建筑节能技术在古城保护的应用

建筑节能技术在古城保护的应用具体内容是什么，下面鲁班乐标为大家解答。

1背景

建筑节能作为世界性的大潮流被许多国家置于十分重要的地位。而世界发达国家普遍非常重视建筑节能，如德国出台了一系列建筑节能政策法规，对建筑物保温、通风、空调、采暖等技术规范做出规定，违反相关要求将受到处罚[1]。日本每年花费1.2亿美元向民众宣传环保与节能意识[2]。中国是建筑能源消耗大国，建筑节能是可持续发展的战略举措。我国是一个发展大国，更是一个建筑大国和文化大国，《国家应对气候变化规划》提出到2020年我国单位国内生产总值CO2排放比2005年下降40%~45%。《能源发展战略行动计划（2014—2020年）》也明确提出“到2020年一次能源消费总量控制在48亿吨标煤左右，煤炭消费总量控制在42亿吨左右，非化石能源占一次能源消费比重达到15%”。2014年11月12日中国政府与美国政府达成温室气体减排协议，承诺到2030年停止增加CO2排放量[3]。推广绿色节能建筑，促进可续发展已势在必行。江泽民总书记提出：“把扬州建设成为古代文化与现代文明交相辉映的名城”。将古代文化——古城保护与现代文明——建筑节能相融合。这是一项政府规划项目，也是一项民生问题。扬州东城区是目前市政府重点改造的老城片区，也是传统民居较为集中的区域，根据《扬州市老城区民房规划建设管理办法》认定，扬州市老城区范围：东至泰州路，南至南通东西路，西至二道河，北至盐阜东西路。小秦淮河地区是扬州独具特色的老城片区，是扬州现存能体现“小桥流水人家”诗意的唯一河道。它纵贯古城南北，两岸古迹众多、文化底蕴丰厚、人文荟萃。然而，由于长期多种因素制约未得到重视，缺少有效保护与合理开发，小秦淮河两侧景观遭到侵蚀破坏。

2研究内容

通过调研分析，笔者将古城保护与体现建筑先进性的建筑节能技术有机结合，相辅相成。第一，梳理扬州古城文化脉络，保持传统建筑原有的肌理更加“绿色生态节能”。第二，选取小秦淮河地区为试点，进行建筑节能数据分析，得出结论及适合该区域的建筑节能建议，并且以点带面，探讨扬州古城保护及节能规划思路。第三，古建筑通常使用砖材和木材为主要建筑材料，其导热系数低于现代建筑中常采用钢筋混凝土，所以古建筑节能优势不容忽视，本文将探讨不改变古建筑结构类型，最大限度地保持古建筑材料方面的节能优势并利用到现代建筑中。第四，利用现代化节能手段如屋面隔热保温及遮阳，墙体、门窗、地面的节能设计等，选取适合扬州老城区的建筑技能方案，改善老城区居民的居住条件。

3建筑节能数据分析

笔者通过对扬州市小秦淮河地区调研，选取最具代表性的200多户居民的居住情况进行数据分析，初步得出扬州老城区建筑节能数据（表1）。3.1人均居住面积较小，均为解放初期建筑调研表明该区域每户居民房屋建筑面积均为40~100m2，大部分为三世同堂，甚至四世同堂，人均居住面积不足10m2。该区域内超过百年的建筑仅占有20%，大多数为解放初期的建筑。其中文化价值较高，年限较长的建筑，如民国时代的“江都县文化界救亡协会旧址”，“祁氏山林旧址”，“顾家大院”等扬州市文物保护单位已经被扬州市人民政府统一修缮，其他传统建筑均由住户自行改造，所以该区域内不断出现翻新建筑，但传统建筑并不是孤立存在的，自行改造是对该区域建筑文化脉络及建筑肌理的破坏，使建筑形式杂乱无章，传统建筑需进行整体保护和改造，根据其自身特点量身定制方案，并进行加固和节能改造，这也是古城保护的一项重要工作。3.2建筑节能效率较差，建筑体形系数较大该区域内大部分建筑节能率较低，节能改造难度较大，需统一进行节能改造，如屋面、墙面需要全面维修并设置保温层和防水层等。该区域内仅有9％的住户使用独立卫生间，大部分住户没有独立卫生间及厨房，可由政府统一改造修缮，这样既能节约成本又能有效改善居民基本居住条件。体形系数是建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值。体积小、体形复杂的建筑，以及平房和低层建筑，体形系数较大，对节能不利；体积大、体形简单的建筑，以及多层和高层建筑，体形系数较小，对节能较为有利。据调研该区域53%建筑体形系数大于等于0.3，需要进行节能改造。老城区建筑的窗墙面积比普遍较低，既影响了室内自然采光的效果，又增大了人造光源的能耗，所以增强采光效果十分重要。3.3传统建筑材料特点该区域建筑材料以实心粘土砖和木头为主，多为砖混及砖木结构，建筑材料节能性能优于钢筋混凝土劣于现代保温材料。外墙面装饰材料主要有水泥抹灰和贴瓷砖，存在的最大问题是外墙均未设置保温层，这造成了室内能量的极大浪费，所以外墙节能改造也十分重要，需在外墙内侧做保温层，这样既方便施工，又能保持建筑原有风貌。该区域大部分建筑均使用木质窗户及钢质防盗栏，少部分住户更换了铝合金窗框，由于使用年限较长，大部分木框已经腐烂，所以节能效果较差，急需改善。大部分房子没有使用楼板，只有近年翻新或新盖的房子使用了楼板。3.4传统建筑屋顶特点根据调研数据显示该区域建筑55%为坡屋顶，而45%为平屋顶，因坡屋顶节能效果较好，且保持传统建筑风格，可实行“平改坡”工程。屋顶以木材为主要承重结构材料，木柱支撑木梁，梁上架设木檩条、木椽条，上面铺设屋面瓦，屋顶至地面最高高度约4m，最低高度约2.2m，因年代久远，需定期添瓦防漏，该区域屋面均无保温材料，据了解冬天房屋散热较快，可翻新屋面并加入保温材料。3.5案例分析扬州老城区的古建筑九巷九号始建于清代，耗时900多工日。旧时东西宽约22m，南北长约25m，合计占地面积约550m2。当今遗存原有旧屋合计25间。笔者测量了东屋，其东西宽约7m、南北长约4m、高约4m、占地面积约28m2，建筑结构类型为砖混结构，采用空斗砖墙，起到保温隔热作用。房屋中窗宽1.2m、高1.5m，雨棚长1.5m、宽1.3m。屋顶为坡屋顶，能够增加空间，保温隔热。该房屋窗墙比：南向0.127、北向未开窗，体形系数：1.29，房屋节能效果较差。

4节能改造措施

重建是对建筑资源的破坏，造成历史文脉的断层，虽然该区域住宅建筑年龄多为60~100年，但它们反映了中国解放前后的建筑风貌，它们为整个扬州市的文化传承起了不可代替的作用。扬州具有2500年历史，建筑风格独具特色、底蕴浑厚、魅力四射，反映了扬州老城区人们的慢节奏生活方式的状态。4.1地面改造地面因改造限制，无法安装“地热交换系统”，需要在地面加铺一层保温层（图1），可以减少室内热量损失。4.2外墙内侧改造传统建筑外墙基本没做保温处理，墙体与窗户都成了易散热的部位，可在墙体外侧内部设保温层，采用效果比较好的EPS（聚苯乙烯泡沫）作为保温材料。具体做法为：第一步，对建筑物基础进行防水密封处理；第二步，清理外墙内侧基层；第三步，在大砖墙内侧覆盖一层薄膜，用塞子安装保温措施；第四步，安装玻璃纤维丝网和加强砂浆；第五步，用绿色环保材料硅藻泥进行内墙饰面处理（图2）。4.3屋面改造屋面因年代久远，防水层、保温层的材料腐烂损坏严重，已不具备保温功能，热量损失浪费严重，需进行修缮。在建筑物的屋顶以及女儿墙的部分添加保温层，能够有效隔离房屋顶部受到太阳的辐射[4]。具体做法为：在考虑结构合理的条件下，第一步，拆除屋面瓦；第二步，屋面砖下侧铺设玻纤网；第三步，用专用螺丝钉安装PU保温层；第四步，安装水蒸气隔板作为防水密封层；第五步，安装椽子带木模板；第六步，安装屋面瓦（图3）。门窗也需要进行保温处理，使用双层真空玻璃改造窗户，安装保温门板，并在其外表面安装木质门窗框，这样既保留了传统建筑的外观特点又有效提高保温效率。4.4太阳能系统改造该区域该区域33％的居民安装了太阳能热水器，这些太阳能热水器品牌、式样各异，且都凸出屋面，视觉感受较为杂乱。建议可以采用平板式太阳能收集板，安装时将板平行于屋面，同时朝南安装，这样既节能又美观，且屋面与太阳能收集板完美结合，两者合二为一，形成统一美。

结语

该方案为改造工程，建筑物的外形、建筑朝向、屋顶朝向、窗户朝向等均不能改变，可借鉴扬州市广陵区琼花观社区文化里19-2号零能耗建筑，使用最新的建筑节能技术，改变建筑物外墙、屋顶、门窗、地面等易散热部位，将现有导热系数大的材料替换或增加为导热系数相对较小，易于施工的材料。本文选取扬州老城区为试点，进行建筑节能数据分析，得出结论及适合该区域的建筑节能建议，探讨扬州古城保护及节能规划思路，并且以点带面，作为老城区改造示范，从而推广全国老城区的改造。