文/杭州市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 朱雪飛

1 工業(yè)建筑綠色民用化改造概述

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)化程度不斷提高，生產(chǎn)工藝更新加快，原有工業(yè)廠房已無法滿足新技術(shù)要求。城市居民對環(huán)境的要求逐漸提高，城區(qū)內(nèi)或原在郊區(qū)，后隨城市發(fā)展成為新城區(qū)的工業(yè)廠房因產(chǎn)業(yè)升級或城市環(huán)境污染需外遷，導(dǎo)致城市城區(qū)遺留了大批工業(yè)廠房，成為舊城改造的重要部分。如今，社會(huì)對資源節(jié)約及可循環(huán)利用越來越重視，需加快推動(dòng)生態(tài)城市和綠色建筑的設(shè)計(jì)理念，包括提高資源利用率、減少能源消耗、充分利用可再生能源、建筑材料循環(huán)利用等。在我國城市建設(shè)中，符合我國國情的綠色建筑體系和標(biāo)準(zhǔn)逐漸完善，為我國綠色建筑推廣及發(fā)展提供了可能。

原有工業(yè)廠房經(jīng)過功能置換，需滿足現(xiàn)有使用要求，如與綠色建筑設(shè)計(jì)相結(jié)合，為工業(yè)建筑提供綠色民用化改造。通過綠色民用化改造，將工業(yè)建筑轉(zhuǎn)化為具有歷史、文化及使用價(jià)值的民用建筑，進(jìn)而節(jié)約大量建筑材料，提升廠區(qū)周邊經(jīng)濟(jì)活力，更好地推動(dòng)我國城市建設(shè)。

德國魯爾工業(yè)區(qū)是國際知名的工業(yè)建筑改造和更新項(xiàng)目（見圖1），原來以煤炭和鋼鐵為基礎(chǔ)、以重化工業(yè)為主的重工業(yè)區(qū)在“二戰(zhàn)”后逐漸荒廢，通過實(shí)施復(fù)興計(jì)劃，如今魯爾工業(yè)區(qū)成為全新的科學(xué)公園，不僅保留煉鋼廠、煤渣山等設(shè)施，通過景觀設(shè)計(jì)還建立了大型購物中心，配建咖啡館、酒吧、美食街、各種游樂設(shè)施和娛樂中心等。我國北京798藝術(shù)區(qū)原為國營798老廠區(qū)，改造后成為博物館、畫廊和其他商業(yè)設(shè)施，煥發(fā)了新活力，經(jīng)由當(dāng)代藝術(shù)、建筑空間、文化產(chǎn)業(yè)等與城市環(huán)境有機(jī)結(jié)合，成為北京都市文化的新地標(biāo)（見圖2）。

圖1 德國魯爾工業(yè)區(qū)

圖2 北京798藝術(shù)區(qū)

2 工業(yè)建筑綠色民用化改造特點(diǎn)

2.1 藝術(shù)價(jià)值

老舊工業(yè)廠房反映出不同時(shí)期的建造水平，也體現(xiàn)了當(dāng)時(shí)的工業(yè)和科技水平，通過這些建筑，可以了解城市產(chǎn)業(yè)發(fā)展變化及空間布局的歷史發(fā)展變遷。由于生產(chǎn)設(shè)備的獨(dú)特性，形成獨(dú)特的工業(yè)景觀風(fēng)貌特征及工業(yè)建筑、構(gòu)筑物等景觀形象，成為城市發(fā)展的珍貴記憶。

2.2 實(shí)用價(jià)值

工業(yè)建筑除具有歷史文化特性，也具有良好的實(shí)用價(jià)值，對其進(jìn)行民用化改造具有較大優(yōu)勢。工業(yè)廠房占地規(guī)模較大，鑒于生產(chǎn)設(shè)備和工藝的特殊需求，工廠對市政基礎(chǔ)設(shè)施的要求較高，對工業(yè)廠房進(jìn)行改造，其給水、排水、電力等設(shè)施的改造較為便利。廠區(qū)由于運(yùn)輸貨物需要，路網(wǎng)結(jié)構(gòu)完整，與廠區(qū)外具有較好的交通聯(lián)系，也利于改造。

工業(yè)廠房具有類似的建造特點(diǎn)，老舊工業(yè)廠房由于生產(chǎn)需要，往往具有跨度及凈高較大的室內(nèi)空間，這為空間改造帶來極大的靈活性和可能性。在原有結(jié)構(gòu)和室內(nèi)空間進(jìn)行重新整合分割，可滿足多種功能布局。工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)承載力一般比民用建筑大，堅(jiān)固耐用，因此工業(yè)建筑改為民用建筑時(shí)，荷載一般都能滿足新的使用要求。

2.3 改造原則

1）改造方向 現(xiàn)有工業(yè)建筑一般可改造為博物館、酒店、商業(yè)服務(wù)、藝術(shù)時(shí)尚區(qū)等。

2）空間和功能分區(qū) 工業(yè)建筑原有空間布局和功能分區(qū)需根據(jù)新功能進(jìn)行調(diào)整，盡量保留原有建筑空間和結(jié)構(gòu)。

3）結(jié)構(gòu)評估 由于工業(yè)廠房多為老舊建筑，進(jìn)行功能置換時(shí)，應(yīng)優(yōu)先關(guān)注建筑結(jié)構(gòu)是否滿足新功能的使用要求，因此必須對建筑主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)檢測和評估，對結(jié)構(gòu)改造進(jìn)行安全性驗(yàn)算。

4）建筑能耗 工業(yè)建筑由于建造年代久遠(yuǎn)及工藝差距，自身圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能較差。如原有工業(yè)建筑通常未設(shè)保溫層，部分工業(yè)建筑屋面設(shè)置天窗，氣密性和保溫性較差，能源耗費(fèi)嚴(yán)重。

5）自然通風(fēng)和采光 原有工業(yè)廠房立面開窗較小，影響建筑采光及通風(fēng)。改造時(shí)需考慮建筑使用功能的延續(xù)性及環(huán)境的可持續(xù)，盡量減少資源浪費(fèi)，增加循環(huán)利用，降低能源消耗及溫室氣體排放。

6）舒適性 舒適性是建筑改造的第一要求，對工業(yè)建筑進(jìn)行綠色化改造的同時(shí)，應(yīng)增加新功能舒適性要求。通過綠色技術(shù)改造，實(shí)現(xiàn)建筑內(nèi)部的舒適性，對溫度、濕度、采光、通風(fēng)等進(jìn)行調(diào)節(jié)，降低空調(diào)能耗。

3 項(xiàng)目改造策略

北京日化二廠洗液車間建造于20世紀(jì)60年代，混凝土框架結(jié)構(gòu)，首層層高6.2m，2層層高5.2m，3層層高6.4m。改造方案采用低干預(yù)改造模式，展現(xiàn)工業(yè)歷史的建筑風(fēng)格，增加公共服務(wù)設(shè)施，完善景觀系統(tǒng)，提升園區(qū)品質(zhì)。充分利用工業(yè)廠房空間及其歷史、文化價(jià)值，合理選擇商業(yè)模式，達(dá)到產(chǎn)業(yè)提升和城市更新的目的（見圖3）。

圖3 北京日化二廠洗液車間平面

設(shè)計(jì)方案保留原有建筑特色空間，拆除部分原有結(jié)構(gòu)構(gòu)件，完善承重結(jié)構(gòu)體系。

1）保留及改造立面樣式和門窗洞口，原有門窗大部分已損壞，且不符合節(jié)能設(shè)計(jì)要求，因此門窗整體更換為節(jié)能門窗，其中外窗采用斷橋鋁合金三玻雙中空玻璃（5+9A+5+9A+5）mm，傳熱系數(shù)為2W/（m2·K），北向采用（5+12A+5+12A+5）mLow-e玻璃,傳熱系數(shù)1.7W/（m2·K），氣密性為7級。增加外保溫材料以滿足建筑保溫隔熱和節(jié)能要求，外墻外保溫系統(tǒng)選用70mm厚擠塑聚苯板，屋面保溫材料選用厚100mm的擠塑聚苯板。

2）以自然通風(fēng)為主，輔以簡單的機(jī)械排風(fēng)；公共及居住空間設(shè)置獨(dú)立的空調(diào)和通風(fēng)系統(tǒng)。首層公共空間為高大空間，采用上送下回的氣流組織方式，其中送風(fēng)口采用散流器形式，回風(fēng)口采用格柵風(fēng)口。改造完成后建議采用主動(dòng)綠色節(jié)能技術(shù)，如采用熱泵驅(qū)動(dòng)的熱濕獨(dú)立控制系統(tǒng)，以保證極端天氣下的室內(nèi)環(huán)境舒適性。

3）現(xiàn)有屋頂可安裝約126m2太陽能板，采用40°固定傾角的分布式光伏太陽能板，太陽能板的轉(zhuǎn)化效率為12%。數(shù)據(jù)顯示，北京多年平均太陽能年總輻射量為1400.60（kW·h/m2），北京多年平均年日照為2778.70h，軟件算得年峰值小時(shí)數(shù)為1629h，系統(tǒng)效率為80%。最終計(jì)算得出，屋面太陽能年發(fā)電量約2.76萬kW·h。按40°傾角，全年集熱器得熱量為6236.90MJ/m2，按照平板太陽能平均集熱效率取35%，考慮管道及水箱損失，根據(jù)北京地區(qū)地方標(biāo)準(zhǔn)村鎮(zhèn)住宅太陽能采暖應(yīng)用技術(shù)規(guī)范建議取0.2，計(jì)算可得屋面太陽能的全年集熱器得熱量為22.00萬MJ。

4）利用建筑屋面和綠化場地對雨水進(jìn)行收集利用。原有地下酸洗池改造為雨水收集池，可作為草坪灌溉和荷花池用水。雨水回用系統(tǒng)采用“過濾+消毒”工藝，雨水收集后經(jīng)雨水儲(chǔ)存池過濾后進(jìn)入清水箱，通過泵送至綠化和景觀水池。綠化灌溉最高日用水定額取1L/m2，項(xiàng)目綠化面積為317m2，最高日用水量為0.317m3/d。景觀水池尺寸為6.0m×3.0m×0.6m，按每次換水1/3體積，最高日用水量為3.596m3/d，因此雨水用水點(diǎn)最大日用水量為3.913m3/d。根據(jù)雨水點(diǎn)最大日用水量，采用3.8t雨水回用水箱，尺寸為1.5m×1.5m×2.0m，有效深度1.7m，并設(shè)有溢流和放空設(shè)施。按雨水回用水箱的4倍設(shè)置雨水儲(chǔ)存池，尺寸為3.0m×3.0m×2.5m，有效深度2.0m。

5）室內(nèi)裝修材料可采用再生骨料混凝土多孔磚及木材、竹材等，并在后期室內(nèi)設(shè)計(jì)中采用低毒、防霉、抗菌等環(huán)保裝飾材料，營造室內(nèi)健康環(huán)境。

4 結(jié)語

本文以北京日化二廠洗液車間改造為例，對工業(yè)建筑的綠色民用化改造提出具體設(shè)計(jì)方案及改造策略，以期為其他既有工業(yè)建筑民用化改造提供參考。