老旧公共建筑被动式绿色改造技术路径

杨 正 俊

(江苏省无锡汽车工程中等专业学校,江苏 无锡 214153)

随着经济社会的快速发展，能源消耗的急剧增长，给城市环境恶化造成巨大压力。建筑能耗占据能源消耗较大比例，建筑节能已然成为关注的全球热点问题。我国老旧公共建筑存量大、节能潜力也大,那些曾经给人们生产生活发挥过巨大贡献的公共建筑，如今已成为陈旧、落后、高耗能的代名词，老旧公共建筑不仅不能满足人们不断增长的生活、工作需求，限制了人们生活和工作环境品质的提升，还严重影响了城市的整体面貌。如何对待这些存量巨大、未达到设计使用年限的老旧公共建筑，是我们面临的一个十分重要的课题。应该采用适宜的技术改造，对老旧建筑进行被动式节能改造是降低建筑能耗的有效路径，让这些老旧公共建筑继续发挥其应有的作用，充分体现老旧建筑留给人类的历史文脉。

1 老旧建筑被动式绿色改造的应然性

如今创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念是我国全局性的深刻变革，绿色发展、绿色生活、绿色经济等观念已经在全球深入人心，并取得了前所未有的高度关注和快速发展。因此，全球众多国家和地区纷纷建立自己的绿色建筑评估体系，可持续建筑的发展已经势在必行。

很早时候江苏北部由于地域经济比较差，当时的建筑都是泥土墙，没有基础，屋架只是各家自己种植的树木经过长时间浸水处理后使用的，屋面是茅草，通过很小的窗子引进光线，室内冬暖夏凉，那时候没有制冷制热设施设备，大概就是现在所说的被动式建筑技术的初始运用，是人们不知觉地借助自然环境的相关元素建造自己的房屋。如房屋的朝阳布局考虑、建筑材料本身的保温隔热性作为围护结构(利用泥土拌和稻谷秸秆混合密实，并且设计较小的窗口)这些都能很好地阻挡太阳的短波辐射和地方的长波辐射，保持室内较好的温湿度。在后来随着人类社会快速发展，建筑室内使用大量动力设备进行采暖制冷，尽可能满足人们舒适的建筑空间，但是产生较大建筑能耗，特别是二次能源危机后，使得人们认识到光靠能耗来换取相应的环境受到极大限制，从而重新关注被动式建筑设计理念，大量被动式技术设计建筑不断涌现，西方发达国家把这项技术纳入考评能耗的重要指标，都充分体现了被动式设计在节能与绿色领域的必要性。

2 老旧建筑被动式绿色改造的可行性

而今绿色建筑技术得以迅速发展，使得老旧建筑的技术改造成为可能。被动式建筑、超低能耗建筑、太阳能、新能源等可再生能源技术、高性能混凝土、高强度钢材等绿色建材、建筑工业化、信息化、互联网+与人工智能技术等新技术、新标准已在建筑领域快速应用，为绿色建筑的品质提升创造了良好的技术条件；从技术应用方面看，客观论证公共建筑绿色改造中被动式技术的应用也是非常可行的；同时随着绿色理念的广泛宣传和推广使用，绿色建筑已受到民众的普遍欢迎，社会的认可和推崇成为推动绿色建筑发展的强大动力，老旧公共建筑是最主要的建筑类别之一,有着巨大存量和众多种类,此类建筑的节能技术改造成为业界关注的焦点。

二十世纪七八十年代，美国采用被动式技术的建筑有很多，且被证明可以削减70%左右的能源消耗，说明被动式设计在节能与绿色领域有很大空间。笔者曾经在东南大学四牌楼校区建筑逸夫馆中感受到该建筑的自保温式技术运用，在冬季几乎所有公共建筑都是采用中央空调采暖的时候，这个建筑依然没有任何动力设施，室内人们工作学习是那么的从容和自然，浑然天成的建筑空间让老师和学生倍感舒适，这种“先被动，后主动”的技术应用得到充分彰显。事实上，被动式节能技术手段已经让老旧建筑的改造成为可能。

3 老旧公共建筑被动式绿色改造的技术路径

老旧公共建筑进行被动式改造首先应对老旧建筑的结构承载力进行科学评估和分析，然后对建筑内外围护结构、外窗、屋顶等界面进行改造，从而提升老旧公共建筑的美学性能和保温隔热性能。

3.1 老旧公共建筑围护结构内外墙体绿色改造的技术路径

在老旧公共建筑围护结构中，外墙由于长期经受外界气候的影响，墙面主要材料风化严重，美学性能不断下降，阻挡太阳的热辐射和地面的长波辐射性能低下，且外墙面占据围护结构的面积比例也最大，大部分能耗从墙面散失，因此应作为被动式绿色改造的重点。如果外墙面的饰面有脱落、保温层有起鼓、原墙体经过日晒夜露而风化程度比较严重的情况下，应首先进行围护结构安全性计算，必要时进行采取加固措施。外墙当前采取的绿色改造措施主要是进行外墙外保温，在原墙体外侧清理后进行涂刷粘结剂，再用膨胀螺栓固定挤塑聚苯烯板，外敷玻纤网，再用水泥砂浆薄抹面层，最后根据原建筑特点和当地环境要求进行适当地表层装饰，参见下列外墙外保温构造示意图(见图1)。外墙外保温的优点是增加房屋使用面积，且由于保温材料贴在墙体的外侧，其保温、隔热效果会比内保温好。

如果有些老旧建筑的外墙难以进行外保温的改造，还可以对围护结构内墙进行适当有效保温，通常可以采用沿着内墙铺设内保温材料，如保温棉、挤塑聚苯烯板、羊毛、羽绒等多种有机或无机环保保温材料，经过相应技术处理后，贴敷内墙面，保温效果好且环保性能好。笔者曾在一工程中朝西面墙体进行内保温处理的案例，效果非常好，完工后经测试在高温天气中比相同环境能有效阻隔3 ℃。具体做法是采用宜兴地产直径3 cm老毛竹，取齐，蒸煮后室内通风晾干，做好防腐防虫蛀处理工作，采用粘结剂沿墙密排，不能用钉子，容易锈蚀，再安装龙骨，后表面进行双面双层石膏板，再在表面进行涂饰或者其他面饰材料。这是利用毛竹内空，有效地阻隔太阳短波辐射进入室内，而冬天地面的长波辐射也不易丢失的原理，起到很好地保温隔热效果。缺点是占据了室内一定的使用面积。参见内墙内保温构造示意图(见图2)。

3.2 老旧公共建筑的窗改造

墙是建筑围护结构面积最大的地方，窗恰恰是建筑能耗散失最大的部位，面积约占公共建筑外围护结构表面的30%左右，其能耗却占建筑总能耗的66%左右，而传热损耗为30%，所以窗是围护结构节能改造的另外一个重点。如果老旧建筑中不符合热工要求的钢窗、铝合金窗、木窗应进行更换。应使用新型铝合金中空断桥隔热玻璃窗。或者在原有单玻璃窗外侧或内侧增设一层Low-E玻璃窗，安装时应确定其合理的间距，并能满足对窗户的热工性能指标，周围一定要密封，避免层间结露(见图3)。在如此改造之后还要对窗口的遮阳采取如下措施降低建筑能耗。

1)窗口固定外遮阳。通常有固定玻璃钢遮阳、固定百叶遮阳、花格遮阳等集中方式，也可以用几种方式的综合使用。但固定遮阳会引起自然采光、夏季自然通风的凉爽、冬季太阳光照射的采暖、阻挡视野等多方面的矛盾。

2)窗口活动外遮阳。通常采用可伸缩的帆布遮阳、芦苇编制的可卷式垂直遮阳挡板、轨道式推拉外遮阳、各种材质的百叶遮阳、黑纱幕帘等有机材料做成的遮阳形式，起到很好地外遮阳，能有效地阻挡阳光，也能起到美化室外环境，而且环保性能较好。并且活动遮阳可以根据环境的变化和个人感受，自由控制遮阳工具的时间和空间情况。以上这些方式能够遮挡住几乎所有的太阳辐射，这时候进入外窗的热量只有卷帘吸收的太阳辐射能量向内传递的部分。

3)窗口中置式遮阳。这种形式现在用的比较多，通常铝合金百叶位于双层玻璃的中间，和窗框及玻璃组合成为整扇窗户，在窗外侧根据使用者的需要进行电动控制，也能起到非常好的遮阳效果。

4)窗口内遮阳。主要是指窗帘，相比外遮阳，内窗帘遮阳更灵活，容易开启，缺点是内遮阳时，太阳短波辐射穿过玻璃，并使窗帘受热升温，从而使室内的温度上升。

3.3 老旧公共建筑的屋面改造

老旧公共屋面由于长期使用和长时间的风化，会使屋顶部分的防水层发生开裂，雨水渗漏，保温层受潮，从而降低屋面保温效果，因此应根据实际情况进行节能改造，但屋面大多是老旧建筑保持历史文脉的外在显现，因此应该加固结构层，重做防水层，增设保温层，并在保温层上做水泥砂浆保护层，再做防水层，从而保证屋顶围护结构的热工性能，老旧建筑的保护与再生得以承载，保留原有建筑元素构架从而保持建筑的美学性能。

4 结语

对老旧公共建筑进行被动式节能改造是十分必要而有意义的，通过对老旧公共建筑的被动式节能改造，让建筑物先被动地进行技术改造，最大限度地降低建筑能耗，后主动地节约能源，从而使原有建筑焕发生机，也为节约资源和能源，创造节约型、环保型、协调发展型社会，推动绿色建筑理论和实践的深化与发展，提高公共建筑综合生态利用价值。

参考文献：

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