歷史保護區(qū)改建低碳技術(shù)運用
時間:2022-06-12 08:24:00
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對歷史風(fēng)貌區(qū)和優(yōu)秀歷史建筑的保護,是徐匯區(qū)可持續(xù)發(fā)展的一個重要內(nèi)容。上海徐匯區(qū)制定了《徐匯區(qū)進一步加強歷史風(fēng)貌區(qū)和優(yōu)秀歷史建筑保護的實施意見》,初步確立了徐匯區(qū)歷史風(fēng)貌和優(yōu)秀歷史建筑保護工作的框架,強化了歷史文化風(fēng)貌區(qū)和優(yōu)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(shè)以低碳為特征的建筑體系,相關(guān)政策法規(guī)和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)也將得到逐步發(fā)展和完善。僅僅從歷史保護與經(jīng)濟效益等角度出發(fā)的歷史建筑改造已不能適應(yīng)時展的要求,必須在尊重歷史文化風(fēng)貌區(qū)歷史特征的基礎(chǔ)上創(chuàng)造性地進行生態(tài)節(jié)能改造。本文就衡山路-復(fù)興路歷史風(fēng)貌保護區(qū)的現(xiàn)狀及對其進行的低碳改造做簡要分析和論述。
1衡山路-復(fù)興路歷史風(fēng)貌保護區(qū)現(xiàn)狀和問題
衡山路-復(fù)興路歷史風(fēng)貌保護區(qū)(徐匯區(qū)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(qū)占地總面積4.3萬km2,占上海風(fēng)貌區(qū)面積的55%,是上海市歷史風(fēng)貌保存最完整、以花園住宅為主要特征的區(qū)域。該區(qū)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(jì)上半葉,其建筑功能已無法滿足現(xiàn)代的居住要求。高密度、低品質(zhì)的居住狀況使歷史街區(qū)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(yán)重由于建筑建造年代久遠(yuǎn),雖然經(jīng)歷了不同程度的大修、中修,但大部分建筑出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性損壞。保護區(qū)內(nèi)建筑破損(見圖1)、基礎(chǔ)設(shè)施匱乏,甚至超負(fù)荷使用和結(jié)構(gòu)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(xiàn)狀是:結(jié)構(gòu)質(zhì)量差,多為磚木結(jié)構(gòu)(木構(gòu)件腐爛),防潮層損壞嚴(yán)重,墻體開裂;建筑密度大、間距小,存在消防隱患。在節(jié)能改造過程中,既要使建筑保護與節(jié)能改造技術(shù)相協(xié)調(diào),又要提升居民的生活質(zhì)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(wèi)生間和廚房獨用?;▓@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(wèi)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(gòu))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(nèi)相鄰房間的條件惡化,居住質(zhì)量降低。
1.3圍護結(jié)構(gòu)熱工性能不足筆者曾對天平街道20棟建筑做過調(diào)查,其建筑形式包括花園建筑、新舊式里弄及公寓等。結(jié)果顯示磚木混合結(jié)構(gòu)由于地下水、雨水浸入,磚墻老化嚴(yán)重。370mm厚外墻平均傳熱系數(shù)可以達(dá)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(shù)可以達(dá)到4.6~6.4W/(m2•K)[1]。住宅坡屋頂為木構(gòu)架,屋面采用冷攤瓦。這些圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)均較高,且密閉性差,增加了室內(nèi)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(wèi)獨用,可形成南北對流通風(fēng);窗墻面積比也較大,采光通風(fēng)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(wèi)合用(見圖4),采光通風(fēng)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(nèi)設(shè)置了天井,但仍無法滿足現(xiàn)代生活品質(zhì)的要求;室內(nèi)光線昏暗,而且通風(fēng)條件差;底樓較潮濕,無法滿足人體舒適度要求。
2技術(shù)應(yīng)用
低碳技術(shù)以保護歷史建筑為前提,與建筑本身特點相協(xié)調(diào),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(shù)框架體系
根據(jù)衡山路-復(fù)興路歷史風(fēng)貌保護區(qū)現(xiàn)狀,提出了如圖5所示的低碳技術(shù)框架體系。
2.2低碳構(gòu)造措施
(1)低碳理念的實現(xiàn)離不開建筑節(jié)能[2],建筑節(jié)能在節(jié)能減排工作中所占據(jù)的位置顯而易見。通過對建筑圍護結(jié)構(gòu)熱工性能的改善,減少了圍護結(jié)構(gòu)的室內(nèi)外傳熱,穩(wěn)定了室內(nèi)溫度,可減少能量損失,進而減少采暖、制冷設(shè)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(jié)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(tǒng),可采用外墻內(nèi)保溫或夾芯保溫系統(tǒng)。
(3)原有門窗主要為單層玻璃的鋼、木門窗,改造中可以結(jié)合原有立面形態(tài),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(shè)內(nèi)窗。玻璃可應(yīng)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(shè)有木百葉窗,在修繕時可對其進行修復(fù),恢復(fù)遮陽功能也是一項不可忽視的節(jié)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(fēng)能等清潔能源就成為替代含碳能源的首選。在衡山路-復(fù)興路歷史風(fēng)貌保護區(qū)的改造更新中運用了太陽能熱水系統(tǒng),并進行太陽能熱水系統(tǒng)與建筑的整合設(shè)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(shè)計中考慮設(shè)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(qū)大規(guī)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(yīng)合理規(guī)劃,避免產(chǎn)生過多的建筑垃圾,對于拆除、修繕過程中產(chǎn)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(shè)后徑流系數(shù)不超建設(shè)前,以緩解水資源緊缺,改善生態(tài)環(huán)境。
(3)由于飲食上的差異,中國人廚余垃圾的種類遠(yuǎn)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(fā)酵脂蛋白飼料技術(shù)及餐廚垃圾粉碎機、餐廚垃圾處理機等實現(xiàn)垃圾減量化、資源化和無害化處理。
2.5低碳環(huán)境
(1)歷史建筑多存在采光和通風(fēng)不足的現(xiàn)象,為了滿足居民舒適性要求,改造過程中應(yīng)考慮在原有建筑結(jié)構(gòu)下引入光和風(fēng)。
(2)可以利用室內(nèi)的樓梯間等豎向貫通空間組織熱壓通風(fēng),以改善室內(nèi)的風(fēng)環(huán)境,即使在室外無風(fēng)季節(jié)也可形成豎向通風(fēng),進而增加人體熱舒適度。熱壓通風(fēng)形成的條件是室內(nèi)外溫差和一定的進出風(fēng)口高度差??稍陧敳课菝嬖O(shè)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(fēng)口,加強了豎向通風(fēng)。
(3)也可利用導(dǎo)光管將室外自然光聚光,經(jīng)導(dǎo)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(nèi),在白天可形成良好的室內(nèi)光環(huán)境,從而避免了過多的人工照明,是一種較好的節(jié)電措施。對于進深較大的里弄,應(yīng)用LCP激光切割導(dǎo)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(shè)置激光切割導(dǎo)光板,將自然光導(dǎo)入室內(nèi)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(jié)合綠化、建筑綠化的功能性設(shè)計、利用植物的光合作用減少建筑碳排放總量等。衡山路-復(fù)興路歷史風(fēng)貌保護區(qū)內(nèi)多數(shù)建筑周圍有公共綠地,可在街區(qū)內(nèi)見縫插綠、破墻透綠、合理播綠、全民植綠等,加大街區(qū)公園、河道綠化種植率,提高區(qū)域立體空間的綠色濃度,降低城市熱島效應(yīng),全力打造最綠、最美的歷史風(fēng)貌保護區(qū)。
3結(jié)語
低碳發(fā)展的高標(biāo)準(zhǔn)給歷史風(fēng)貌保護區(qū)的工作提出了更多要求,給設(shè)計規(guī)劃者帶來挑戰(zhàn),我們要著眼于各個環(huán)節(jié)的碳排放指標(biāo)和改進技術(shù)措施等,將保護和生態(tài)節(jié)能貫穿于改造設(shè)計的全過程,并將兩者有機結(jié)合,推動符合低碳理念的歷史風(fēng)貌保護區(qū)的改造實施。
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