歷史保護區改建低碳技術運用

時間:2022-06-12 08:24:00

導語:歷史保護區改建低碳技術運用一文來源于網友上傳,不代表本站觀點,若需要原創文章可咨詢客服老師,歡迎參考。

歷史保護區改建低碳技術運用

歷史風貌區和優秀歷史建筑的保護,是徐匯區可持續發展的一個重要內容。上海徐匯區制定了《徐匯區進一步加強歷史風貌區和優秀歷史建筑保護的實施意見》,初步確立了徐匯區歷史風貌和優秀歷史建筑保護工作的框架,強化了歷史文化風貌區和優秀歷史建筑的管理、修繕、整治、利用、開放和文化挖掘。我國正在推進建設以低碳為特征的建筑體系,相關政策法規和執行標準也將得到逐步發展和完善。僅僅從歷史保護與經濟效益等角度出發的歷史建筑改造已不能適應時展的要求,必須在尊重歷史文化風貌區歷史特征的基礎上創造性地進行生態節能改造。本文就衡山路-復興路歷史風貌保護區的現狀及對其進行的低碳改造做簡要分析和論述。

1衡山路-復興路歷史風貌保護區現狀和問題

衡山路-復興路歷史風貌保護區(徐匯區部分,北起長樂路,南至肇嘉浜路,西至天平路-興國路-華山路,東至陜西南路),徐匯區占地總面積4.3萬km2,占上海風貌區面積的55%,是上海市歷史風貌保存最完整、以花園住宅為主要特征的區域。該區域共計建筑7940幢,占地面積345萬m2,建筑面積502萬m2,其中,1949年10月1日前的歷史建筑6377幢,占地面積219萬m2,建筑面積193萬m2。上海歷史建筑大多建于20世紀上半葉,其建筑功能已無法滿足現代的居住要求。高密度、低品質的居住狀況使歷史街區的改造與保護的矛盾日益突出,其中主要的問題有以下幾方面。

1.1建筑損壞嚴重由于建筑建造年代久遠,雖然經歷了不同程度的大修、中修,但大部分建筑出現結構性損壞。保護區內建筑破損(見圖1)、基礎設施匱乏,甚至超負荷使用和結構性破壞;年久失修、多戶合住或多次改變建筑用途;新老建筑混雜、違章搭建等都是損壞的主要原因。建筑現狀是:結構質量差,多為磚木結構(木構件腐爛),防潮層損壞嚴重,墻體開裂;建筑密度大、間距小,存在消防隱患。在節能改造過程中,既要使建筑保護與節能改造技術相協調,又要提升居民的生活質量,因此改造實施較困難。

1.2居住密度高不少建筑原1戶住家被分割成多戶住家,在有限的建筑面積里居住著高密度人群,人均建筑面積很低。以天平街道32街坊為例,單戶公寓的建筑面積普遍較大,在100~120m2里有多個房間、衛生間和廚房獨用。花園建筑通常被分為多戶,每戶建筑面積較小,為20~40m2,有1室、2室戶,衛生間和廚房合用。為了擴大自己的居住面積,居民會自行搭建建(構)筑物(見圖2),例如把原來開敞的天井封閉成居住空間,這種做法,使室內相鄰房間的條件惡化,居住質量降低。

1.3圍護結構熱工性能不足筆者曾對天平街道20棟建筑做過調查,其建筑形式包括花園建筑、新舊式里弄及公寓等。結果顯示磚木混合結構由于地下水、雨水浸入,磚墻老化嚴重。370mm厚外墻平均傳熱系數可以達到1.5W/(m2•K);門窗是單玻鋼窗或木窗,外窗(見圖3)的窗墻比普通的大,平均傳熱系數可以達到4.6~6.4W/(m2•K)[1]。住宅坡屋頂為木構架,屋面采用冷攤瓦。這些圍護結構的傳熱系數均較高,且密閉性差,增加了室內的能耗。

1.4無法滿足人體舒適度要求部分公寓由于建筑面積較大,廚衛獨用,可形成南北對流通風;窗墻面積比也較大,采光通風效果較好,冬季和夏季的舒適性基本上能得到保證。分割后的花園建筑由于戶均面積較小,廚衛合用(見圖4),采光通風效果不佳,夏熱冬冷,尤其是頂層住戶,舒適性更差。早期的里弄住宅雖然在單體內設置了天井,但仍無法滿足現代生活品質的要求;室內光線昏暗,而且通風條件差;底樓較潮濕,無法滿足人體舒適度要求。

2技術應用

低碳技術以保護歷史建筑為前提,與建筑本身特點相協調,既能降低建筑能耗,提高居住舒適度,還能延長建筑的使用壽命,是種更有效的保護模式。

2.1低碳技術框架體系

根據衡山路-復興路歷史風貌保護區現狀,提出了如圖5所示的低碳技術框架體系。

2.2低碳構造措施

(1)低碳理念的實現離不開建筑節能[2],建筑節能在節能減排工作中所占據的位置顯而易見。通過對建筑圍護結構熱工性能的改善,減少了圍護結構的室內外傳熱,穩定了室內溫度,可減少能量損失,進而減少采暖、制冷設備的能量消耗。

(2)外墻裂縫修補、粉刷修補在一定程度上都能提高外墻的保溫性能,避免熱工缺陷,因此外墻的修繕即是有效的節能措施。歷史建筑以370mm厚磚墻為主,且都不允許改變建筑立面,因此不推薦采用外墻外保溫系統,可采用外墻內保溫或夾芯保溫系統。

(3)原有門窗主要為單層玻璃的鋼、木門窗,改造中可以結合原有立面形態,換成帶熱阻斷的鋁合金雙層玻璃窗戶,或采取在保留原有外窗的情況下,增設內窗。玻璃可應用有良好阻熱性能且造價較低的雙層中空玻璃,以減少能耗。一些建筑外窗原設有木百葉窗,在修繕時可對其進行修復,恢復遮陽功能也是一項不可忽視的節能措施。

2.3低碳用能

低碳建筑最重要的要求之一就是減少碳能源的使用,那么,太陽能和風能等清潔能源就成為替代含碳能源的首選。在衡山路-復興路歷史風貌保護區的改造更新中運用了太陽能熱水系統,并進行太陽能熱水系統與建筑的整合設計,具有較強的適用性。歷史建筑絕大部分為坡屋頂,為充分利用太陽能,在坡屋面的改造設計中考慮設置太陽能集熱器的位置,使集熱器有良好的朝向和傾斜度,能充分接受太陽輻射熱,同時還要做到與屋面的一體化,不影響建筑的整體外觀。

2.4低碳排放

(1)避免保護區大規模的拆除和重建是需掌握的重要原則之一,這正符合低碳的理念。歷史建筑改造中,應合理規劃,避免產生過多的建筑垃圾,對于拆除、修繕過程中產生的廢棄物進行分類放置,以利回收利用。

(2)回收利用水資源。對屋面雨水收集回用、回灌;地面雨水浸透水磚,使建設后徑流系數不超建設前,以緩解水資源緊缺,改善生態環境。

(3)由于飲食上的差異,中國人廚余垃圾的種類遠多于西方人,其中有大量易于腐爛的肉類及蔬菜垃圾,且不易分類。可通過采用填埋、焚燒、堆肥、飼料化、生物發酵脂蛋白飼料技術及餐廚垃圾粉碎機、餐廚垃圾處理機等實現垃圾減量化、資源化和無害化處理。

2.5低碳環境

(1)歷史建筑多存在采光和通風不足的現象,為了滿足居民舒適性要求,改造過程中應考慮在原有建筑結構下引入光和風。

(2)可以利用室內的樓梯間等豎向貫通空間組織熱壓通風,以改善室內的風環境,即使在室外無風季節也可形成豎向通風,進而增加人體熱舒適度。熱壓通風形成的條件是室內外溫差和一定的進出風口高度差。可在頂部屋面設置可開啟天窗,在滿足自然采光的同時又可形成頂部的出風口,加強了豎向通風。

(3)也可利用導光管將室外自然光聚光,經導光管道傳輸和強化后由底部漫射器將自然光均勻漫射到室內,在白天可形成良好的室內光環境,從而避免了過多的人工照明,是一種較好的節電措施。對于進深較大的里弄,應用LCP激光切割導光板增加自然采光也是一種不錯的改造措施,可以在原立面窗上設置激光切割導光板,將自然光導入室內深處。

(4)目前最實用的碳匯(樹木吸收二氧化碳的過程)的方法即建筑結合綠化、建筑綠化的功能性設計、利用植物的光合作用減少建筑碳排放總量等。衡山路-復興路歷史風貌保護區內多數建筑周圍有公共綠地,可在街區內見縫插綠、破墻透綠、合理播綠、全民植綠等,加大街區公園、河道綠化種植率,提高區域立體空間的綠色濃度,降低城市熱島效應,全力打造最綠、最美的歷史風貌保護區。

3結語

低碳發展的高標準給歷史風貌保護區的工作提出了更多要求,給設計規劃者帶來挑戰,我們要著眼于各個環節的碳排放指標和改進技術措施等,將保護和生態節能貫穿于改造設計的全過程,并將兩者有機結合,推動符合低碳理念的歷史風貌保護區的改造實施。