刘宏梅,朱利捷
长庆工程设计有限公司,陕西西安,710018
摘要:既有建筑改造时运用绿色技术,可以降低改造能耗,提高既有建筑改造质量。文中结合既有建筑改造现状,分析既有建筑绿色改造技术实施策略,为类似研究提供借鉴与参考。
关键词:既有建筑;绿色改造;技术要点
改革开放以来,国内建筑业蓬勃发展,随着各种节能减排政策的出台,当前既有建筑改造偏重于节能提升,主要目标在于降低建筑能耗,而不重视对既有建筑中舒适性、绿色化的提升。
1、工程概况
选取一个建成于 1982 年的工业厂房进行改造,该厂房分为4 层,占地面积为 4. 5 万㎡,从 2013 年开始对其进行改造,2017 年改造完成,历时 4 年。其中,2#厂房属于改造示范性项目,在改造过程中采用了大量的绿色节能技术,2#厂房可用建筑面积达到12 万㎡。改造前的厂房进深为 36 m,整体给人一种压抑的感觉,要将其改造成为新的工业生产办公空间,就需要改造出良好的采光及通风效果。为了能够节省空间,将原厂房的下方改造为地下停车场。
2、规划建筑改造
改造中保留原有建筑特点,对当前不便利的地方进行整改,同时增加保温节能设计,并利用屋顶空间作为公共活动场地,综合改造取得了良好的效果,主要的改造部分:
①增设无障碍坡道,原大厅出入口为台阶式,未设置无障碍坡道,不利于残障人士通行,改造中按《无障碍设计规范》要求设置不低于1:12的轮椅通道,并设置扶手;
②增设车棚;原场地车辆在大院内露天停放,本次车辆停放区域增设遮阳挡雨棚,且在主出入口设置车牌识别系统,非机动车停放区域,结合车棚布置断电保护充电位,消除电动车高温充电可能引起的安全隐患;
③节能设计改造;该项目设计于20世纪90年代,受当时条件所限,未设置保温系统。本次重新进行节能设计,按《公共建筑节能设计标准》(GB50189—2015)对大楼进行节能改造,屋面增设65mm厚挤塑聚苯板,外墙增设30mm厚岩棉板,外挑楼板增设60mm厚岩棉板,外窗由单玻推拉窗替换为隔热金属型材多腔密封kf=5.0W/(㎡·K)框面积20%(6中透光Low-E+12空气+6透明),传热系数2.40W/(㎡·K),玻璃太阳得热系数0.44,气密性为6级,可见光透射比0.62;
④新增屋顶绿化,建筑周边无公共活动区域,且为提升职工办公环境,本次改造结合屋面防水保温改造设计屋顶绿化,将屋面空间改造为职工休息、活动的公共场所,并利用绿化屋面进一步提升节能效果。
3、其他改造措施分析
在建筑改造方面,首先考虑围护结构的改造,需要将其改造成为一个良好的保温、隔热缓冲界面。对2#厂房原有的外墙内侧砌筑加气混凝土砌块,厚度为100 mm,由此形成一种复合墙体,在保留原有外墙的基础上增加了新的围护功能,避免了资源的浪费。在外墙外侧设置支架,加构岩棉隔热层,在支架上种植植物,能够起到降低辐射热的作用,整个外墙也十分美观。利用 Low - E 玻璃材料进行门窗的改造,中空加 Low - E 膜。在屋面改造方面,将原有的阶梯式前提改造成倒置式的隔热屋面,并对屋面进行绿化处理,屋面加聚苯板隔热层。在地下设置一个 100 m3的雨水调节池,将日常的雨水收集于此,并利用砂过滤后用以洗车、清洁、卫生用水等。由于雨水利用有着显著的季节性,因而在室内的用水器具方面需要采用节约型水龙头等器具。
在室内环境改造方面,由于进深 36 m 过大,会让人产生十分压抑的感觉,因而对中庭结构进行改造,使其能够有较好的采光和通风效果。在中庭顶部设置截面为 3 m × 3 m 的屋面热压拔风烟囱。除此之外,还在顶部布置太阳光光电板,起到发电和遮阳的功能,能够让厂房具有非常好的自然通风功能,创造出一个相对舒适的环境空间。在厂房前面设置一个景观池,下方为地下停车库入口,因而景观池采用透明的玻璃,可以实现地下停车库的采光效果。为了解决水藻和青苔对水池玻璃的影响而导致地下停车场采光不足的问题,可以养殖鱼类或定期进行清理,以提高玻璃的透明度。为了降低环境噪声,在厂房内种植大量的景观植被,还可以起到较好的美化作用。
在节能改造方面,中庭屋顶布置的太阳能光电板面积接近 300㎡,可以供给地下车库及楼梯间的照明,在电量足够的情况下,还可以进行卫生间排风扇动力及电动自行车充电等。主要的热源采用太阳能光热装置,大约为 100㎡,在天气较好的情况下可以生产热水 5 t 左右,在阴天时则可以使用地源热泵系统。
在场地改造方面,对园区内的场地进行全面的改造,对景观、停车、交通、物业管理等都进行了改造重组,全面提升场地的各项功能,使其能够和厂区改造后的各项新功能需求匹配。改造后的 2#厂房停车位一共有 50 个,距离周边的地铁交通位置 300 m 左右,距离公交车站大约500 m。雨水收集池接通了排水系统,与水平渗透管沟连接在一起回渗补充地下水,如果超出了容量就会溢流排至市政雨水管。所有的雨水经过过滤和消毒处理后会储存在地下室的中水箱中,经过变频加压后,中水箱的水可以进行道路的冲洗、厕所用水等。除此之外,盥洗和沐浴排水经过收集后排到人工湿地,也可以用来补给水景,冲洗厕所的水则直接排入粪池中。为了实现对整个厂房园区的绿化,需要对地面材质进行更换,改造成透水性路面,可以减少土壤径流系数,形成一种适宜的微气候环境。
4、绿色化改造效益分析
通过既有建筑绿色化改造,有效提升了建筑的使用功能和舒适性,提高了室内外环境。本改造方案以经济性和舒适性为原则,充分考虑地区的气候条件,主要针对室外场地、外围护结构、室内环境、能源利用等方面进行改造。
4.1 经济效益分析
根据预算统计,该建筑绿色化改造增量投资总额约为 816.5 万元,其中围护结构改造投资 292.8 万元,暖通空调改造投资 344.1万元,给水排水改造投资 37.6 万元,照明系统改造投资 8.3 万元,可再生能源系统改造投资 47.5 万元,分项计量系统改造投资 16.1 万元,屋顶绿化改造 70.1 万元。预计改造后每年节省能源消耗 1330682 kwh,减少能源支出 77.146 万元,静态回收期约为 10.6 年。
4.2 环境效益分析
本建筑绿色化改造有效提升了建筑室内外环境,增加绿化面积约 800 m 2 ,建设雨水收集池 1 个,有效改善了室外微气候,有利于雨水回收及利用,结合给水排水系统的改造,大大提升节水效益,节约用水 30% 以上。通过建筑外窗位置及洞口尺寸优化,增设外窗遮阳措施,改善了室内自然采光,优化了室内自然通风条件,室内环境得到有效改善。在取得显著节能效益和经济效益的同时,还具有良好的环境效益。本项目预计每年可节约标准煤 439.13 t,年减少排放二氧化碳1150.6 t、二氧化硫 3.71 t、氮氧化物 3.25 t、环境效益突出。
结语
在我国公共建筑以往的改造中,节能减排是首要目标,随着社会趋向于可持续发展,单一的节能改造已无法满足人民群众日益增长美好生活的需要,因此在改造规划中加入舒适性、绿色化理念,有助于进一步提升改造效果。在后续实际绿色改造工程中,结合建筑本身的功能需求,并与职工沟通办公环境潜在提升空间,在现有条件的基础上充分挖掘建筑中的改造潜力。
参考文献
[1]王玉婧.既有公共建筑绿色化改造技术研究与应用[J].中外建筑,2020(12):45-47.
[2]王晓琳,王善库.公共机构既有办公建筑绿色节能改造技术[J].节能,2020,39(10):7-8.
[3]莫玉,李彭毅.既有建筑绿色改造的综合分析——以医院为例[J].四川建材,2020,46(09):22-23.