四個高寬比不同的冷巷，以加強建筑內部的通風和采光效果。

2.3立面風格設計與節能改造由圖書館標志之一的書架作為建筑外表皮創造的起點，書架是存儲知識的象征，符合圖書館的風格。調查發現，原有廠房的結構體系并未因年久失修而失去其功能作用，同時這種牛腿柱極具工業時代的特征。設計結合老廠房的結構體系，將書架表皮和原有結構體系兩者融合，不僅保留了工業時代的特色，而且節約了大量重建結構的經濟成本。書架表皮不僅是對傳統圖書館文化的一種詮釋與對話，同時在新的背景下賦予其節能的新功能。伸出的書架表皮能起到遮陽板的作用，在局部尤其是西曬的外立面書架表皮上種植綠色植物，能有效阻隔紫外線，凈化室內空氣。實現了創意與節能相結合。由書架作為建筑表皮形態創作的起點，結合老廠房結構構思，在新的背景下賦予其節能新功能:能伸出的格架可起到遮陽板的作用，同時，為防西曬，格架上通過設計的種植構造層，來種植綠色攀爬植物，達到隔熱、降溫、凈化空氣的效果。同時，為使方案更加的細化和深入，對各個立面的書架遮陽板的出挑寬度進行了量化計算。根據功能要求與建筑常用設定，取夏至日為計算日期，窗高設為1.8m通過上述公式計算，可得出建筑書架表皮在南立面的出挑寬度為1.5m，西立面的出挑寬度為1.7m，書架表皮出挑寬度如圖8所示。

3結語

舊工業建筑改造在當今是一個很時興的話題，不同的舊建筑改造也要有不同的改造策略。建筑生態化改造與利用的設計手法和技術手段多種多樣，應定位于規劃、建筑本體和生態技術三個維度進行優化組合，努力提高舊建筑生態化改造與利用的綜合效果，形成舊建筑的可持續改造一種發展趨勢。作為建筑設計者，運用生態學方法有天然的直接性，但生態觀點帶來的更重要的則是深刻的思想進步。最后，引用麥克哈格在經典著作中的結語:“在探索生存、成功和臻于完善的過程中，生態觀點提供了非常寶貴的洞察力。它為人指明了道路，應成為生物界的酶:生物界的管理工作人員，提高人和環境之間的創造的適應能力，實現人的設計與自然相結合”。

作者：解明鏡周春員李鑫單位：中南大學建筑與藝術學院