趙延剛 朱麗 何成 / ZHAO Yangang， ZHU Li， HE Cheng

基于轉(zhuǎn)型的綠色老年公寓改造設(shè)計(jì)研究

趙延剛 朱麗 何成 / ZHAO Yangang， ZHU Li， HE Cheng

針對(duì)目前專(zhuān)業(yè)化養(yǎng)老建筑及設(shè)施嚴(yán)重缺乏和城市化進(jìn)程中大量的舊建筑急需轉(zhuǎn)型的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，以深圳某酒店向綠色老年公寓轉(zhuǎn)型改造設(shè)計(jì)為例，從建筑選址、功能轉(zhuǎn)換、空間改造、形體優(yōu)化、綠色技術(shù)應(yīng)用等方面，探討舊建筑向綠色老年公寓轉(zhuǎn)型的改造設(shè)計(jì)策略。

老年公寓 改造 綠色技術(shù)

中國(guó)從1990年代開(kāi)始進(jìn)入老齡化時(shí)期，養(yǎng)老問(wèn)題日益緊迫，且4:2:1的家庭結(jié)構(gòu)和人口流動(dòng)性的加強(qiáng)，使得社會(huì)化養(yǎng)老替代家庭養(yǎng)老成為大勢(shì)所趨，具有開(kāi)放性和產(chǎn)業(yè)化特點(diǎn)的老年公寓成為社會(huì)化養(yǎng)老的一種重要方式。同時(shí)，在中國(guó)的城市化進(jìn)程中，由于產(chǎn)業(yè)外遷，城市中心區(qū)大量的舊建筑急需功能改造轉(zhuǎn)換。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，部分舊建筑已轉(zhuǎn)變成為養(yǎng)老院，但由于多數(shù)改造設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)化程度不高，對(duì)老年人居住空間的舒適性考慮不深，帶來(lái)了許多使用上的問(wèn)題。本文以深圳某酒店向綠色老年公寓轉(zhuǎn)型的改造設(shè)計(jì)為例，從建筑選址、功能轉(zhuǎn)換、空間改造、形體優(yōu)化、綠色技術(shù)應(yīng)用等方面進(jìn)行深入探討，探索舊建筑向綠色老年公寓轉(zhuǎn)型的改造設(shè)計(jì)策略。

1　項(xiàng)目概況

本項(xiàng)目處于深圳市蛇口工業(yè)區(qū)，南臨蛇口工業(yè)一路，依傍蛇口海灣，毗鄰蛇口港澳客運(yùn)碼頭，地理位置優(yōu)越，交通便捷（圖1）。舊建筑原為1980年代建造的酒店，總建筑面積為5 984.06m2，結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)，目前結(jié)構(gòu)和立面層次肌理保持完好。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，舊建筑將被改造成老年公寓。從需求的角度來(lái)講，建筑周?chē)徑幼^(qū)，可以很好地為本居住區(qū)以及周邊居住區(qū)的老年人提供入住活動(dòng)設(shè)施，保證了老年公寓后期的入住率；從環(huán)境的角度來(lái)講，建筑周邊的環(huán)境優(yōu)勢(shì)明顯，環(huán)境優(yōu)美，南側(cè)為茂密的樹(shù)林公園，東側(cè)臨近蛇口海灣；交通方面，建筑周邊交通便利，可達(dá)性強(qiáng)。

2　方案構(gòu)思

首先，挖掘舊建筑原有的空間和結(jié)構(gòu)潛力，充分考慮空間特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)；其次，以健康、舒適、綠色為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)全方位呵護(hù)、立體化照顧的老年人宜居環(huán)境；最后，可持續(xù)性設(shè)計(jì)理念貫穿始終，最大限度地保留有利因素，改善不利條件，綠色技術(shù)被納入功能轉(zhuǎn)換、空間轉(zhuǎn)型、形體優(yōu)化、環(huán)境完善、節(jié)能減排等整個(gè)改造設(shè)計(jì)過(guò)程（圖2～5）。

圖1　區(qū)位示意

2.1目標(biāo)建筑——老年公寓

基于對(duì)老年人這一特殊群體的考慮，進(jìn)行匹配設(shè)計(jì)，依據(jù)其自身的心理和生理機(jī)能特點(diǎn)，建筑空間的需求有其特殊性。在空間上，老年人既需要多人參與交流的活動(dòng)空間，也需要獨(dú)自生活的私密性強(qiáng)的領(lǐng)域空間；在情感上，老年人需要得到家人般的關(guān)愛(ài)和照顧，消除孤獨(dú)感、無(wú)助感等；同時(shí)，適度的娛樂(lè)活動(dòng)有助于身心健康，老年人需要有進(jìn)行種植花草、閱讀、打牌、健身等活動(dòng)的空間設(shè)施（表1）。

圖2　改造前建筑外觀

圖3　改造后建筑鳥(niǎo)瞰效果

圖4　改造后建筑效果

圖5　改造后建筑沿街立面效果

圖6　原有建筑空間結(jié)構(gòu)布局示意

2.2舊建筑的綠色改造潛力

2.2.1空間布局

從酒店建筑現(xiàn)有的平、剖面布局來(lái)看，1、2層層高略高，適合改造成大空間，3～8層為酒店客房部分，可以保留小空間的布局，稍作調(diào)整即可作為老年人的起居空間。綜上，通過(guò)舊建筑空間分析，將建筑1、2層作為老年公寓的公共活動(dòng)空間，3層以上作為相對(duì)私密性的臥室、起居室等空間（圖6）。

2.2.2被動(dòng)式技術(shù)策略

深圳屬于夏熱冬暖地區(qū)，主要的建筑能耗是夏季空調(diào)耗能。建筑設(shè)計(jì)以被動(dòng)式節(jié)能策略為主，夏季考慮建筑遮陽(yáng)，加大過(guò)渡季節(jié)建筑的自然通風(fēng)。設(shè)計(jì)前期通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬分析可知，自然通風(fēng)和蒸發(fā)式降溫對(duì)提高該地區(qū)的建筑舒適度效果非常明顯（圖7、8）；同時(shí)對(duì)建筑周邊風(fēng)環(huán)境狀況的模擬分析可知，建筑周邊的風(fēng)環(huán)境良好（圖9、10），深圳地區(qū)夏季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|、東偏南風(fēng)向，所以設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能地組織自然通風(fēng)。

3　改造策略

基于安全、健康、舒適、綠色等方面的考慮，對(duì)老年公寓從功能布局、建筑形體、適老化設(shè)計(jì)、室外活動(dòng)場(chǎng)地，以及綠色節(jié)能技術(shù)等方面進(jìn)行相互融合的設(shè)計(jì)。每項(xiàng)內(nèi)容細(xì)分為多個(gè)小項(xiàng)，分別進(jìn)行空間匹配設(shè)計(jì)（表2）。

3.1空間形式轉(zhuǎn)化

在舊建筑自身空間布局的基礎(chǔ)上，以轉(zhuǎn)型為導(dǎo)向、以綠色為脈絡(luò)、以舒適為目標(biāo)進(jìn)行空間改造設(shè)計(jì)?？臻g的布局、形態(tài)、邊界處理，以及環(huán)境品質(zhì)的確定是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。

建筑沿街立面形象改造。根據(jù)建筑最初的透視形象和立面效果，由于該建筑南臨蛇口工業(yè)一路，因而在改造中需重點(diǎn)處理該建筑的沿街立面形象（圖11A）。

合理降低層高。根據(jù)《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50096-2011）中的相關(guān)規(guī)定，住宅層高宜為2.8m，舊建筑3層將設(shè)計(jì)為老年公寓的標(biāo)準(zhǔn)單間，現(xiàn)有建筑層高為4.2m，所以可將3層地板抬高1.2m，既有利于加大建筑周?chē)目諝饬魍?，降低建筑夏季空調(diào)能耗，同時(shí)有助于改善建筑的立面形象（圖11B）。

建筑體量與空間劃分。建筑3層地板抬高架空后，3層以上樓層與1、2層形體斷開(kāi)，將3層以上樓層建筑形體補(bǔ)充完整，使整個(gè)建筑形象變成更為簡(jiǎn)單純粹的上下兩個(gè)方形體量；建筑內(nèi)部功能的劃分更加明確，上部為居住私密空間，底部為公共交流活動(dòng)空間（圖11C）。

半開(kāi)敞活動(dòng)空間設(shè)計(jì)。將建筑3層以上形體補(bǔ)充完整后，可將5層以上的屋頂平臺(tái)改造成半開(kāi)敞的室內(nèi)外過(guò)渡空間，并為老年人種花養(yǎng)草、晨練、觀景等提供活動(dòng)空間（圖11D）。

立面遮陽(yáng)設(shè)計(jì)。結(jié)合原有建筑立面的肌理，保留每戶窗口處的花壇，進(jìn)行墻體綠化設(shè)計(jì)；同時(shí)設(shè)計(jì)活動(dòng)式立體遮陽(yáng)，將遮陽(yáng)板與光伏薄膜結(jié)合設(shè)計(jì)（圖11E）。

3.2功能布局

表1　老年人自身特點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的建筑空間

圖7　采用自然通風(fēng)+間接式蒸發(fā)降溫策略前后舒適度對(duì)比

圖8　采用自然通風(fēng)+間接式蒸發(fā)降溫+夜間通風(fēng)前后舒適度對(duì)比

圖9　建筑周?chē)L(fēng)速平面示意

圖10　建筑周?chē)L(fēng)速空間示意

依據(jù)原有建筑的結(jié)構(gòu)和空間考慮，建筑1、2層作為公共活動(dòng)空間，3層以上為私密性居住空間（圖12），同時(shí)，考慮老年人居住空間的私密性、歸屬感，以及相互之間的交流需要，在房間布局時(shí)進(jìn)行了組合設(shè)計(jì)，4、5個(gè)單間成一組，設(shè)計(jì)一個(gè)公用的開(kāi)放性客廳（圖13），該公共空間既可以供家屬探親使用，也可以作為公共活動(dòng)交流空間；留出公共活動(dòng)廳后可以將入戶門(mén)開(kāi)在房間側(cè)墻上，這樣與傳統(tǒng)的雙面廊布置（一條走廊串聯(lián)兩排房間）相比，門(mén)口開(kāi)在側(cè)墻，增加了房間的私密性，同時(shí)房間門(mén)平時(shí)打開(kāi)的頻率可以高于門(mén)開(kāi)向公用走廊的方式，有利于夏季或過(guò)渡季節(jié)室內(nèi)形成穿堂風(fēng)，加大了建筑內(nèi)部房間的空氣流通，提高了房間的舒適度。

3.3技術(shù)應(yīng)用

根據(jù)數(shù)值模擬分析，本地區(qū)建筑需考慮夏季遮陽(yáng)，可通過(guò)增大自然通風(fēng)來(lái)降低夏季空調(diào)能耗；同時(shí)深圳太陽(yáng)能資源豐富，陽(yáng)光充足，適合植被常年生長(zhǎng)，可以保證植被四季常青。所以在改造中主要從被動(dòng)式節(jié)能技術(shù)、可再生能源利用、生態(tài)綠化等方面進(jìn)行技術(shù)應(yīng)用設(shè)計(jì)（表3）。

4　能耗分析

降低夏季空調(diào)能耗是該設(shè)計(jì)的重點(diǎn)之一，通過(guò)增加建筑遮陽(yáng)和組織室內(nèi)自然通風(fēng)來(lái)減少對(duì)空調(diào)的使用，從而降低建筑能耗。形體上做了以下兩個(gè)處理手法：（1）將建筑3層地板抬高，跟2層樓板分開(kāi)，留有一定的空氣間層，加大建筑整體的空氣流通性；（2）在屋頂上方加光伏遮陽(yáng)板，降低建筑夏季得熱（圖14）。

表2　具體空間改造策略

表3　技術(shù)應(yīng)用對(duì)應(yīng)的空間設(shè)計(jì)策略

表4　建筑耗能指標(biāo)

圖11　改造策略示意

圖12　首層開(kāi)敞公共空間示意

圖13　標(biāo)準(zhǔn)層單間布局示意

圖14　建筑技術(shù)集成示意

圖15　降低夏季空調(diào)能耗設(shè)計(jì)

表5　屋頂半透明光伏全年太陽(yáng)輻射量

表6　建筑立面光伏全年太陽(yáng)輻射量

利用Design builder能耗模擬軟件對(duì)3個(gè)建筑形體能耗進(jìn)行模擬，結(jié)果如表4所示：未做處理時(shí)（圖15a）的建筑全年制冷能耗模擬值為934 645.33kWh；將建筑3層地板抬高1.2m后（圖15b），建筑全年制冷能耗模擬值為916 182.46kWh，較之形體未處理時(shí)能耗減少18 462.87kWh，節(jié)能效果較為明顯；建筑屋頂加遮陽(yáng)板后（圖15c），建筑全年制冷能耗模擬值為870 206.12kWh，較之形體未處理時(shí)能耗減少64 439.21kWh，節(jié)能效果明顯。

5　太陽(yáng)能光伏與光熱應(yīng)用

5.1太陽(yáng)能熱水

據(jù)統(tǒng)計(jì)公寓內(nèi)按90人算，每人每天洗浴一次。系統(tǒng)日耗熱量：根據(jù)工程要求取 Qw=60L/（人· d）， Cw= 4 187J/（kg ·℃），ρr=1kg/L，tend=55℃，ti=15℃，m=90人。

集熱器面積計(jì)算公式為：

其中，AC：直接系統(tǒng)集熱器總面積，單位m2；JT：當(dāng)?shù)靥?yáng)能集熱器采光面上的年平均日太陽(yáng)能輻射照量，取值14 700kJ/m2；f：太陽(yáng)能保證率，取值0.5； ηcd：集熱器的平均集熱效率，取值66.4%；ηL：系統(tǒng)管路和儲(chǔ)水箱熱損失率，_取值0.2。

根據(jù)屋頂所留面積，布置13組58×1800×26型號(hào)的集熱器，即可完全滿足公寓所需的生活熱水。

5.2光伏發(fā)電量

利用Ecotect軟件對(duì)屋頂光伏板和立面光伏薄膜進(jìn)行太陽(yáng)輻射量模擬計(jì)算，結(jié)果如表5、6所示，“吸收輻射量”即為太陽(yáng)能光伏板的光伏發(fā)電量，屋頂全年光伏發(fā)電量約為48 348kWh，立面光伏薄膜的全年發(fā)電量約為8 717kWh；所以整個(gè)建筑光伏板年發(fā)電量約為57 065kWh。

5.3節(jié)能效益分析

安裝太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)后，每年可節(jié)約能量165 051MJ；光伏發(fā)電量為205 434MJ；常規(guī)能源節(jié)約量如表7所示。

6　結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)實(shí)際工程案例，探討了可持續(xù)建筑理念下，舊建筑向老年公寓的適老化綠色改造設(shè)計(jì)嘗試，為以后我國(guó)城市中適老化工程改造設(shè)計(jì)提供了一次很好的案例參考。改造中對(duì)綠色技術(shù)的應(yīng)用是建筑師對(duì)當(dāng)前綠色建筑設(shè)計(jì)的詮釋?zhuān)彩墙ㄖ熢诶夏杲ㄖO(shè)計(jì)領(lǐng)域中的一次研究實(shí)踐。

表7　折合常規(guī)能源節(jié)約量

［1］ 林武生.既有建筑改造的綠色實(shí)踐［J］.百年建筑，2007（11）.

［2］ 白雪蓮，吳利均，蘇芬仙.既有建筑節(jié)能改造與實(shí)踐［J］.建筑節(jié)能，2009（1）.

［3］ 張志瑩.建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的老年公寓［J］.西北人口，1999（4）.

［4］ 宋微建.老建筑室內(nèi)的再生“設(shè)計(jì)”［J］.生態(tài)城市與綠色建筑，2012（2）.

［5］ 徐志武，王輝，秦海.光電節(jié)能建筑一體化設(shè)計(jì)在既有建筑改造中的應(yīng)用［J］.綠色建筑，2013（4）.

［6］ 張娜，陳大乾.空間意義的營(yíng)造——建筑學(xué)院院館空間改造研究［J］.新建筑，2009（5）.

［7］ 美國(guó)建筑師學(xué)會(huì)編.老年公寓和養(yǎng)老院設(shè)計(jì)指南［M］.周文正 譯.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2004.

［8］ 彭波，陳宏，鄭國(guó)慶.既有建筑綠色改造的設(shè)計(jì)策略與適宜技術(shù)——武漢建設(shè)大廈改造［J］.新建筑，2013（4）.

國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（編號(hào)：51478297）；國(guó)家教育部和國(guó)家外國(guó)專(zhuān)家局高等學(xué)校學(xué)科創(chuàng)新引智計(jì)劃——低碳城市與建筑創(chuàng)新引智基地（編號(hào)：B13011）。

趙延剛，天津大學(xué)建筑學(xué)院碩士研究生

朱麗，天津大學(xué)建筑學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師

何成，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝林學(xué)學(xué)院講師

2015-06-16

TRANSFORMATION DESIGN AND RESEARCH OF GREEN APARTMENTS FOR THE ELDERLY BASED ON THE RENOVATION OF OLD BUILDING

In view of the reaIistic probIems of professionaI pension buiIdings and faciIities are far from satisfi ed in China and there are Iarge amounts of oId buiIdings in urgent need of transformation during the urbanization. Taking a hoteI reformation project in Shenzhen as an exampIe， this paper discusses the design strategies of green apartments for the eIderIy from the buiIding site， function conversion， space reformation， modeI optimization and green technoIogies， which based on the renovation of oId buiIding.

Apartment for the EIderIy， Transformation， Green TechnoIogy