劉 程
城市更新作為當(dāng)前城市建設(shè)中的核心議題,其根本目的在于提升城市功能、優(yōu)化城市環(huán)境,促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康發(fā)展。在這一過程中,對于歷史建筑這一珍貴資源的保護(hù)顯得尤為重要。然而,隨著城市功能的不斷演變,既有建筑原有的功能與結(jié)構(gòu)逐漸暴露出矛盾,加之建筑本身的老化與天然腐蝕,對其的保護(hù)與改造工作面臨諸多挑戰(zhàn)。在這一背景下,既有建筑的改建成為一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié),涉及建筑學(xué)、材料學(xué)、工程學(xué)等多個(gè)學(xué)科的交叉融合。如何在保持既有建筑原始價(jià)值和特征的基礎(chǔ)上,運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)與設(shè)計(jì)理念,使其更好地適應(yīng)城市發(fā)展的需求,成為亟待解決的關(guān)鍵問題。為此,本文將對既有建筑再生利用的技術(shù)難題及其應(yīng)對策略進(jìn)行深入探究,旨在為相關(guān)學(xué)科的發(fā)展提供理論支撐。期望通過這一研究有效推動(dòng)既有建筑的再生利用,實(shí)現(xiàn)文化遺產(chǎn)的傳承與保護(hù),同時(shí)也為城市的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)智慧和力量[1]。
從代謝論的視角出發(fā),有機(jī)更新可視為城市發(fā)展規(guī)律在微觀層面的具體體現(xiàn)。將城市的發(fā)展過程比作一個(gè)有機(jī)體的成長過程,在此過程中不斷推陳出新,實(shí)現(xiàn)自我更新。這種“新”并非憑空而來,而是深深扎根于城市的內(nèi)在關(guān)系與原生肌理之中。因此,在城市有機(jī)更新的過程中,既要重視環(huán)境品質(zhì)的提升和技術(shù)手段的運(yùn)用,同時(shí)也要將歷史、人文等非物質(zhì)要素融入其中,以實(shí)現(xiàn)城市的全面、和諧發(fā)展。與傳統(tǒng)靜態(tài)、封閉的城市發(fā)展模式相比,有機(jī)更新展現(xiàn)出一個(gè)動(dòng)態(tài)、漸進(jìn)、可持續(xù)的發(fā)展過程,更符合現(xiàn)代城市發(fā)展的實(shí)際需求。
我國既有建筑大多經(jīng)過長期自然環(huán)境的考驗(yàn),加之部分建筑后期維護(hù)與管理的不當(dāng),導(dǎo)致一些既有建筑物外墻的損壞情況已相當(dāng)嚴(yán)重。目前,部分既有建筑的功能已經(jīng)不能適應(yīng)人們現(xiàn)在的居住和使用需求,許多既有建筑外墻存在滲漏、污染和污垢問題,窗戶破損狀況各異,建筑材料腐蝕和老化。這些問題不僅嚴(yán)重影響了既有建筑的使用功能和審美價(jià)值,更對城市形象和街道辨識度造成了非常大的負(fù)面影響。
追根溯源,這一現(xiàn)狀的形成與當(dāng)時(shí)施工技術(shù)的不足和建材質(zhì)量的參差不齊有著密切關(guān)系。若不及時(shí)進(jìn)行翻修整治,將進(jìn)一步引發(fā)漏風(fēng)、滲水等問題。在我國城市化快速發(fā)展的今天,對既有建筑物的更新改造工作刻不容緩,亟須引起社會(huì)各界的廣泛關(guān)注并積極參與既有建筑的改造防護(hù)工作[2]。
既有建筑改造設(shè)計(jì)的更新理念,主要圍繞若干核心原則展開,旨在提升建筑功能、提高能源效率、改善視覺形象,并傳承文化價(jià)值。以下是幾種主要的設(shè)計(jì)更新理念:第1,節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì):注重采用節(jié)能材料和技術(shù),降低建筑能耗,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。第2,綠色可持續(xù)設(shè)計(jì):強(qiáng)調(diào)與自然環(huán)境的和諧共生,采用可再生資源和綠色建筑材料,以減少對環(huán)境的負(fù)面影響。第3,適應(yīng)性和彈性設(shè)計(jì):要求建筑能夠適應(yīng)未來社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的變化,具備靈活性和可調(diào)整性。第4,文化與歷史融合:在設(shè)計(jì)中融入建筑所在地的文化和歷史元素,保留并傳承建筑的文化價(jià)值。第5,現(xiàn)代科技融合:將現(xiàn)代科技應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)和改造中,提高建筑的智能化和自動(dòng)化水平。第6,人文關(guān)懷:關(guān)注人的需求和感受,旨在創(chuàng)造舒適、安全、宜居的建筑環(huán)境。第7,安全與健康:確保建筑在使用過程中符合安全規(guī)范,保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全,同時(shí)關(guān)注室內(nèi)空氣質(zhì)量、光照等健康因素。第8,美學(xué)創(chuàng)新:追求建筑的美學(xué)價(jià)值和創(chuàng)新性,提升建筑的整體形象和品質(zhì)。第9,經(jīng)濟(jì)合理性:在滿足上述原則的基礎(chǔ)上,注重設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)合理性,降低改造成本,提高投資效益。
通過這些綜合性思考和設(shè)計(jì),既有建筑的改造將實(shí)現(xiàn)高效且具備審美價(jià)值的再生,同時(shí)確保建筑在未來幾十年中的持續(xù)適用性和競爭力。這一理念不僅體現(xiàn)了對既有資源的充分利用和尊重,也展現(xiàn)了對未來社會(huì)和環(huán)境的深遠(yuǎn)考慮。
遮陽棚、晾衣架、防盜窗等各種立面的配件,形狀各異且排列無序,既影響建筑物的外觀,又存在一定的安全隱患。在對既有建筑物進(jìn)行有機(jī)更新時(shí),要充分考慮住戶的實(shí)際使用需要,對各種輔助構(gòu)件進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計(jì),并在需要的時(shí)候進(jìn)行合理拆除。從節(jié)約能源的觀點(diǎn)來看,在設(shè)置遮陽部件時(shí)應(yīng)考慮不同地區(qū)的氣候條件,采用不同的遮陽方法;從美學(xué)的觀點(diǎn)來看,將空調(diào)外機(jī)的放置位置等與建筑物立面的實(shí)際狀況相結(jié)合,在設(shè)計(jì)過程中可采用格柵等對其進(jìn)行美化,實(shí)現(xiàn)建筑外立面的整體造型[3]。
在城市更新項(xiàng)目中,建筑的功能更新與改造具有極其重要的意義。這既是為了適應(yīng)當(dāng)前社會(huì)的發(fā)展需求,也是為了推動(dòng)城市的可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的改善。可利用智能化技術(shù)創(chuàng)新并提升建筑功能,如通過引入智能家居系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)建筑內(nèi)部的智能化管理,以提升居住的便捷性和舒適度。同時(shí)應(yīng)借助大數(shù)據(jù)和人工智能等先進(jìn)技術(shù),實(shí)時(shí)監(jiān)控和分析建筑使用情況,以優(yōu)化建筑功能布局,提高使用效率。此外,需重視建筑的環(huán)保和可持續(xù)性。例如,在建筑屋頂安裝光伏發(fā)電系統(tǒng),利用太陽能為建筑提供清潔能源。同時(shí),在建筑立面設(shè)置雨水收集系統(tǒng),用于補(bǔ)充建筑內(nèi)部的綠化灌溉和生活用水,減少對市政供水的依賴,并還需考慮建筑與周邊環(huán)境的和諧融合與互動(dòng)。如在建筑周邊規(guī)劃公共綠地和休閑空間,為城市居民打造宜人的休閑環(huán)境,利用建筑的空間和立面,展示和傳播城市文化,提升城市的品質(zhì)。
隨著我國城市化步伐不斷加快,城市更新工作的重要性日益凸顯,其對于提升城市品質(zhì)、塑造城市特色具有不可或缺的作用。在此過程中,建筑外立面的色彩與形式作為城市風(fēng)貌的直接展現(xiàn),不僅是塑造城市形象的關(guān)鍵因素,更是傳承城市文化、歷史、特色的重要媒介。因此,統(tǒng)一建筑外立面的色彩與形式,對于增強(qiáng)城市整體的視覺美感、凸顯城市風(fēng)貌與特色具有至關(guān)重要的作用。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),提出以下具體策略:第1,制訂城市外立面設(shè)計(jì)規(guī)范是基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)。這一規(guī)范應(yīng)詳細(xì)規(guī)定建筑外立面的色彩、材料、形式等具體內(nèi)容,既要注重整體的和諧統(tǒng)一,又要充分體現(xiàn)城市獨(dú)特的建筑風(fēng)格和文化底蘊(yùn)。如在色彩的選擇上,可以考慮以代表城市特色的色彩作為主色調(diào),輔以其他協(xié)調(diào)的色彩,構(gòu)建既統(tǒng)一又富有層次感的城市色彩體系。第2,實(shí)施一致的色彩搭配方案至關(guān)重要。在確定了主色調(diào)與輔助色彩后,應(yīng)確保外立面的整體協(xié)調(diào)性,避免色彩雜亂無章。通過合理的色彩搭配,營造出和諧美觀的城市環(huán)境,從而塑造出城市的美好形象。第3,對于城市的標(biāo)志性建筑或地標(biāo)性建筑,應(yīng)采用特定的色彩與形式,以凸顯其獨(dú)特的地位和作用。這些建筑將成為城市形象的代表,引領(lǐng)整個(gè)城市的外立面設(shè)計(jì)風(fēng)格。還應(yīng)引入藝術(shù)裝飾元素來豐富建筑外立面的視覺層次。雕塑、壁畫、裝飾花紋等藝術(shù)元素不僅能為城市增添文化氣息和藝術(shù)韻味,還能使建筑外立面更加生動(dòng)、有趣。這些藝術(shù)元素應(yīng)與建筑風(fēng)格相協(xié)調(diào),共同營造出富有藝術(shù)氣息的城市環(huán)境。
從綠色節(jié)能與可持續(xù)發(fā)展的視角來看,對現(xiàn)有建筑實(shí)施節(jié)能改造顯得尤為重要,對于減少能源消耗具有至關(guān)重要的作用。鑒于玻璃在建筑構(gòu)造中的關(guān)鍵地位,其保溫性能對整體隔熱效果的影響不容忽視。為了優(yōu)化傳熱性能、減少散熱損失和陽光直射,采用雙層真空玻璃替代單層玻璃成為一種有效策略。雙層真空玻璃中間填充惰性氣體,這種設(shè)計(jì)不僅能夠增強(qiáng)建筑的遮陽效果,還能顯著降低能源消耗。在當(dāng)前倡導(dǎo)可持續(xù)發(fā)展的建筑設(shè)計(jì)潮流中,運(yùn)用高效隔熱材料已成為不可或缺的一環(huán)。這些優(yōu)質(zhì)材料包括保溫板和隔熱玻璃等,通過降低建筑外墻和屋頂?shù)臒醾鲗?dǎo)效率,有效減少能量損失,為建筑節(jié)能提供堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。同時(shí),為了降低建筑對水資源的消耗,可積極采用節(jié)水型設(shè)備、使用水資源回收利用技術(shù),以實(shí)現(xiàn)水資源的高效利用和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。
在城市有機(jī)更新的大背景下,優(yōu)化既有建筑外立面的美學(xué)和視覺效果,對于提升城市形象與增強(qiáng)居民幸福感具有至關(guān)重要的意義。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)需做到:第1,選擇符合當(dāng)代審美或與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)的材料與色彩。通過運(yùn)用天然石材、修復(fù)舊磚面、采用金屬材料或涂料等手段,均能有效提升建筑外觀的質(zhì)感和色彩飽和度。第2,在保障建筑結(jié)構(gòu)安全的前提下,通過適度調(diào)整建筑立面的形態(tài),融入現(xiàn)代設(shè)計(jì)元素,如凸窗、陽臺(tái)、檐篷等,能夠增加建筑的層次感和深度。建筑照明策略的運(yùn)用,如LED 燈具的點(diǎn)綴以及強(qiáng)調(diào)照明或暖色調(diào)照明等,能夠在夜晚塑造出美麗而迷人的城市景觀。如上?!办o安·印”酒店式公寓的改造中(圖1),與背景和周圍環(huán)境的和諧性是至關(guān)重要的考量因素。設(shè)計(jì)師需綜合考慮城市整體風(fēng)貌與建筑定位,確保改造后的立面自然融入環(huán)境,具有鮮明的辨識度。值得一提的是,該建筑改造過程中采用環(huán)保材料進(jìn)行設(shè)計(jì),提升了美觀性,傳達(dá)了可持續(xù)的社會(huì)意識,如使用可再生材料、高效節(jié)能的外立面系統(tǒng)等。立面設(shè)計(jì)亦成為講述建筑和地區(qū)故事的媒介[4]。通過設(shè)計(jì)風(fēng)格可以展現(xiàn)該地區(qū)的歷史脈絡(luò)、文化特色等,從而增強(qiáng)人們對空間的情感連接。增加立面上的開窗比例,或運(yùn)用更多透明或半透明材料,可增強(qiáng)建筑的開放感和透明度,同時(shí)改善內(nèi)部空間的自然采光條件。第3,在立面更新中融入適合人們停留、交流的空間,如寬敞的門廊、露臺(tái)等,體現(xiàn)了設(shè)計(jì)理念中以人為本的指導(dǎo)思想,可有效提升建筑的社交功能。
圖1 上海:“靜安·印”酒店式公寓改造(來源:作者自繪)
3.7.1 透明太陽能材料
隨著全球?qū)稍偕茉葱枨蟮牟粩嘣鲩L,太陽能已成為業(yè)界和公眾關(guān)注的焦點(diǎn)。在這一背景下,透明太陽能材料的出現(xiàn)給建筑行業(yè)帶來了獨(dú)特的機(jī)遇。這種具備雙重功能的創(chuàng)新材料,既能將太陽能轉(zhuǎn)化為電能,又保持了較高的透明度,在建筑領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
透明太陽能材料展現(xiàn)了高效的能源轉(zhuǎn)化能力。相較于傳統(tǒng)的太陽能電池板,該材料能夠更有效地吸收太陽光并將其轉(zhuǎn)換為電能。在建筑中集成這種材料,不僅能為建筑提供穩(wěn)定、清潔的能源供應(yīng),還有助于減少對傳統(tǒng)能源的依賴。這種可持續(xù)的能源解決方案,不僅有助于降低能源消耗,更能減少溫室氣體排放,為環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展作出積極貢獻(xiàn)。
透明太陽能材料在建筑美學(xué)上具備顯著優(yōu)勢。傳統(tǒng)的太陽能電池板往往因顏色、形狀等因素而影響建筑的外觀和采光功能。透明太陽能材料則能完美融入建筑結(jié)構(gòu)中,不影響建筑外觀,而且可為建筑增添現(xiàn)代感。它可以無縫應(yīng)用于建筑的外墻、窗戶等部位,使建筑在保持美觀的同時(shí)實(shí)現(xiàn)能源自給自足。此外,透明太陽能材料的應(yīng)用還能帶來多重實(shí)際效益。在建筑中集成這種材料,不僅為建筑提供清潔的能源,還能降低建筑的能源消耗,從而減少對傳統(tǒng)能源的依賴,降低能源成本。同時(shí),由于透明太陽能材料的應(yīng)用,建筑在白天可以利用太陽能進(jìn)行照明和供能,進(jìn)一步減少對傳統(tǒng)照明和能源系統(tǒng)的需求,實(shí)現(xiàn)能源的高效利用。透明太陽能材料的應(yīng)用還能為建筑創(chuàng)造更加舒適的環(huán)境。其高透明度特性使得陽光能夠充分進(jìn)入室內(nèi),為室內(nèi)空間提供充足的光線,提高室內(nèi)環(huán)境的舒適度。因此,自然采光的設(shè)計(jì)不僅有助于節(jié)約能源,還有助于提升人們的身心健康和工作效率,實(shí)現(xiàn)建筑與環(huán)境的和諧共生。
3.7.2 納米涂料技術(shù)
隨著科技日新月異的發(fā)展,納米技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢和巨大的潛力,正逐步融入生活的各個(gè)層面。在建筑行業(yè)中,納米涂料的出現(xiàn)給建筑外墻防護(hù)帶來了革命性的進(jìn)步。納米涂料通過其獨(dú)特的物理和化學(xué)特性,賦予了建筑外墻卓越的防水、抗污染及自潔能力,顯著提升了外墻的使用壽命,并大幅降低了維護(hù)成本,成為現(xiàn)代建筑領(lǐng)域的一大亮點(diǎn)。
在建筑外墻防護(hù)中,防水性能尤為關(guān)鍵。傳統(tǒng)涂料在長期雨水沖刷下,常常出現(xiàn)滲漏和損壞等問題,這不僅縮短了建筑的使用壽命,也給建筑維護(hù)帶來了諸多挑戰(zhàn)。而納米涂料通過其精細(xì)的納米顆粒,在涂層表面形成了一層致密的防水屏障。這一屏障能夠有效阻止水分子的侵入,使外墻在惡劣天氣下仍能保持干燥,從而極大地增強(qiáng)了外墻的防水性能。
除了防水性能外,納米涂料的卓越抗污染能力也備受矚目。空氣中的污染物、塵埃等容易附著在建筑外墻上,不僅影響建筑的美觀度,還可能對外墻造成損害。納米涂料憑借其獨(dú)特的表面結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì),能夠有效抵抗這些污染物的附著。納米涂料表面具有優(yōu)異的疏水性,使得水分和污漬難以停留,從而可較好保持外墻的清潔和美觀。
納米涂料的自潔性能也是一大特色。傳統(tǒng)涂料要依賴人工清洗的方式清潔外墻,這不僅耗時(shí)耗力,還可能對外墻造成損害。納米涂料則通過光催化作用,將附著在涂層表面的有機(jī)污染物分解為無害物質(zhì)。這一過程無須人工干預(yù),且能持續(xù)進(jìn)行,從而實(shí)現(xiàn)了外墻的自潔功能。這一特點(diǎn)極大地減輕了維護(hù)工作的負(fù)擔(dān),使得建筑外墻的維護(hù)變得更加簡便和高效。
經(jīng)過對我國舊城改造歷程的深入審視,可以清晰地看到,舊城建設(shè)的重點(diǎn)已經(jīng)從單純的“增量”追求,轉(zhuǎn)變?yōu)樽非蟾咂焚|(zhì)的發(fā)展。這一轉(zhuǎn)變使得舊城改造的重要性日益凸顯。在推進(jìn)既有建筑更新的過程中,必須高度重視對歷史文脈的延續(xù)和對文化符號的傳承,同時(shí)在改造設(shè)計(jì)中融入節(jié)能降耗的理念,以構(gòu)建綠色、低碳、可持續(xù)的高性能建筑群[5]。本文以城市有機(jī)更新為核心理念,通過深入調(diào)研既有建筑的狀況,精準(zhǔn)識別急需更新的老建筑,并從材料構(gòu)造、色彩與形式、立面輔助構(gòu)件、門窗等多個(gè)維度,提出針對性的更新改造策略。這些策略的實(shí)施,將有力推動(dòng)城市建設(shè)的“存量”提升,為城市的可持續(xù)發(fā)展注入新的活力。