文／方 穎 青島理工大學(xué)建筑與城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)院 碩士研究生

程 然 青島理工大學(xué)建筑與城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)院 副教授（通訊作者）

劉雪影 青島理工大學(xué)建筑與城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)院 碩士研究生

引言

傳統(tǒng)風(fēng)貌建筑是展示城市風(fēng)貌的窗口，對(duì)傳承城市文脈有著重要的意義。青島作為國(guó)家歷史文化名城，有許多獨(dú)具特色的傳統(tǒng)風(fēng)貌建筑。里院作為青島特色歷史建筑，在青島地區(qū)存量較大。由于建設(shè)年代較為久遠(yuǎn)、建造的技術(shù)與材料相對(duì)落后等問(wèn)題，導(dǎo)致現(xiàn)有的這些里院建筑能耗較高，建筑室內(nèi)舒適性不能滿足現(xiàn)今的使用需求[1]。隨著時(shí)代的發(fā)展，亟須對(duì)其進(jìn)行改造再利用，使這些傳統(tǒng)風(fēng)貌建筑重新參與到現(xiàn)代城市生活中去。

外窗作為建筑的重要組成部分，是歷史性建筑的價(jià)值構(gòu)成要素，能較好地體現(xiàn)傳統(tǒng)建筑的風(fēng)貌特征，國(guó)內(nèi)有相關(guān)學(xué)者對(duì)歷史性外窗的修復(fù)修繕做了研究，然而研究的重點(diǎn)在于恢復(fù)與保存歷史性外窗的風(fēng)貌與歷史價(jià)值。國(guó)內(nèi)興起的對(duì)既有建筑的節(jié)能改造，研究對(duì)象更多集中在現(xiàn)代建筑及居住建筑，對(duì)傳統(tǒng)風(fēng)貌建筑的節(jié)能改造關(guān)注較少。我國(guó)的傳統(tǒng)風(fēng)貌建筑存量較大，對(duì)傳統(tǒng)風(fēng)貌建筑的節(jié)能改造研究具有現(xiàn)實(shí)意義。

傳統(tǒng)建筑外窗由于材料的限制，與墻體、屋面相比熱阻較小，是建筑保溫隔熱的薄弱環(huán)節(jié)[2]。傳統(tǒng)風(fēng)貌建筑具有不同于現(xiàn)代建筑的構(gòu)造做法，由于傳統(tǒng)風(fēng)貌建筑的修繕改造已有一些保護(hù)原則與做法，因此，對(duì)傳統(tǒng)風(fēng)貌建筑外窗的修繕改造，應(yīng)立足于對(duì)建筑的歷史價(jià)值要素的保護(hù)與節(jié)能效益的平衡，確立適宜的外窗修繕改造技術(shù)。

1 四方路歷史街區(qū)里院外窗現(xiàn)狀分析

1.1 街區(qū)概況

四方路歷史文化街區(qū)位于青島老城區(qū)，主要形成于德占時(shí)期。四方路歷史街區(qū)是現(xiàn)今保存較為完整的里院街區(qū)，主要為風(fēng)格、建造方式相仿的里院建筑群，具有重要的歷史價(jià)值[3]。這里的里院多為20 世紀(jì)二三十年代建造，糅合了德式、日式風(fēng)格的建筑[4]。里院建筑多為磚木結(jié)構(gòu)，建筑外墻為黏土磚砌體墻，木框架門窗，窗戶為平開(kāi)窗。四方路歷史街區(qū)建筑外立面造型簡(jiǎn)潔，門窗排布整齊，同時(shí)門窗作為立面的主要構(gòu)圖要素，風(fēng)格統(tǒng)一。

1.2 里院外窗保存現(xiàn)狀調(diào)研

經(jīng)歷了近百年的歲月侵襲，四方路片區(qū)的里院建筑日漸破敗。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，四方路里院建筑的外窗損毀程度不一。近些年由使用者自行對(duì)里院進(jìn)行的改造并未遵循傳統(tǒng)風(fēng)貌建筑保護(hù)的相關(guān)規(guī)定，原有外窗被隨意替換拆除，在使用過(guò)程中也并未對(duì)建筑進(jìn)行節(jié)能改造，建筑的節(jié)能性差，室內(nèi)舒適性不高。通過(guò)對(duì)四方路歷史街區(qū)里院外窗進(jìn)行調(diào)研及評(píng)估，可以發(fā)現(xiàn)四方路里院建筑的外窗存在以下幾種現(xiàn)狀：（1）外立面窗洞在歷史改造過(guò)程中被使用者自行封堵，原有木窗不存；（2）建筑原始木窗被替換為單層玻璃塑鋼窗，原有木窗不存，窗戶的保溫性能較差；（3）建筑在原有破損木窗外側(cè)加一道塑鋼窗；（4）外窗木窗框破損變形，玻璃缺失，木質(zhì)框架腐朽殘損，油漆風(fēng)化剝落；（5）木窗框有輕微破損，其余部件保存較為完好，工藝精美，體現(xiàn)了歷史價(jià)值要素（圖1）。

圖1 四方路街區(qū)長(zhǎng)記里外窗保存現(xiàn)狀（圖片來(lái)源：作者自攝）

1.3 四方路里院外窗改造現(xiàn)狀

四方路歷史街區(qū)部分里院建筑已進(jìn)行了外立面改造工程，包括對(duì)外窗的修繕改造。通過(guò)對(duì)四方路里院已完成的立面改造的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，為簡(jiǎn)化施工，已有的這些外窗改造統(tǒng)一采取了整窗替換的方法，將原有的具有歷史價(jià)值的木質(zhì)窗全部替換為新的窗戶。

替換的窗戶可以分為兩種類型：（1）鋁合金窗，其中包括單層和雙層鋁合金窗，以四方路歷史街區(qū)的廣興里為例，建筑外窗采用了雙層鋁合金窗戶，具有較好的保溫性能，然而鋁合金窗框失去原有木窗的紋理及屬性，對(duì)建筑的傳統(tǒng)風(fēng)貌造成破壞；（2）木質(zhì)窗，例如海泊路37 號(hào)的外窗改造，原有殘損的木窗全部替換為新的木質(zhì)窗，使用木窗框涂刷綠漆，還原了原有的建造技術(shù)及樣式，風(fēng)貌有所保留，然而未考慮采取節(jié)能措施，導(dǎo)致建筑在后期的再利用中能耗較大。

四方路歷史街區(qū)已完成的外窗改造不是建立在對(duì)歷史留存現(xiàn)狀的分析、選擇適合的改造方式上，而是簡(jiǎn)單地采取了整窗替換的方式，未能很好地保護(hù)建筑的歷史風(fēng)貌，同時(shí)也未能考慮到在建筑再利用中的節(jié)能效益。

2 里院建筑改造原則

傳統(tǒng)風(fēng)貌建筑的修復(fù)改造需要遵循一定的原則，區(qū)別于現(xiàn)代的、非歷史性建筑的節(jié)能改造，對(duì)傳統(tǒng)風(fēng)貌建筑的改造需要考慮保護(hù)建筑的結(jié)構(gòu)及視覺(jué)特征，同時(shí)也需要考慮如何識(shí)別和保留建筑“固有的節(jié)能特征”[5]。根據(jù)《青島歷史文化名城保護(hù)規(guī)劃》及《青島市歷史建筑保護(hù)與管理辦法》的規(guī)定，應(yīng)對(duì)歷史文化街區(qū)內(nèi)的傳統(tǒng)風(fēng)貌建筑予以審查并按要求進(jìn)行保護(hù)和修繕，“里院類傳統(tǒng)風(fēng)貌建筑保護(hù)等級(jí)以重點(diǎn)保護(hù)和一般保護(hù)為主”。對(duì)于四方路歷史街區(qū)的建筑價(jià)值及保存現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)估，判斷建筑的歷史價(jià)值及保護(hù)等級(jí)，在控制歷史價(jià)值要素及建筑風(fēng)貌的前提下，可對(duì)其進(jìn)行一定程度的修繕與改造。同時(shí)，針對(duì)建筑不同的保存現(xiàn)狀進(jìn)行層級(jí)劃分，采取相應(yīng)的保護(hù)改造方法。

3 四方路里院外窗修繕及節(jié)能改造措施

青島的氣候四季分明，夏季短暫且無(wú)酷暑，冬季漫長(zhǎng)且嚴(yán)寒[6]。因此，針對(duì)青島里院建筑外窗節(jié)能改造，重點(diǎn)是改善其冬季保溫性能。

盡管開(kāi)窗大小與形狀對(duì)建筑能耗有較大的影響，然而改變窗戶大小與形狀會(huì)對(duì)建筑外立面造成較大的破壞，因此針對(duì)四方路歷史街區(qū)傳統(tǒng)風(fēng)貌建筑外窗的修復(fù)及節(jié)能改造方案，需在現(xiàn)有窗洞的基礎(chǔ)上對(duì)窗戶的材質(zhì)及構(gòu)造做法進(jìn)行優(yōu)化改造，阻斷窗框熱橋，增加玻璃隔熱性能及提高窗戶的氣密性[7]，從而達(dá)到節(jié)能的效果。通過(guò)對(duì)四方路里院建筑外窗的歷史價(jià)值、保留現(xiàn)狀及問(wèn)題進(jìn)行分析，結(jié)合改造原則，確立了外窗的修繕節(jié)能改造措施。根據(jù)歷史性外窗不同的保留現(xiàn)狀，可以將外窗的節(jié)能改造分為以下三個(gè)方面。

3.1 保留與修復(fù)

與金屬材料相比，木材具有較低的導(dǎo)熱系數(shù)，木窗的保溫性能優(yōu)于普通的金屬窗。同時(shí)，原始木窗具有不可替代的歷史價(jià)值，因此，對(duì)于原制式窗結(jié)構(gòu)保存較好的木窗進(jìn)行保留。木窗在使用過(guò)程中，木材會(huì)出現(xiàn)裂縫，從而彎曲變形，若置之不理，不僅木窗會(huì)出現(xiàn)不可逆的損傷，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生冷風(fēng)滲透的現(xiàn)象，影響保溫性能。

針對(duì)木框架腐朽開(kāi)裂、彎曲變形的部分進(jìn)行替換，替換的木材選用與原有木材相同的材質(zhì)。木窗框表面風(fēng)化嚴(yán)重的木漆，采用打磨、拋光的方法，并重新上漆[8]。木漆的顏色對(duì)外立面風(fēng)貌有重要影響，修復(fù)的油漆顏色應(yīng)參考原有木漆顏色，盡量做到協(xié)調(diào)統(tǒng)一。原有木窗通過(guò)卡釘固定玻璃，并用水泥覆蓋密封。受風(fēng)雨侵蝕，水泥逐漸風(fēng)化脫落，玻璃與木窗框之間產(chǎn)生縫隙。對(duì)此，將原有水泥清除，去掉卡釘，使用密封膠固定玻璃。在邊框與墻體之間粘貼可撕密封條（圖2）。已有的研究證明，增加密封膠及在窗框間貼密封條這一系列的修復(fù)手段能顯著改善窗戶的氣密性，減少冬季冷空氣的滲透，從而達(dá)到節(jié)能的效果[9]。

圖2 外窗節(jié)點(diǎn)節(jié)能改造簡(jiǎn)圖（圖片來(lái)源：作者自繪）

在窗與墻的交接處，通過(guò)最小化熱橋以實(shí)現(xiàn)節(jié)能。盡管木材的熱阻比金屬、混凝土高，但仍比絕緣材料低得多。為減小對(duì)外立面的影響，歷史性建筑外墻保溫采用內(nèi)保溫的方式，除窗下側(cè)受木窗臺(tái)板限制之外，其他三側(cè)的內(nèi)保溫材料可銜接到窗框處，盡可能減小熱橋，從而減少熱損失（圖2）。

3.2 部分保留

對(duì)于部分木窗框尚存、窗框結(jié)構(gòu)完好而玻璃遭到損壞的外窗而言，由于破損的玻璃無(wú)法修復(fù)，需要進(jìn)行替換，才能保證木窗的功能性及整體性?？梢詫⑵茡p的玻璃替換為雙層中空低輻射（Low-E）鍍膜玻璃，青島地區(qū)適宜采用高透型雙層中空Low-E 玻璃，具有良好的保溫效應(yīng)，既能在冬季減少熱損失，又不會(huì)對(duì)采光造成影響，增加照明能耗，能實(shí)現(xiàn)良好的節(jié)能效益[10]。對(duì)留存的木窗框進(jìn)行修復(fù)及保留，以最大程度保存原有建筑風(fēng)貌。

3.3 整窗替換

針對(duì)原始木窗不存、已經(jīng)替換為單層玻璃塑鋼窗的外窗，經(jīng)過(guò)考究與評(píng)估已經(jīng)不具備歷史價(jià)值，同時(shí)保溫性能較差，可以替換為保溫性能較好的木包鋁合金窗[11]。雖然整窗替換會(huì)對(duì)其立面本體價(jià)值造成一定的影響，但可以通過(guò)對(duì)里院建筑的歷史圖紙進(jìn)行溯源及對(duì)照遺留下來(lái)的保存較好的里院木窗，對(duì)木包鋁合金窗的開(kāi)啟方式、窗格配置等樣式參照原有里院外窗的樣式進(jìn)行復(fù)原，同時(shí)結(jié)合原有里院外窗的批水板構(gòu)造做法，能起到防止雨水滲透及污染墻面的效果。目前已有較為成熟的木包鋁合金窗的技術(shù)，玻璃采用低輻射（Low-E）鍍膜玻璃，鋁合金窗框采用斷橋構(gòu)造，減小導(dǎo)熱性，整體窗戶具有良好的保溫性能。鋁合金外包的木材宜選用與原始木窗框相同或相似的材質(zhì)，同時(shí)復(fù)原原有的色彩，以減小對(duì)外立面風(fēng)貌的影響（圖3）。

圖3 體現(xiàn)里院傳統(tǒng)樣式的木包鋁合金窗示意圖（圖片來(lái)源：作者自繪）

結(jié)語(yǔ)

傳統(tǒng)風(fēng)貌建筑外窗的修繕改造，應(yīng)針對(duì)建筑外窗現(xiàn)狀及歷史價(jià)值進(jìn)行分析評(píng)估，結(jié)合建筑的風(fēng)貌保護(hù)要求及節(jié)能要求，得出適宜的修繕節(jié)能改造方案?；趥鹘y(tǒng)建筑風(fēng)貌保護(hù)的外窗修繕節(jié)能改造，不但能提高傳統(tǒng)風(fēng)貌建筑使用的舒適性，還能降低建筑的能耗。針對(duì)青島四方路歷史街區(qū)外窗提出的一系列修繕節(jié)能改造措施，能有效地保護(hù)四方路里院的建筑形態(tài)，使建筑得到更好的再利用，同時(shí)節(jié)約能源，并且能為未來(lái)青島里院建筑外窗的改造提供一些思路。