淺談生態(tài)節(jié)能理念在老城區(qū)建筑改造中的應(yīng)用

于洪濤 俞朋

【摘?要】后宰門(mén)街是濟(jì)南老城區(qū)保留較為完好的街區(qū)，老建筑改造率低。此次研究的目的意在保護(hù)老建筑的基礎(chǔ)上加入生態(tài)節(jié)能理念，運(yùn)用生態(tài)節(jié)能技術(shù)改善人們的生活（居住）環(huán)境。生態(tài)節(jié)能技術(shù)不是運(yùn)用各種節(jié)能技術(shù)與節(jié)能手段堆砌在老建筑上，而是采用適實(shí)擇優(yōu)的思路挖掘和借鑒生態(tài)節(jié)能技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】生態(tài)節(jié)能理念;老建筑;適實(shí)擇優(yōu)

【Abstract】Houzamen Street is a relatively well-preserved block in the old town of Jinan， with a low rate of renovation of old buildings. The purpose of this study is to add ecological energy-saving ideas to the protection of old buildings and to use ecological energy-saving technologies to improve people's living （living） environment. Eco-energy-saving technology is not built on old buildings with various energy-saving technologies and energy-saving methods， but uses ecologically-friendly technologies to tap and draw on ecological energy-saving technologies.

【Key words】Ecological energy saving concept;Old building;Appropriate choice

1. 濟(jì)南老城區(qū)建筑物的選擇與生態(tài)節(jié)能理念可行性

1.1?該研究在濟(jì)南老城區(qū)內(nèi)挑選后宰門(mén)街作為調(diào)研樣本，涵蓋了老城區(qū)建筑保護(hù)，生態(tài)節(jié)能理念在老建筑中應(yīng)用的可行性，生態(tài)節(jié)能技術(shù)在老建筑中的合理利用等方面展開(kāi)了具體的調(diào)研和分析。

后宰門(mén)街是濟(jì)南近現(xiàn)代代表性城區(qū)，院內(nèi)包含有近現(xiàn)代各個(gè)時(shí)期的建筑形式，也包含一些違規(guī)建筑在內(nèi)。在滿(mǎn)足建筑保護(hù)管理規(guī)定條例中，假使能在保護(hù)老建筑上，而且是有生態(tài)節(jié)能技術(shù)、可循環(huán)應(yīng)用等功能技術(shù)支持下，創(chuàng)新性的保護(hù)老建筑。

1.2?在當(dāng)前節(jié)能技術(shù)體系中，大多是在新建筑中融入技術(shù)支持，或是在舊建筑改造中應(yīng)用節(jié)能技術(shù)，可持續(xù)發(fā)展的老建筑理念是否能夠加入生態(tài)節(jié)能技術(shù)是值得我們深入探討和研究的問(wèn)題。

2. 適實(shí)擇優(yōu)的節(jié)能理念是發(fā)揮老建筑創(chuàng)新性保護(hù)的重要領(lǐng)域

（1）適實(shí)擇優(yōu)節(jié)能理念在老建筑保護(hù)和老建筑使用中，如何發(fā)揮創(chuàng)新性作用呢？創(chuàng)新性保護(hù)中哪些是老建筑特有的展現(xiàn)其應(yīng)用價(jià)值呢？如果生態(tài)節(jié)能技術(shù)能夠契合建筑保護(hù)規(guī)定和可持續(xù)的需求，創(chuàng)新性節(jié)能理念就可以在老建筑保護(hù)和節(jié)能技術(shù)中發(fā)揮關(guān)鍵性作用。而適實(shí)擇優(yōu)的研究和應(yīng)用正是生態(tài)節(jié)能技術(shù)在老建筑中發(fā)揮作用的最佳選擇。

（2）對(duì)于生態(tài)節(jié)能來(lái)說(shuō)，適實(shí)擇優(yōu)的節(jié)能技術(shù)是在可持續(xù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行選擇不分化新能源與常規(guī)能源。（適實(shí)擇優(yōu)在本質(zhì)上既不同于傳統(tǒng)的資源分類(lèi)，也不同于標(biāo)準(zhǔn)的生態(tài)節(jié)能技術(shù)分類(lèi)。適實(shí)擇優(yōu)主要描繪的是利用新能源與常規(guī)能源中的適合實(shí)際情況選擇優(yōu)勢(shì)的技術(shù)。）通過(guò)天然光的利用、廢物利用、生物降解、被動(dòng)式太陽(yáng)能、結(jié)構(gòu)工程等將生態(tài)節(jié)能因素整合到老建筑中去繼而形成一個(gè)低碳化生活環(huán)境，這就是對(duì)適實(shí)擇優(yōu)的節(jié)能技術(shù)最好的驗(yàn)證。

3. 太陽(yáng)能源在濟(jì)南老建筑中的分析與應(yīng)用

3.1?后宰門(mén)街院落在不同時(shí)期的用途先后分別有：商鋪、當(dāng)鋪、藥鋪、紡織廠職工宿舍、民用住宅、出租房等。不同時(shí)期對(duì)于院落的使用不同也就導(dǎo)致建筑職能不同，達(dá)到的要求和標(biāo)準(zhǔn)不同。以下只是針對(duì)民用住宅的使用功能對(duì)老建筑進(jìn)行分析。

3.2?濟(jì)南后宰門(mén)街及周?chē)窒餂](méi)有高層建筑，但在實(shí)際調(diào)研中發(fā)現(xiàn)老建筑室內(nèi)陽(yáng)光獲取量少。出現(xiàn)光線不足的情況主要是有以下幾種原因：（1）天然光直射所在地區(qū)、季節(jié)、時(shí)間和建筑朝向有關(guān)。（2）建筑中存在違規(guī)加建現(xiàn)象，建筑結(jié)構(gòu)不合理導(dǎo)致遮擋面積大。（3）窗在建筑采光中占比大，老建筑墻體厚度在450mm左右，開(kāi)窗靠近室內(nèi)處且開(kāi)窗少都阻擋了天然光照照射到室內(nèi)。

3.3?濟(jì)南在北緯36.5°，在冬至日（12月22日），北緯66.5°的太陽(yáng)高度為0，赤道太陽(yáng)高度為66.5°，66.5°～36.5°=30°太陽(yáng)高度為30°。自然光照射偏移的角度不同，老建筑每個(gè)房間的獲取熱量也會(huì)不同。老建筑正房朝向正南，這樣陽(yáng)光獲取量為最大值，如果建筑偏離正南方向，陽(yáng)光獲取量就會(huì)減少。

3.4?同時(shí)老建筑的開(kāi)窗方向以南面，東面和西面的為主，它們可以作為太陽(yáng)能源采集器。我們應(yīng)根據(jù)不同季節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)，了解太陽(yáng)在不同的季節(jié)所處的位置，使得自然光照射對(duì)房間最有利。以濟(jì)南北緯36.5°為基準(zhǔn)，一年中分別選取三個(gè)不同時(shí)段-12月22日，3月20日和6月22日的太陽(yáng)高度角。在12月份時(shí)太陽(yáng)高度角為30°，自然光幾乎垂直照射朝南的開(kāi)窗。3月20日春分太陽(yáng)直射赤道，太陽(yáng)高度角為90°-36.5°=53.5°，太陽(yáng)高度角逐漸偏移到6月22日的73.5°。日照時(shí)間逐漸增加，自然光照射面積增大，同時(shí)也表明東西廂房窗戶(hù)將會(huì)獲取更多的自然光和熱量。利用老建筑墻體厚的特點(diǎn)對(duì)窗戶(hù)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。改進(jìn)的方案如下：（1）老建筑的南面，東面和西面的開(kāi)窗改用移動(dòng)折光板，根據(jù)不同時(shí)段的自然光照射對(duì)折光板位置進(jìn)行微調(diào)。（2）移動(dòng)折光板固定情況下窗戶(hù)可以打開(kāi)，以解決自然通風(fēng)問(wèn)題。移動(dòng)折光板的形式和基本原理如下：所采用的移動(dòng)折光板為雙層面，外層面是平板玻璃，內(nèi)層面是可移動(dòng)折光板。在夾層玻璃原理上調(diào)整內(nèi)層面玻璃以獲取最佳熱量和室內(nèi)照明亮度。開(kāi)窗在下午或者沒(méi)有自然光直射時(shí)候打開(kāi)通風(fēng)，以防止出現(xiàn)室內(nèi)溫度過(guò)熱。

3.5?老建筑本身具有冬暖夏涼的特性，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中寬厚的墻體，合理的開(kāi)窗以及青磚瓦等傳輸體形成吸熱、隔熱、保溫、通風(fēng)的目的。

（1）被動(dòng)式的特朗布?jí)υO(shè)計(jì)能夠有效地儲(chǔ)存和循環(huán)太陽(yáng)熱能，但自然供暖的被動(dòng)式設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)夭煌瑫r(shí)間節(jié)點(diǎn)及氣候條件進(jìn)行合理改進(jìn)。在建筑結(jié)構(gòu)本身不能拆建基礎(chǔ)下，最為直接的方式的是增大室內(nèi)采光面積和阻隔夜間散熱。濟(jì)南夏至?xí)冮L(zhǎng)為14小時(shí)40分鐘，冬至?xí)冮L(zhǎng)為9小時(shí)40分鐘。依據(jù)常識(shí)一天中熱能獲取時(shí)段以9點(diǎn)到15點(diǎn)為最佳。濟(jì)南的標(biāo)準(zhǔn)日照時(shí)間=2300/365*0.7=4.41小時(shí)。計(jì)算方法：平均日照時(shí)間=年日照時(shí)間/365天，標(biāo)準(zhǔn)日照時(shí)間=平均日照時(shí)間*0.7（濟(jì)南年平均氣溫表計(jì)算圖為約數(shù)值 （作者自繪）見(jiàn)表1）。

（2）根據(jù)上面所描述的數(shù)據(jù)，每天太陽(yáng)熱能獲取時(shí)段得以確定，在不同氣候條件下太陽(yáng)熱能獲取率區(qū)間也很好的顯示出來(lái)。如果將老建筑室內(nèi)溫度控制在20℃到24℃這個(gè)區(qū)間，春秋兩季顯然契合這樣的要求。在冬季為進(jìn)一步提高老建筑的采暖效率，增大太陽(yáng)光射入室內(nèi)面積，上述開(kāi)窗設(shè)計(jì)在獲取最大太陽(yáng)熱能的同時(shí)起到隔熱和防止散熱的效果。因?yàn)槔辖ㄖι舷聝啥瞬荒軌蛟O(shè)置長(zhǎng)方形通氣孔且玻璃窗面和墻之間的夾層也不能成立。所以對(duì)被動(dòng)式老建筑的進(jìn)一步改進(jìn)是將青瓦涂上黑漆，作為集熱和蓄熱層，待干燥后可以刷青瓦色用于裝飾。房屋青瓦吸收的熱能加熱后，熱氣流由上至下傳輸熱能，從而達(dá)到采暖的目的。這樣的改變雖然不能使溫差環(huán)流在夜間釋放熱量但老建筑墻體寬厚可以更好的儲(chǔ)存熱量。該系統(tǒng)完全發(fā)揮功效時(shí)，如同中央空調(diào)原理一樣源源不斷輸送熱能將其輻射到室內(nèi)生活空間。

4. 結(jié)語(yǔ)

濟(jì)南后宰門(mén)街建筑改造能夠以適實(shí)擇優(yōu)的方式體現(xiàn)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的理念，在改造設(shè)計(jì)中融合文脈傳承、泉文化、自然景觀等地域特色，呈現(xiàn)出以建筑為主題以生態(tài)理念為動(dòng)力的，可持續(xù)發(fā)展的老城區(qū)景象。

[文章編號(hào)]1619-2737（2019）02-28-126