从制造到智造的脱变

彭鸿亮 林武生

摘要：在中国城市化进程中，由于交通条件改善，区位的提升，产业结构调整，原有建筑需要转化使用功能，为适应这种转变，原有建筑面临着形式、热工性能和设备等方面改造。本项目是一个南方实际的既有建筑改造绿色实践项目，将在既有建筑改造中实现资源的实现循环利用，将绿色建筑和绿色技术有机运用于既有建筑改造中。本文即是对绿色建筑自身设计的内容介绍，相信此文对其他绿色建筑的实践定会有所裨益。

关键词：既有建筑改造 绿色建筑

绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材）、保护环境和减少污染，为人们提供健康、舒适和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。本文以老厂房改造成办公楼，针对南方地区的气候带条件，从建筑本身设计的角度来研究，主要解决建筑自身的通风、遮阳等问题，分析其主要特点，试构建绿色建筑设计的整体思路。

南海意库项目位于改革开放的前沿城市深圳，八十年代初，深圳特区内开始大量兴建工业厂房以吸引境外投资者开展“三来一补”业务，建于1980年的深圳蛇口日资三洋厂房是最早的多层通用厂房之一。他不仅是深圳城市建筑再生的典型案例，也因其在节能环保方面的高标准而大获好评。南海意库通过有效的经济成本，改善室内空间的生态环境，提高空间舒适度，成为旧厂房改造典范之作。

绿色建筑设计应用：

1 区域通风研究

本项目地处城区，南侧和东侧都是建筑高度高、密度大的住宅区，深圳的过渡季节的主导风向是东南偏东风，由于东侧和南侧的既有建筑的阻挡，使得本项目的室内自然通风条件一般。经计算，区域的通风能够满足基本的要求。 (如图一所示)

2太阳能拔风烟囱研究

深圳市全年空气温度低于28℃的累计小时数占全年总时数的60%，尤其是在过度季节里只要合理组织自然通风；就完全有可能不开空调而满足较为舒适的室内环境。

改造厂房拟采用六个截面为3000×3000的屋面热压拔风烟囱；在过渡季节实现自然通风，以4月份（过渡季节）为例来分析被动式太阳能通风烟囱的通风效果，假设太阳能烟囱内的集热装置可以把30%左右的太阳辐射吸收并加热空气，并设置室外环境温度为28℃，室内热负荷为50W/ m2。模拟结果显示，三个高10米的太阳能通风烟囱，能产生约为5pa的热压，太阳能烟囱的断面风速为1.8m/s，相应的通风量为:311040m3/h，相当于室内5次/小时的换气量。

太阳能拔风系统可以延长过渡期近两个月，按15～20度／平米·月计算，每年可以节约电耗约60～80万度,下面是利用计算机模拟技术完成的室内热压、温度、风速和空气龄效果分析图。(如图二所示)

3内天井日照模拟对比的研究

公共建筑进深一般较大，人工照明与室外光照在窗口附近区域形成重叠，造成能源浪费，在本项目中充分考虑了上述影响，中庭顶部为玻璃棚且布满太阳能光伏电池板，该顶棚具有良好的遮阳效果又有一定的透光率。室内照明灯具按照内区与外区进行配置，且外区灯具可以实现控制。利用计算机模拟技术对3号厂房中庭自然采光效果进行了评估，其平均采光强度为2.51（流明），换算成照度值为100.4（勒克司），基本满足室内公共区域的照度要求。此时，对应的顶层玻璃透光率为0.282。

在全阴天不利情况下，整个楼层工作面约有2000 m2的面积照度高于300 Lx，白天基本可以不开灯。相对未加天井的情况，约1000 m2的面积得到改善，按照平均每平方米10W/m2的照明耗电功率计算，可减少10kW的照明用电功率。（如图三、四所示）

就全大楼而言，每层功能不尽相同，但采光天井贡献率相差不大，则全楼累计可减少约40kW的照明用电功率。按照每天工作10小时计算，每天可以减少约400kWh/天，按每年工作时间250天计算，每年可节约照明用电约10万度。

4 “生态核”复合空间技术

“生态核”复合空间技术包括生态中庭、空中花园和生态仓等多种形式。其主要特点为：1) 是一个具有温室效应的阳光房。2）是一个促进通风换气的热压通风空间。3）是一个具有微型植物群落的绿色空间。

5水平和垂直遮阳设计

项目位于东经113°54′43″，北纬22°29′24″，全年空调季约为每年的5月初至9月底；其中6月中下旬日照太阳可达最大角并使建筑北面也可有强烈的直射光。通过分析比较，东面建筑采用固定百叶遮阳为主，局部采用自控活动百叶。固定百叶可通过精确计算出百叶的截面尺寸和水平夹角。（如图六所示）

在西立面生态绿化墙，生态绿化墙的附着植被可以随季节的繁茂和衰减，使遮挡阳光的效果在夏秋季节比冬春季节要多，适应深圳气候变化对建筑的影响。

东立面采用“垂直+水平”遮阳，通过日照方位角计算固定式垂直遮阳角度，优化遮阳的降低辐射效率。

室内遮阳也可以改善室内自然光照，防止眩光的影响。

经计算，节能率为４％，每年节约电耗约10~11万度。

7外墙保温和Low－E中空玻璃

尽量保留外墙墙体，减少拆除量。在原有内墙内侧砌筑100mm厚加气混凝土砌块结合原有墙体内墙保温。

本项目主要部位采用Low—E中空玻璃幕墙为主，局部热镜或智能玻璃等多种玻璃幕墙组合。中空玻璃滑拉窗或中空加中间Low—E膜玻璃断热结合金窗框或玻璃钢窗框。主要技术指标应可达到抗风压强度P≥2.5kPa，气密性q≤1.5m3/（m· h）,水密性△P≥250Pa，隔声性Rw≥30dB，传热系数K≤3.0W/（m2 · K），达到国家建筑节能设计标准要求.防火及刚性良好，采用三元乙丙胶条密封，空腹型材应采用增强板或局部加强板的铰链连接技术。经计算，节能率达８％，每年节电约19~21万度。

经一年的实际测算，本项目节能率达到66.7%，单位平米年能耗为66kwh/㎡.y，如果按甲级办公建筑约130～200 kwh/㎡.y的平均能耗计算,按本项目建筑面积2.5万㎡计算，每年可以节电200～240万度，折合每年可以节省标煤1000吨，每年可以减排二氧化碳约2000吨。本项目绿色技术增量成本为800万元，按每年节电费200万元计算，绿色技术投资回收期在5年以内（资金年利率5.5%）。

4 总结

绿色建筑首先他本身必须是一个健康建筑，就比方有先天障碍的运动员，肯定比不过健康的运动员一样，只有在这种情况下，根据项目条件选用较为可靠合适的绿色技术，在合理的成本目标之下,进行全生命周期成本的计算,以达到在建筑运营生命内的最小耗费。

在既有建筑改造中所采用的绿色建筑技术远远不是终极目标，绿色建筑实践就是一个不断探索，不断完善的过程 ,包含了人与自然、社会环境的和谐共处法则，对既有环境的尊重与合理利用，对人类社会发展的高度责任感。

参考文献：

[1]中华人民共和国国家标准，绿色建筑评价标准（GB/T 50378-2006）。北京：中国建筑工业出版社，2006.

[2]中华人民共和國国家标准。住宅性能评定技术标准（GB/T 50362-2005）.北京：中国建筑工业出版社，2005.

[3]刘加平.建筑物理（第四版）[M].北京:中国建筑工业出版社，2009.

[4]住房和城乡建设部科技发展促进中心 绿色建筑评价技术指南.北京:中国建筑工业出版社，2010.