冒 進,費一鳴,陳春美,鄭志豐
(1.昆山樂建住房開發(fā)有限公司,江蘇 昆山 215300;2.昆山城市建設(shè)投資發(fā)展集團有限公司,江蘇 昆山 215300)
隨著經(jīng)濟社會發(fā)展的需要,土地成為社會需求的緊缺資源,因此城市更新、既有建筑改造成為提高土地利用率的重要措施,也逐漸成為行業(yè)內(nèi)的熱門話題。然而,我國既有建筑量大、面廣,受當(dāng)時技術(shù)水平與經(jīng)濟條件的限制,絕大部分是“非綠色”存量建筑,即存在建筑安全性下降、功能衰退、構(gòu)件老化、建筑能耗大、負荷高等問題[1,2]。綠色化改造無疑是解決上述問題,實現(xiàn)以人為本的綠色理念的重要途徑。推進既有建筑綠色化改造,是節(jié)約資源利用率、提高建筑節(jié)能以及安全性、舒適性,進一步節(jié)能減排的重要途徑和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
針對既有建筑綠色化改造的相關(guān)探索,建筑行業(yè)內(nèi)眾多專家、學(xué)者開展了相關(guān)研究。孟沖對 2008 年初起到 2013 年末獲得標識的 31 個既有建筑綠色化改造項目進行了分析探討,深度剖析了既有建筑綠色化改造的發(fā)展狀況,為今后的工作指明了方向[3]。王清勤等通過總結(jié)近 20 年我國既有建筑改造關(guān)鍵技術(shù)研究與現(xiàn)狀,調(diào)研既有建筑綠色改造工程中改造技術(shù)的應(yīng)用實踐情況,統(tǒng)計分析了相關(guān)成果和效益,為后期研究提供了很好的研究依據(jù)[4]。李鵬魁等以上海某三星級綠色公共建筑運行優(yōu)化案例實踐,用實測數(shù)據(jù)表明了綠色化改造后該項目在全年單位面積總能耗比同類型建筑先進用能指標降低 13.64 %,驗證了綠色化改造的社會效益和經(jīng)濟效益[5]。
本文結(jié)合夏熱冬冷地區(qū)環(huán)境和昆山某既有公共建筑目前現(xiàn)狀,根據(jù)江蘇省綠色發(fā)展條例及既改綠色建筑相關(guān)規(guī)范要求,以減少建筑能源消耗、改善建筑室內(nèi)環(huán)境、提升建筑節(jié)能、整體安全性和功能性為質(zhì)量目標,從設(shè)計理念、改造技術(shù)及后期運行管理及效益等方面深度剖析、總結(jié),提出了適宜性綠色化改造技術(shù)方案,分析了綠色化改造后的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益,為今后類似項目的綠色化改造提供了可落地的技術(shù)參考。
該項目位于昆山市,總建筑面積 680 m2,總占地面積 1 554 m2,建筑高度 7.1 m,建成后“巧而精致”,成為昆山市集既有建筑綠色化改造、海綿城市公園、智慧建筑等綠色技術(shù)應(yīng)用點示范工程,同時也將成為昆山市道德文化參觀展示、志愿服務(wù)活動及“紅色之旅”黨員活動實踐教育基地。
原建筑于 2003 年展開設(shè)計,始建于 2004 年,作為休憩茶室功能運營,如圖 1 所示。改造前項目處于空置狀態(tài),圍護結(jié)構(gòu)無內(nèi)外節(jié)能保溫,且窗、空調(diào)設(shè)備、室外景觀綠化、海綿系統(tǒng)等都不滿足現(xiàn)階段綠色建筑及節(jié)能技術(shù)要求。本著“傳承道德文化·融合綠色發(fā)展”的設(shè)計理念,通過“針灸”療法的方式,從點到面對建筑立面、室內(nèi)布展以及室外配套綠化等進行改造。目前,該項目通過綠色化改造已取得三星級綠色建筑設(shè)計、運營標識等榮譽獎項。
圖1 改造前實景圖
本次改造通過“針灸”療法的方式,以點帶面,既融合綠色建筑理念對建筑圍護結(jié)構(gòu)加固、整體建筑節(jié)能、景觀綠化等進行改造,又保留了原有建筑巧而精致的江南風(fēng)格,如圖 2 所示。為確保建筑安全性,加固前后分別對建筑結(jié)構(gòu)的安全性進行鑒定,確保安全、耐久。
圖2 改造后實景圖
原建筑始建于 2004 年,無內(nèi)外保溫設(shè)計等,圍護結(jié)構(gòu)整體保溫性能差,大部分區(qū)域出現(xiàn)了發(fā)霉、開裂、結(jié)露等現(xiàn)象,如圖 3、圖 4 所示。本次外圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能改造包含外墻保溫、屋面保溫、樓地面保溫隔聲、窗和幕墻等系統(tǒng)改造,改造后總體節(jié)能率達到 65 %,如表 1 所示。其中圍護結(jié)構(gòu)保溫采用無機保溫膏料內(nèi)保溫系統(tǒng),在有效避免外墻面開裂、空鼓和脫落隱患的同時,進一步提高了建筑節(jié)能,真正體現(xiàn)了綠色建筑理念。
表1 圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能改造技術(shù)措施表
圖3 改造前內(nèi)墻面發(fā)霉
圖4 改造前屋面內(nèi)側(cè)滲水、發(fā)霉
暖通空調(diào)系統(tǒng)占建筑耗能比例最大,原空調(diào)系統(tǒng)為 VRV 多聯(lián)機系統(tǒng),但設(shè)備運行狀態(tài)差,使用效率低、能耗大。改造后,采用變冷媒流量多聯(lián)機系統(tǒng)和新風(fēng)全熱交換器,經(jīng)過測算能耗降低達到 30 % 以上,空氣熱濕環(huán)境評價等級達到 GB/T 50785-2012《民用建筑室內(nèi)熱濕環(huán)境評價標準》中二級以上,滿足節(jié)能標準。
供配電與照明系統(tǒng)全部采用 LED 節(jié)能照明燈具,公共部位照明采用分區(qū)、分組控制,并有自動降低照度功能,運行后便于統(tǒng)一管理,降低能耗。
本項目可再生能源采用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)和太陽能路燈,如圖 5 所示。
圖5 太陽能光伏路燈
本項目位于公園內(nèi),綠化環(huán)境優(yōu)美,改造結(jié)合海綿設(shè)計理念,增設(shè)植草淺溝、下凹式綠地、透水鋪裝、雨水回收池等海綿措施,綠地率達 65 %。其中室外場地采用透水鋪裝,占全部硬質(zhì)鋪裝的 30 %,如圖 6 所示。此外,對公園的部分排水系統(tǒng)進行調(diào)整,力求實現(xiàn)年徑流總量控制率大于 75 %,面源污染削減率大于 55 %,其中新建的雨水循環(huán)利用系統(tǒng),通過地下海綿蓄水池經(jīng)過提升泵排至道路周邊綠化構(gòu)筑物,并流至景觀水池,最終再由提升泵站從景觀水池排至地下海綿蓄水池,回收利用的雨水繼續(xù)用于公園內(nèi)綠化灌溉,真正實現(xiàn)了雨水循環(huán)再利用理念。
圖6 透水鋪裝
本項目采用的建筑智能化系統(tǒng),除一般建筑模塊外,還包括能耗分項計量系統(tǒng)、設(shè)備控制系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測與展示系統(tǒng)等。其中,通過安裝空氣質(zhì)量傳感器對室內(nèi) CO2濃度等進行監(jiān)測,并與新風(fēng)機聯(lián)動。此外,運行后通過大屏展示室內(nèi)、外環(huán)境監(jiān)測以及設(shè)備能耗運行數(shù)據(jù)及狀態(tài),實現(xiàn)了智慧展示。
項目設(shè)有通過 ISO 14001 環(huán)境管理體系認證的專業(yè)物業(yè)管理機構(gòu)對建筑進行全程管理。物業(yè)管理機構(gòu)根據(jù)建筑使用功能、運行特點以及所處環(huán)境,制定了降低建筑運行能耗、節(jié)約水資源和材料資源以及景觀綠化等方面的綠色管理制度,形成詳細的運行記錄。同時物業(yè)管理公司總部亦定期對項目運行管理人員進行專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)。
該項目貫徹落實綠色建筑、智慧建筑、海綿城市建設(shè)理念,在改造實施過程中,在保障結(jié)構(gòu)安全性的前提下,集成應(yīng)用了綠色建筑、海綿城市、智慧 BIM 等綠色技術(shù),一方面有效地解決了園內(nèi)“看?!爆F(xiàn)象,另一方面提高了既有建筑品質(zhì),起到了示范引領(lǐng)作用。建成后該項目將作為昆山市既改綠色建筑、海綿城市等教育、學(xué)習(xí)、體驗和展示中心,如圖 7 所示。
圖7 改造后室內(nèi)布展
本項目通過綠色化改造,綜合運用既有建筑改造和利用、可再生能源應(yīng)用、高效設(shè)備系統(tǒng)、節(jié)能燈具和節(jié)水器具、智能建筑控制、節(jié)水灌溉系統(tǒng)、雨水回收利用、海綿城市建設(shè)等綠色、節(jié)能、低碳技術(shù),降低了建筑運行能耗、有效改善了室內(nèi)外運行環(huán)境質(zhì)量。
本文通過實踐案例,從設(shè)計、改造技術(shù)點及后期運行管理和效益等方面探討分析,給出了綠色化改造可落地、可借鑒的技術(shù)參考,并結(jié)合改造后的社會效益和環(huán)境效益闡明了綠色化改造的意義和重要性。主要結(jié)論如下。
1)為更好地貫徹落實綠色建筑發(fā)展理念,該項目在設(shè)計階段融入綠色建筑、智慧建筑、海綿城市設(shè)計等理念。
2)該項目按照既有建筑綠色化改造實施,涵蓋了結(jié)構(gòu)拆除與加固、圍護結(jié)構(gòu)改造、暖通空調(diào)系統(tǒng)改造、給排水系統(tǒng)改造、供配電系統(tǒng)改造、智能化系統(tǒng)改造、室外景觀等。
3)該項目在施工階段,嚴格按照綠色施工方案執(zhí)行,同時通過送檢、現(xiàn)場隨機抽檢等措施,進一步強化現(xiàn)場材料管控,實現(xiàn)綠色建材應(yīng)用。
4)該項目運行管理階段設(shè)有通過 ISO 14001 環(huán)境管理體系認證的專業(yè)物業(yè)管理機構(gòu)。對建筑使用功能、運行特點以及所處環(huán)境等制定詳細的綠色管理制度,形成詳細的運行記錄。