北京建筑大学 冯硕 李德英
【摘 要】我国的旧工业建筑具有非常珍贵的历史价值、艺术价值和技术价值。随着我国产业结构的逐渐变化和不断发展，大量的旧工业建筑需要进行改造更新，以避免其闲置造成资源浪费。但是传统的改造技术已经不能满足社会发展的需求，因此，需要一些新的技术力量，如在现阶段大力倡导在生态环保的情况下可以采用绿色节能技术来进行旧工业建筑的改造更新。本文通过对绿色节能技术和旧工业建筑改造的必要性进行简要分析，以探讨绿色节能技术在旧工业建筑改造中的应用。
【关键词】建筑改造；绿色节能；旧工业建筑
0 前言
随着城市更新中产业布局的调整和城市多元功能模块升级的需求，必然出现工厂外迁和厂房闲置现象，导致城市中大批废弃的工业建筑出现。在城市功能不断提升和经济可持续性发展的要求下，对这批能耗巨大的废旧工业建筑进行绿色节能改造，通过技术手段减少能源消耗，提高能源使用率，满足建筑节能的需求，对我国经济发展的可持续性有着非常积极的意义。
1 绿色节能技术的概况
20世纪60年代，美籍意大利建筑师保罗·索勒瑞首次将生态与建筑合称为生态建筑，即绿色建筑[1]。绿色建筑就是在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑[2]。
为了减少对环境的污染，绿色建筑已经成为建筑业发展的必然趋势，旧工业建筑改造也应采取绿色改造的方式。与推倒重建相比，旧工业建筑改造再利用可减少建筑垃圾的产生和不可降解的建筑材料对环境的污染。
针对建筑运行能耗的来源和组成，把建筑绿色节能技术分为两类:建筑本体绿色节能技术和建筑设备绿色节能技术。其中建筑本体绿色节能技术包括围护结构的绿色节能技术和建筑空间设计的绿色节能技术；建筑设备绿色节能技术包括建筑能源设备系统绿色节能技术、建筑环境控制系统绿色节能技术和可再生能源利用技术[3]。
2 旧工业建筑改造存在的问题及绿色改造的必要性
2.1 旧工业建筑绿色节能改造存在的问题分析
我国的旧工业建筑改造的技术含量低，改造往往是对内部空间重新组合划分或者只局限于局部构件的替换和外立面的改造，通常忽略改造过程中的环境因素。大部分的旧工业建筑经常为了使用功能以及保证自然采光的需求，往往门窗洞口的尺寸大，这导致了墙体的保温隔热性能差。厂房结构的空间体量大且层高也偏高，一般单层的重工业厂房层高在10m以上，而且需要综合考虑吊车类型、吊车尺寸和吊物的尺寸等方面的要素[4]。这种大空间结构和较高的层高极大的影响了建筑的保温性能，屋顶结构和设置天窗对保温隔热性能也有副作用。在旧工业建筑的改造方面，应用什么样的绿色节能改造技术以及如何对改造后的旧工业建筑进行绿色评价，选用什么样的评价指标体系，对于这样的问题，我国在旧工业建筑改造这方面没有进行过系统的研究，都缺乏系统性的分析和整体性的分析。在技术的选择、评价指标体系、评价标准及评价方法等方面都存在问题需要我们去解决。
我国旧工业建筑绿色节能改造是一项复杂而庞大的系统工程，在进行旧工业建筑绿色节能改造工作的时候，要时刻警惕将改造的绿色节能工作表面化、简单化、标签化，谨防出现高投入、低收益的情况。我们应该重点发展可推广、低成本、高效益的旧工业建筑绿色节能改造技术。
2.2 旧工业建筑改造的必要性
（1）能源危机的出现。进入20世纪以来，我国的能源消耗所引起的环境恶化越来越影响人们的生活，能源危机已经变成经济运行的绊脚石，影响我国的经济高速发展，所以我们应该降低能源的消耗来改善环境。据统计，我国建筑耗能量占社会总耗能的 27.6%，建筑能耗量巨大[5]，且随着生活水平的不断提高和城市进程的加快，总能耗中的建筑能耗所占的比重越来越大。虽然在1996年我国公布了民用建筑节能设计标准，这使得建筑能耗状况有所改善，但是与西方发达国家相比较，我国在建筑技术和材料制造方面都有很大的差距[6]。而且我国在建国之后大力发展第二产业，这个时期所产生的工业建筑基本上都没有采取有效的节能措施[7]。
（2）地理位置优越，负荷能力较强。 我国的旧工业建筑由于历史缘故，在城市扩建后，其所处的地理位置价值在不断提升，到如今许多的旧工业建筑都 位于城市的中心地带，这里寸土寸金，而且交通便利[8]。同时，一般旧工业建筑在电力设施及给排水设施上都有较强的负荷能力，若是对其进行拆除，则显得非常浪费；而若是直接加以改造利用，则可以节省许多资源，避免重新添置这些设施而另外花费巨额的资金。
（3）减少资源的损耗。可以持续利用的能源资源就是可再生能源，可再生能源包括太阳能、地缘热、风能等等，使用这些能源要求技术的可操作性强，我们应该减少碳的排放量充分利用这些无污染且可再生的能源，实现资源循环利用、减少能源消耗是旧工业建筑绿色节能改造的重要手段之一。而且应该尽可能利用旧工业建筑原有的结构和材料，来保证材料资源达到最大使用率。
（4）体现节能环保。在对旧工业建筑进行改造的同时，需要体现出适应所在地域环境与保护环境的态度[9]。根据不同环境特点，进行适应性改造，尽量减少改造对环境所施加的影响，尽可能利用可再生能源来减少资源的损耗，控制温室气体的排放，使改造对环境的影响程度尽可能最低。将改造与环境融合在一起，达到旧工业建筑与环境和谐共生的目的。
3 绿色节能技术在改造中的应用
现阶段，我国的建筑节能仍然只停留在民用建筑上，而且近些年我国出台的关于建筑节能的法律法规也大多是针对民用建筑而制定的。由此可以看出，我国许多城市中残存的旧工业建筑在节能方面还远没有达到民用建筑的使用要求，需要利用绿色节能技术对其进行改造。
3.1 屋面节能改造
在旧工业建筑中，屋面能耗占总建筑能耗的8%～10%，因此，对屋面的改造非常重要。一般情况下，旧工业建筑的屋面改造主要有平改坡、屋顶绿化及平屋面加保温层三种方法，通过对这三种改造方法的综合比较和考虑，在旧工业建筑的屋面改造中，应选择平屋面加保温层的改造方法，可以通过在屋面加设一层轻质高效的保温层来改善其保温和隔热性能，而且也可以利用其厂房高的特点对室内的吊顶进行处理，使之形成一个空气夹层，利用空气夹层中储存的空气来起到保温和隔热的作用。
3.2 墙体节能改造
我国许多旧工业建筑的墙体一般都是240mm厚的实心黏土砖墙体，这种结构的墙体造型简洁，根据其裸露在外的墙体部分可以看出，旧工业建筑的墙体没有设置保温层，而仅仅只依靠墙体的厚度是不能真正起到保温隔热的作用。对旧工业建筑的墙体结构进行改造，就要在墙体外添加一层保温层，以此来提高其保温隔热性能。通常添加的保温层材料都是EPS板，墙体经改造后，其传热系统得到了降低，而热惰性则获得了提高，对于墙体结构起到了很好的保温隔热功效。
3.3 门窗节能改造
在旧工业建筑中，门窗的材料大多是钢框单层玻璃，其面积就占据整个建筑外围面积的1/3，能耗也占据了总建筑能耗的2/3，在传热的过程中还会损失1/3 的能耗，而且为了满足当时的生产需要和采光需求，门窗通常都比较大。在对旧工业建筑的门窗结构进行改造时，首先，改造门窗的大小，在能够满足采光、日照及通风需求的前提下，尽可能地缩小门窗面积；其次，提高窗的密封性，尽量避免空气对流而传递热量，在门窗缝中可增设密闭条以提高门窗结构的密封性； 最后，替换门窗的材料，可以将其替换成新型的隔热断桥型的节能保温门窗，如塑钢门窗等，这不仅可以提高旧工业建筑门窗结构的保温隔热性能，而且在改造上的经济成本也较低，可以实现更高的经济效益。
3.4 节地改造
我国城市化的发展进程越来越快，带来的结果就是城市用地非常紧张，相应的耕地面积在逐年减少，因此节约土地、提高其使用率迫在眉捷。在旧工业建筑进行改造的过程中，对土地的改造利用也是一种节约土地资源的表现。首先，可采用垂直绿化的方式进行土地改造，将地面绿化转移到屋面或墙面上，有效节约土地使用面积，而且也提高了绿化效果和观赏价值，同时通过屋面和墙面绿化，可以 对旧工业建筑建立一道保温隔热的防护带，从而起到有效保温隔热的作用；其次，将绿化带的建设与活动场地与停车场地相结合，通过设置立体绿化或停车场绿化来提高旧工业建筑的整体绿化效果，同时又不占用更多的面积，有效节约了土地资源。
3.5 节水改造
我国是一个水资源严重短缺的国家，因此，在旧工业建筑改造工程中应节约用水，对排出的废水可回收再利用或充分利用雨水等节能技术。 首先，尽量减少用水。节约用水并不是不用水，不是以降低生活质量为代价，而在改造工程中通过将旧厂房中原有的用水设备进行相应的修复完善，或者将其改造成节水型卫生器具或节水设备，以达到节约用水的目的；其次，对排出的废水要回收再利用，在改造时应充分考虑其原有的给排水系统，将其有效利用起来形成废水回收，再通过相关设备的净化功能将废水净化后再次利用，如可将回收的废水用于冲马桶或绿化带浇水等；最后，可对雨水、雪水进行回收利用，将建筑的屋面及地面的雨水、雪水等进行收集与净化后将其储存，日后进行利用，作为绿化用水、景观用水等； 同时，在改造地面时，可采用新型的透水材料，使雨水能够迅速渗入到地下土壤中，以便对植物形成灌溉作用，或者渗入到地下形成地下水，以保持土壤的湿度，有效改善地面植物和微生物的生存环境[10]。
3.6 节材改造
在绿色节能技术中，节材也是非常重要的组成部分。首先，改造中要尽可能选择新型节能的建筑材料，同时还要最大程度地降低材料浪费，在施工场地还要尽量减少垃圾的产生；其次，在改造时要有明确的市场和确切需求的客户人群，不能出现因改造不符合业主需要而重新改造的情况，避免再次改造而造成资源、材料浪费的现象发生；再次，在改造时，对拆卸下来的边角料、相关细小构件及原有机械设备等，可集中回收再利用，这些构件或设备都是旧工业建筑曾经历史的见证，可将其利用做成展品或某些装饰品摆件等进行展示，让其成为人们眼中的美好回忆。如内蒙古工业大学在改 造旧工业建筑时，就将原有厂房内的门窗设备等拆卸下来再使用，而且还保留了原有厂房内的机械设备，在上面安装一块木板即可当作茶桌、座位或者是作品的展示台，这种变废为宝、回收再利用，既体现了内蒙古工业大学浓重的文化氛围，同时又留下了历史的气息。
4 结论
本文通过对绿色节能技术和旧工业建筑改造的必要性进行简要分析，主要从屋面的节能改造、墙体的节能改造、门窗的节能改造、节地改造、节水改造及节材改造等六个方面具体探讨了绿色节能技术在旧工业建筑改造中的应用。通过本文的分析、探讨，可以看出，使用绿色节能技术进行旧工业建筑的改造，不仅投资少、收益大，而且见效快，对城市的可持续发展能起到非常好的促进作用，同时，对于生态环境的保护、资源的节约及土地的保护也有十分重要的意义。
参考文献
[1]夏静.绿色节能技术在建筑改造中的应用研究[J].建筑技术开发,2017,44(23):140-141.
[2]GB/T 50378-2006,绿色建筑评价标准[S].
[3]刘强,邱立平,张军杰.绿色生态节能技术在建筑改造中的应用研究[J].工业建筑,2012,42(02):10-13.
[4]张扬. 旧工业建筑（群）再生利用项目绿色评价指标体系研究[D].西安建筑科技大学,2013.
[5]白薇. 采暖地区住宅外围护结构的节能设计[D].河北：河北工业大学,2007.
[6]刘志坚，张静. 既有公共建筑节能改造技术初探[D].山西建筑,2007（36）：244-245.
[7]闫瑞琦. 旧工业建筑再生利用中节能保温技术的应用研究[D].西安建筑科技大学,2008.
[8]刘斯颖. 旧建筑改造设计的“绿色策略”研究[D].中国矿业大学,2015.
[9]王奎东. 城市旧工业建筑改造与再生的研究 [D].青岛：青岛理工大学,2011.
[10]余亚奎. 深圳旧工业建筑绿色改造设计研究[D].哈尔滨工业大学,2013.
备注：本文收录于第21届暖通空调制冷学术年（2018年10月23～27日，中国·三门峡）论文集。版权归论文作者所有，任何形式转载请联系作者。
