夏热冬冷地区老旧小区气候适应性改造策略研究——以汉口电池厂片区为例

白兰

（西南交通大学）

1 武汉的气候条件

1.1 焓湿图分析

武汉处于中国中部地区，属于夏热冬冷地区，根据climate consultant软件分析武汉地区气候得出，如图1所示，全年仅有5.3%的时间是处于舒适的感觉，比例较小，表明武汉地区气候舒适度较差。全年中有36.3%的时间需要主动式采暖，集中在1、2、3、12月，23.3%的时间需要主动式制冷，集中在7、8月，表明武汉地区的夏热冬冷情况比较严重，18.4%的时间需要内部得热，15.5%的时间需要窗户遮阳，在5、6、7、8月份比较重要，11.2%的时间需要风扇驱动通风降温，10.6%的时间需要自然通风降温。武汉地区典型夏热冬冷的气候条件说明了，如果想要更多地处于舒适条件下，就需要进行主动式采暖降温，建筑本身的保温隔热能力就显得十分重要了，同时也需要合理的设计来提供被动式的采暖降温措施。

图1 武汉地区焓湿图

1.2 风玫瑰分析

通过lady bug 软件，分析出武汉地区12 个月的风玫瑰图，如图2所示，主要的风向是西南风和东北风，在西南和东北方向，如果有条件，可以在西南方向和东北方向形成穿堂风，带走由高温产生的热风。

图2 武汉地区12个月风玫瑰图

2 武汉老旧小区特点分析

汉口电池厂片区修建年代久远，历史悠久，这里有着厚重的老武汉气息，里面居住的大多是老武汉居民，小区内部楼房大多处于年久失修的状态，勉强能住人，但是居住环境比较恶劣，当地夏热冬冷的气候致使当地居民在极端气候环境中只能完全依靠主动式采暖与冷却才能度过严寒和酷暑的天气。外部的围护结构早已经破旧不堪，难以满足内部需要的保温隔热需求。大多数窗户的开启方向与方式没有考虑到冬夏两季日照方向与强度来制定窗户朝向、大小，同时有许多窗户没有遮阳棚，导致夏天晒，冬天冷。小区内部布局混乱，没有在小区内部形成良好的通风条件。路面也没有采取更适合的路面材料，简单的使用沥青，导致夏天路面过热，冬天下雪容易打滑，小区里老年人比例较高，不方便老人出行。

3 案例——成都市西南街社区改造

3.1 社区概况

西南街社区位于四川省成都市抚琴街道。社区内的房屋建设年代为20 世纪90年代，“是典型的最成都、最生活的老片区”，抚琴街道因境内有“抚琴台”而得名。抚琴街道西南街社区老旧小区属于金牛区2020年老旧小区改造计划，涉及的改造区域共14 个院落，同时包括6 条区间道路、4 个游园改造、2个社区公共配套中心。改造计划在定位上保持“老西门”的烟火气，融入“一环路市井生活圈”。

3.2 路面改造

除了车行道使用了沥青路以外，人行道的大部分铺装都采用了透水性较强的材料。在社区内部的人行道路上，我们发现了利用叠瓦作为铺地的做法，这种铺地的透水性很强，对于积水的渗透有很好的作用。路面在经过“海绵化”改造后，下雨时能吸水、蓄水、渗水、净水，需要时可将蓄存的水释放并加以利用，为居民解决实际问题，比如小区积水问题、雨污水横流问题、优化景观环境等等。另外这种铺装在外观上也有着古朴的气质，与西南街区悠久的历史文化十分契合。

3.3 建筑外立面改造

社区内部建筑外立面进行了局部的改造，在更新建筑外立面的同时，也可以起到在夏季遮阳和冬季保温的效果。原本的老旧小区在建造时没有考虑到气候变化会产生影响，再加上长年累月遭受外部恶劣天气的侵蚀，没有进行保护和维修，无论是从外观还是保温方面都大不如前。西南街社区居民楼进行了外立面的改造，改造后的社区面貌焕然一新，外观加入了文化元素，烘托了社区历史文化气息，但同时也保护了建筑的围护结构，加强室内保温性能，能够更好地缓解极端天气产生的影响。

4 汉口电池厂片区小区改造策略

4.1 路面材质

社区内可以采用吸水性强的材料作为铺地。由于城市中硬质铺地使用较多，改变了土地的表面性质，社区内路面的吸水性明显减弱，加之成都地区降水量大，所以合理地利用透水性材料作为路面铺装是很重要的。透水性铺装可以减少降雨时的表面径流、帮助树木成长、降低地面温度、阻止地基下沉[1]。而且透水性的铺装蓄热能力更强，可以调节社区内部地面的微气候，这一点在温度过高或者过低的情况下，改善更加明显。其次，不同的场地也要使用不同材质的铺装，例如在机动车行驶的路面上应该使用硬度更高的铺装，而人行道上，可以使用承重能力较弱的铺装。

4.2 围护结构

4.2.1 墙体

老社区的房子因为修建的年份久远，外墙面因为常年经受风吹雨打导致保温材质受损，影响了墙体的保温性能，同时外立面看起来也十分不美观。而大多房屋采取的是单一墙体的砖混结构，保温性能并不是很好，无法跟现在市面上新建的房屋相比较。针对这种单一墙体的改造，可以采取增加保温材料，使墙体形成复合墙体的方法，这样墙体的保温性能将大大加强。墙体保温采用的材料一般有膨胀聚苯板（EPS）、挤塑聚苯板（XPS）、岩棉板、矿棉板、玻璃棉板、石膏等等，其中膨胀聚苯板（EPS）、挤塑聚苯板（XPS）因为效果好，使用的比较多，同时外墙加固也不会影响内部使用。也可以通过再增加一套剪力墙的方式，在加强建筑抗震效果的同时，结合保温改造[2]。

4.2.2 窗户

窗户作为隔热的薄弱环节，需要注重窗户的密封性，有研究表明，通过玻璃门窗损失的能耗占到整个建筑能耗的50%，冬季单玻窗损失的热量占供热负荷的30%～50%，夏季由于太阳辐射透过单玻窗使室内温度提高而导致的制冷占空调负荷的20%～30%。早些年代的房屋采用的玻璃是单层玻璃，保温隔热的效果很差，最好能换成保温性能更强的玻璃，例如低辐射玻璃（low-e玻璃）、中空玻璃、热反射玻璃等，而且老房子大多属于多层住宅，且处于闹市区，噪音干扰较多，使用这种玻璃能很好的隔音。窗框在窗户中也是重要的组成部分，目前老房子大多采用的是普通的铝合金材料，本身导热系数大，保温隔热效果并不好、气密性较差，而且长时间的使用也导致推拉不便，断桥铝比普通铝合金多了隔热条，它将室内外两层铝合金既隔开并紧密连接成一个整体，构成一种新的铝型材，它的强度高、不变型，是比较适合的窗框材质。同时需要选择好的密封材料将其密封起来，并在其旧化后及时更换，提高保温效果。

4.2.3 屋面

屋面也是重要的围护结构之一，小区内的房屋有屋顶加建的习惯，屋顶是直接面对极端天气的围护构件，常年的风吹日晒致使原本就脆弱不堪的屋顶难以承担对抗风雨的任务。老旧小区内部房屋的屋顶主要使用的材质是黏土瓦，做法比较落后，而且一到下雨天防水效果不好，会产生漏水的现象，我们应该重新在屋顶构造中加入保温材质并加固防水层。常见的做法是保温层设在结构层与防水层之间，考虑到施工的问题，保温材料可以采用板块式保温材料，主要有聚苯板、加气混凝土板、泡沫塑料板、膨胀珍珠岩板、膨胀蛭石板等，这些材料因为施工速度快、保温效果好，使用频率比较高。同时小区内部没有充足的绿化来调节微气候，可以在屋顶上种植一些架空绿化，例如爬山虎、常春藤等藤蔓类植物，起到夏季遮阳的效果。

4.2.4 通风遮阳

根据武汉当地的风玫瑰图看出，当地风向主要是东北风和西南风，在夏季需要依靠自然通风的时间段，合理地设计这两个方向窗户的大小，让房屋内部可以形成穿堂风，带走热风，降低温度。根据《绿色建筑评价标准》中提出的，住宅建筑的通风开口面积与房间地板面积的比例在夏热冬冷地区要达到8%[3]。老旧小区内部房屋在建设之前没有考虑到遮阳效果，导致遮阳棚设计出现问题，在设计时应该考虑当地太阳的运行规律，日照强度，根据这些数据设计合理的挑檐深度。

5 结论与展望

此次，通过分析夏热冬冷地区气候条件结合老旧小区房屋的实际情况，再结合成功改造案例，在小区内部路面材质，房屋的保温隔热、通风遮阳、新能源利用等方面提出了改造策略。现代城市的建设，不只要关注新建筑的开发，同时也要更多地关注见证了城市历史的老旧小区，老房子在中国仍然占了很大一部分数量，在如今这个存量时代背景下，老房子需要重新翻修，但是目前并没有形成气候分区下系统性的建筑改造策略，我们应该投入更多的时间来思考研究如何在考虑气候适应条件下进行旧房改造，才能更有针对性地解决老旧房屋产生的问题，提高居民生活的幸福水平。