青岛近现代传统风貌建筑外窗修缮改造研究

文／方 颖 青岛理工大学建筑与城乡规划学院 硕士研究生

程 然 青岛理工大学建筑与城乡规划学院 副教授（通讯作者）

刘雪影 青岛理工大学建筑与城乡规划学院 硕士研究生

引言

传统风貌建筑是展示城市风貌的窗口，对传承城市文脉有着重要的意义。青岛作为国家历史文化名城，有许多独具特色的传统风貌建筑。里院作为青岛特色历史建筑，在青岛地区存量较大。由于建设年代较为久远、建造的技术与材料相对落后等问题，导致现有的这些里院建筑能耗较高，建筑室内舒适性不能满足现今的使用需求[1]。随着时代的发展，亟须对其进行改造再利用，使这些传统风貌建筑重新参与到现代城市生活中去。

外窗作为建筑的重要组成部分，是历史性建筑的价值构成要素，能较好地体现传统建筑的风貌特征，国内有相关学者对历史性外窗的修复修缮做了研究，然而研究的重点在于恢复与保存历史性外窗的风貌与历史价值。国内兴起的对既有建筑的节能改造，研究对象更多集中在现代建筑及居住建筑，对传统风貌建筑的节能改造关注较少。我国的传统风貌建筑存量较大，对传统风貌建筑的节能改造研究具有现实意义。

传统建筑外窗由于材料的限制，与墙体、屋面相比热阻较小，是建筑保温隔热的薄弱环节[2]。传统风貌建筑具有不同于现代建筑的构造做法，由于传统风貌建筑的修缮改造已有一些保护原则与做法，因此，对传统风貌建筑外窗的修缮改造，应立足于对建筑的历史价值要素的保护与节能效益的平衡，确立适宜的外窗修缮改造技术。

1 四方路历史街区里院外窗现状分析

1.1 街区概况

四方路历史文化街区位于青岛老城区，主要形成于德占时期。四方路历史街区是现今保存较为完整的里院街区，主要为风格、建造方式相仿的里院建筑群，具有重要的历史价值[3]。这里的里院多为20 世纪二三十年代建造，糅合了德式、日式风格的建筑[4]。里院建筑多为砖木结构，建筑外墙为黏土砖砌体墙，木框架门窗，窗户为平开窗。四方路历史街区建筑外立面造型简洁，门窗排布整齐，同时门窗作为立面的主要构图要素，风格统一。

1.2 里院外窗保存现状调研

经历了近百年的岁月侵袭，四方路片区的里院建筑日渐破败。根据现场调研发现，四方路里院建筑的外窗损毁程度不一。近些年由使用者自行对里院进行的改造并未遵循传统风貌建筑保护的相关规定，原有外窗被随意替换拆除，在使用过程中也并未对建筑进行节能改造，建筑的节能性差，室内舒适性不高。通过对四方路历史街区里院外窗进行调研及评估，可以发现四方路里院建筑的外窗存在以下几种现状：（1）外立面窗洞在历史改造过程中被使用者自行封堵，原有木窗不存；（2）建筑原始木窗被替换为单层玻璃塑钢窗，原有木窗不存，窗户的保温性能较差；（3）建筑在原有破损木窗外侧加一道塑钢窗；（4）外窗木窗框破损变形，玻璃缺失，木质框架腐朽残损，油漆风化剥落；（5）木窗框有轻微破损，其余部件保存较为完好，工艺精美，体现了历史价值要素（图1）。

图1 四方路街区长记里外窗保存现状（图片来源：作者自摄）

1.3 四方路里院外窗改造现状

四方路历史街区部分里院建筑已进行了外立面改造工程，包括对外窗的修缮改造。通过对四方路里院已完成的立面改造的调研发现，为简化施工，已有的这些外窗改造统一采取了整窗替换的方法，将原有的具有历史价值的木质窗全部替换为新的窗户。

替换的窗户可以分为两种类型：（1）铝合金窗，其中包括单层和双层铝合金窗，以四方路历史街区的广兴里为例，建筑外窗采用了双层铝合金窗户，具有较好的保温性能，然而铝合金窗框失去原有木窗的纹理及属性，对建筑的传统风貌造成破坏；（2）木质窗，例如海泊路37 号的外窗改造，原有残损的木窗全部替换为新的木质窗，使用木窗框涂刷绿漆，还原了原有的建造技术及样式，风貌有所保留，然而未考虑采取节能措施，导致建筑在后期的再利用中能耗较大。

四方路历史街区已完成的外窗改造不是建立在对历史留存现状的分析、选择适合的改造方式上，而是简单地采取了整窗替换的方式，未能很好地保护建筑的历史风貌，同时也未能考虑到在建筑再利用中的节能效益。

2 里院建筑改造原则

传统风貌建筑的修复改造需要遵循一定的原则，区别于现代的、非历史性建筑的节能改造，对传统风貌建筑的改造需要考虑保护建筑的结构及视觉特征，同时也需要考虑如何识别和保留建筑“固有的节能特征”[5]。根据《青岛历史文化名城保护规划》及《青岛市历史建筑保护与管理办法》的规定，应对历史文化街区内的传统风貌建筑予以审查并按要求进行保护和修缮，“里院类传统风貌建筑保护等级以重点保护和一般保护为主”。对于四方路历史街区的建筑价值及保存现状进行评估，判断建筑的历史价值及保护等级，在控制历史价值要素及建筑风貌的前提下，可对其进行一定程度的修缮与改造。同时，针对建筑不同的保存现状进行层级划分，采取相应的保护改造方法。

3 四方路里院外窗修缮及节能改造措施

青岛的气候四季分明，夏季短暂且无酷暑，冬季漫长且严寒[6]。因此，针对青岛里院建筑外窗节能改造，重点是改善其冬季保温性能。

尽管开窗大小与形状对建筑能耗有较大的影响，然而改变窗户大小与形状会对建筑外立面造成较大的破坏，因此针对四方路历史街区传统风貌建筑外窗的修复及节能改造方案，需在现有窗洞的基础上对窗户的材质及构造做法进行优化改造，阻断窗框热桥，增加玻璃隔热性能及提高窗户的气密性[7]，从而达到节能的效果。通过对四方路里院建筑外窗的历史价值、保留现状及问题进行分析，结合改造原则，确立了外窗的修缮节能改造措施。根据历史性外窗不同的保留现状，可以将外窗的节能改造分为以下三个方面。

3.1 保留与修复

与金属材料相比，木材具有较低的导热系数，木窗的保温性能优于普通的金属窗。同时，原始木窗具有不可替代的历史价值，因此，对于原制式窗结构保存较好的木窗进行保留。木窗在使用过程中，木材会出现裂缝，从而弯曲变形，若置之不理，不仅木窗会出现不可逆的损伤，同时会产生冷风渗透的现象，影响保温性能。

针对木框架腐朽开裂、弯曲变形的部分进行替换，替换的木材选用与原有木材相同的材质。木窗框表面风化严重的木漆，采用打磨、抛光的方法，并重新上漆[8]。木漆的颜色对外立面风貌有重要影响，修复的油漆颜色应参考原有木漆颜色，尽量做到协调统一。原有木窗通过卡钉固定玻璃，并用水泥覆盖密封。受风雨侵蚀，水泥逐渐风化脱落，玻璃与木窗框之间产生缝隙。对此，将原有水泥清除，去掉卡钉，使用密封胶固定玻璃。在边框与墙体之间粘贴可撕密封条（图2）。已有的研究证明，增加密封胶及在窗框间贴密封条这一系列的修复手段能显著改善窗户的气密性，减少冬季冷空气的渗透，从而达到节能的效果[9]。

图2 外窗节点节能改造简图（图片来源：作者自绘）

在窗与墙的交接处，通过最小化热桥以实现节能。尽管木材的热阻比金属、混凝土高，但仍比绝缘材料低得多。为减小对外立面的影响，历史性建筑外墙保温采用内保温的方式，除窗下侧受木窗台板限制之外，其他三侧的内保温材料可衔接到窗框处，尽可能减小热桥，从而减少热损失（图2）。

3.2 部分保留

对于部分木窗框尚存、窗框结构完好而玻璃遭到损坏的外窗而言，由于破损的玻璃无法修复，需要进行替换，才能保证木窗的功能性及整体性。可以将破损的玻璃替换为双层中空低辐射（Low-E）镀膜玻璃，青岛地区适宜采用高透型双层中空Low-E 玻璃，具有良好的保温效应，既能在冬季减少热损失，又不会对采光造成影响，增加照明能耗，能实现良好的节能效益[10]。对留存的木窗框进行修复及保留，以最大程度保存原有建筑风貌。

3.3 整窗替换

针对原始木窗不存、已经替换为单层玻璃塑钢窗的外窗，经过考究与评估已经不具备历史价值，同时保温性能较差，可以替换为保温性能较好的木包铝合金窗[11]。虽然整窗替换会对其立面本体价值造成一定的影响，但可以通过对里院建筑的历史图纸进行溯源及对照遗留下来的保存较好的里院木窗，对木包铝合金窗的开启方式、窗格配置等样式参照原有里院外窗的样式进行复原，同时结合原有里院外窗的批水板构造做法，能起到防止雨水渗透及污染墙面的效果。目前已有较为成熟的木包铝合金窗的技术，玻璃采用低辐射（Low-E）镀膜玻璃，铝合金窗框采用断桥构造，减小导热性，整体窗户具有良好的保温性能。铝合金外包的木材宜选用与原始木窗框相同或相似的材质，同时复原原有的色彩，以减小对外立面风貌的影响（图3）。

图3 体现里院传统样式的木包铝合金窗示意图（图片来源：作者自绘）

结语

传统风貌建筑外窗的修缮改造，应针对建筑外窗现状及历史价值进行分析评估，结合建筑的风貌保护要求及节能要求，得出适宜的修缮节能改造方案。基于传统建筑风貌保护的外窗修缮节能改造，不但能提高传统风貌建筑使用的舒适性，还能降低建筑的能耗。针对青岛四方路历史街区外窗提出的一系列修缮节能改造措施，能有效地保护四方路里院的建筑形态，使建筑得到更好的再利用，同时节约能源，并且能为未来青岛里院建筑外窗的改造提供一些思路。