舊建筑改造設計的探索與實踐論文

　　摘要:面對全球環境問題和自然資源的短缺，舊建筑改造和再利用的設計方法亟待研究。設計上的缺陷往往造成難以彌補的經濟損失，若能利用先進的科學技術及其提供的相關數據，就能大大提高設計的客觀性和科學性。通過對某院校國家重點試驗室的改造設計，重點探討了計算機模擬技術對建筑改造設計的支撐作用。

　　關鍵詞:建筑改造;合理優化;設計方法;技術支撐

　　1概述面對全球環境問題和自然資源的短缺

　　建筑對環境的巨大影響已經越發受到人們的關注。在歐洲，新建筑已很少建，取而代之的是對舊建筑的改造和再利用。延長其使用壽命，降低拆除重建的幾率，可以有效減輕環境污染、降低資源消耗，推動整體生態環境的可持續發展。

　　但是，舊建筑的改造和更新存在著新舊功能、空間形式、環境質量和審美差異的諸多矛盾，在設計中合理地解決其中的矛盾，使其滿足新空間、多功能、節能降耗和綠色環境等現代建筑需求，是建筑改造設計中亟待解決的問題。本文通過對中國礦業大學深部巖土力學與地下工程國家重點試驗室的改造設計，交流個案中的所見問題和解決辦法。

　　2注重新舊建筑功能需求的變化

　　中國礦業大學深部巖土力學與地下工程國家重點試驗室位于大學文昌校區內，占地1 800 m2，建筑面積3 600 m2，框架結構，共2層。原建筑建于1986年，功能是超大型計算中心，后改為計算機科學與技術學院。當時的高標準、高質量，為建筑的延用打下了基礎。但34 m×64 m×12 m的巨大建筑體塊，僅靠周邊的帶窗采光和通風，舊的功能分區造成“不透氣、不通風、潮濕悶熱、黑暗憋堵”的系列問題。

　　外墻以水刷石飾面，局部已脫落滲水;主入口接兩架剪刀樓梯，笨重且難看。改造所面臨的主要問題是:

　　1)功能分區不合理，不能滿足現代試驗室的基本需求。

　　2)內部空間全天依靠人工照明和機械通風，耗能巨大。

　　3)墻體外飾剝落滲水，也無外保溫措施，不利節能降耗，威脅建筑使用壽命，破壞校園景觀。

　　4)主入口水平與立體交通并行，人流交叉嚴重。

　　美國建筑景觀大師勞倫斯·哈普林曾提出“建筑再循環理論”，意思是說，舊建筑的改造不同于簡單的修復，“再循環”就是根據建筑功能上的變動，重新調整建筑內部空間，使原有建筑能夠被合理地繼續使用。此次的改造，充分挖掘了舊建筑的自身條件，平面上進行了重新分區，以滿足現代試驗室的功能需求;形態上注重自然采光和通風，以滿足健康節能的綠色需求;拆除舊樓梯，重建入口以滿足科學管理，避免人、物流交叉矛盾的產生;墻體改造，以滿足保護建筑主體、節能降耗、美化建筑以及和諧校園的多方需求，使之老當益壯，煥發青春。

　　3注重風格和技術的兼顧與統一

　　改造性設計，必須注重風格和技術的兼顧與統一，在新技術的支持下，相互協調各種關系，使之既能更新舊建筑，又能與環境和諧。

　　舊建筑的外墻以水刷石飾面，因年久而褪色剝落(圖1)。為提高建筑外墻的保溫性能，改善建筑的墻體節能效果，建筑立面特采用聚苯顆粒外墻外保溫與裝飾系統。其較強的耐候性，良好的防水和防水蒸氣滲透性能，對舊建筑的圍護結構起到保護作用。做法為:舊建筑墻體→界面層(增強界面砂漿)→保溫層(聚苯顆粒保溫砂漿)→保護層(抹面砂漿+熱鍍鋅鋼絲網+抹面砂漿)→加固層(鋼絲網專用錨固件)→飾面層(面磚)。聚苯顆粒外墻保溫與裝飾系統有效地解決了外墻保溫系統的機械強度。外墻磚安全牢固的飾以建筑立面，灰色的立面凸起白色的窗套，沉著雅致的色調和諧于綠色的校園之中(圖2)。

　　圖1原建筑外立面

　　Fig.1 The facade of the building before reconstruction圖2改造后建筑外立面Fig.2 The facade of the building after reconstruction作為國家重點試驗室的入口，不僅需要體現莊重大方的氣度，還要體現奮發向上的生機。因此，改造中拆除了舊樓梯，將垂直交通移向建筑內部，入口后退2.8 m，增設混凝土立柱，挑出鋼架雨棚，兩排拉桿聚收于立柱之上，輕盈的姿態凸顯著向上的張力。舊建筑的笨重與壓抑得以破除，清新的現代氣息迎面撲來。

　　4注重科學數據對設計的支撐作用設計上的缺陷往往造成難以彌補的經濟損失。

　　若能注重科學數據對設計的支撐作用，如依據計算機模擬取得的科學數據進行設計構思，就能大大提高設計的客觀性。

　　原建筑僅有靠近周圈的房間，能夠借助挑廊的側窗取得部分日光，其他空間則成為了黑房間。重建功能分區，采光通風應是重中之重。于是，首先，通過計算機模擬軟件Ecotect對原建筑的自然采光進行檢測分析:其平均日光照度為802.8 Lux，采光系數平均值為16.06%，最低處照度為20.58 Lux，采光系數為0.41%。此種采光方式造成近窗處房間亮度最高，光線沿房間進深方向下降幅度較大。

　　改造前室內光線遞減嚴重，整個空間采光不均。按照我國2001年發布的《建筑采光設計標準》，校園建筑室內天然光臨界照度值為100 Lux，最小自然采光系數為2%。可見，原有的采光方式不能滿足視覺機能的要求，所以，才會造成室外陽光燦爛，室內人工照明的尷尬局面。通過計算機建模，重新進行平面分區:將“回”字形布局改為“井”字形布局，井字走廊的盡頭連通立面窗戶，使采光通風兼而得之；

　　拆除2層外墻并將挑廊空間并到室內，使研究室從內窗空間變外窗空間;將中心處的柱子、間梁以及相關的樓板、屋頂一并拆除，采用鋼結構和節能玻璃建造采光頂，頂下環繞設置通風百葉。為內部交通開辟了樞紐，為建筑空間增設了中庭，為采光通風打造了天井;將部分隔墻改為玻璃隔斷或玻璃花磚，其他墻面則飾以白色乳膠漆，以增加光線的反射和透射。

　　幾種手段同時實施，良好的采光環境和滿意的均勻度已初現端倪。再次運用Ecotect軟件進行驗證:圖3的自然采光量明顯優于改造前，室內平均日光照度值提高為1 248.09 Lux，采光系數為22.48%。天井處照度最高，達到4 653.12 Lux。窗口處照度沿進深方向下降，最深處仍能達到253.47 Lux。此采光方式的優點是以側窗采光為主，以天窗來均勻照明。

　　改造后，自然照明達到國家指標，且分布比較均衡，不僅節約了照明用電同時還消除了因其散熱而增加的空調負荷(圖4、圖5)。另外還在天井中增設了鋼構樓梯，植上翠竹，鋪上沙狀細石，架上防腐棧道，打造出一個具有景觀特色的天光中庭。陽光灑過玻璃頂棚，青竹搖曳著輕柔的倩影，走入其中，清新、舒適之感油然而生(圖6)。5結語綜上所述，注重新舊建筑功能需求的變化，則能根據舊建筑現有條件，重新調整建筑內部空間，使原有建筑能夠被合理地繼續使用;注重風格和技術的兼顧與統一，則能使建筑大環境與小環境以及內部空間的各種要素相互協調，并通過適宜的技術手段達到新老建筑形式上的整體和諧;注重科學數據對設計的支撐作用，并避免設計上的缺陷和不必要的經濟損失，大大提高設計的客觀性和科學性。

　　參考文獻

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