农村旧建筑改造方案

历史保护与生态节能双重视野下的上海里弄更新改造

0引言

上海里弄住宅，兴起于租界出现之后，停止在解放前夕，集中建造在上海市中心区，是具有上海地方特色的江南民居，先后建设了一个世纪…，反映了建筑的时代性和地域性，是一种中西合璧的建筑类型，是保护历史的珍贵遗产。其规划布局紧凑而又灵活，平面设计功能明确，空间组织流畅合理，并形成了宁静又方便的居住环境。但由于城市化进度的1高速发展带来的城市人口的快速增加，原有的一户居住的里再民居单元变成当今的“七十二家”房客现象。众多住户挤入其中，居住环境甚差，已无法满足当代的居住要求，从而形成了现阶段高密度、低品质的居住状况。日常使用能耗巨大，远多于多高层住宅，居民改造要求日益迫切。另一方面，随着全球能源危机与环境保护意识的不断提高，建筑的可持续发展被提上了议事日程。如果仅仅从历史保护与经济效益等角度出发的历史建筑改造已不能适应时代发展的要求，必须在尊重上海里弄住宅历史特征的基础上，创新性地进行生态节能改造（图1）。

1传统生态元素

上海里弄继承了江浙民居的传统，借鉴了欧洲毗邻式住宅特点，形成了自己独特的建筑风格（图2）里弄中有许多传统生态元素是历史上劳动人民智慧的结晶，延续至今。我们须将这些生态元素给予延续和发展。归纳起来，上海里弄中的传统生态空间形态主要包括弄堂、骑楼、天井、老虎窗等。

1.1弄堂

早期的里弄民居均采用行列式紧凑布局方式，弄堂分总弄和支弄，由住宅山墙或住宅前门与对面住宅的后门的间距形成(图3)。弄堂路面往往由青石或花岗石铺设而成，有良好的渗水性。在环境控制方面，弄堂间形成了“冷巷效应”，通过紧凑的建筑排列产生阴影，使建筑之间的巷道形成阴凉区域。

由于上海地区夏季的炎热气候，这对阻止过多太阳辐射进入里弄，有积极的作用。另一方面，弄堂多呈南北和东西向，通道狭长，这为巷道的导风提供了条件，有利于弄堂内形成良好的风环境。

1.2骑楼

骑楼底层架空，二层设房间连接两侧，是集交通、遮阳、通风、避雨、隔音为一体的有效功能要素（图4）。它在夏季形成的阴影区域为人们提供了舒适的开放空间，而且往往通风顺畅，是乘凉的好去处。在雨季，又为人们提供避雨和储物等功能。在与外部道路连接处的骑楼能较好的阻隔外部噪音，达到闹中取静的效果。

1.3天井

里弄住宅由于进深大，设有前天井和后天进（图5）。天井是室内外空间的过渡区，同时也是气候的缓冲区。面积虽然不大，只有10-1 5m2，却在一定程度上改善了室内的通风采光条件，增加了绿化面积，为封闭的天井增添了生气。另外天井的围墙高度对日照也有一定的考虑，以满足夏季遮阳、冬季日晒的双重作用。

1.4老虎天窗

老虎天窗是为顶层阁楼空间提供采光与通风的开口，在为室内改善环境状况的同时也是室内向室外的观景台，同时丰富了里弄住宅的屋面形态，是里弄住宅特有的建筑构件，扮演着一定的采光通风角色。

2存在的问题

由于时代的变迁，传统的里弄住宅室内空间已无法满足现代居住生活的需求。这给居住在其中的居民带来了极大的不便，矛盾日益突出。归纳起来，存在的问题主要包括成套率、居住密度、通风采光、日照、公共设施等方面。

2.1成套率

在早期里弄住宅中，往往缺少独立的厨房和卫生间，给现住的居民造成了很大的不便，邻里间干扰大，卫生条件差，设备设施不齐全。目前的改造工作多局限于设立卫生间与厨房，增大住房的成套率，以提高居民的生活质量。

2.2居住高密度

由于里弄住宅多为2-3层。总建筑面积有限，但里面却居住着高密度的居民，人均占有建筑面积极低。居民在里面缺乏领域感与私密性。由于密度过高，居民为了扩大自己的居住面积经常会出现自行搭建现象，例如使原来开敞的天井封闭成为室内居住空间（图6），这种封闭天井增加室内面积的做法，必将带来室内相邻房间环境的恶化，矛盾日益突出。

2.3小开间大进深导致自然采光与通风差

早期里弄住宅为了提高居住密度，采用了小开间大进深单元组合方式，虽然在单体内部设置了天井，但仍无法满足当代的生活品质要求，室内光线昏暗，而且由于通风差，室内也较潮湿，无法满足人体舒适度要求。

2.4日照间距

里弄住宅的房屋前后间距一般只有1：0.7左右(图7)。虽然在设计中采用了前高后低的办法，一般南侧主屋层高为3.5m左右，北侧附屋层高为2.4m左右，从而降低北面辅助房屋的高度，改善后排房屋的日照，但与目前大寒日满窗日照时间3h要求差距依然很大，对于冬季采暖不利。

2.5围护结构热工性能不足

里弄住宅多为砖木混合结构，墙体有一砖墙和半砖墙，由于地下水、雨水入侵等问题，造成砖墙老化严重。甚至有的外墙尚是木质板材作为围护材料，热工性能甚差。门窗材料一般也都是木材。住宅坡屋顶一般为木屋架，结榭形成为立帖式梁架系统，屋面采用冷摊瓦。这些围护结构的传热系数均较高，而且密闭性差，增加了室内使用能耗。

3生态节能技术介入

技术是驱动建筑不断向前发展的强大动因。建筑师必须充分了解当前成熟合理的建筑技术，并积极地付诸实施，以提高建筑品质。其中生态节能技术近年来得到了广泛的发展。在上海里弄更新改造中积极介入生态节能技术可显著改善建筑的环境表现，以实现上海里弄的可持续发展。

3.1围护结构与结构体系

对围护结构的外墙保温体系可结合建筑的外立面材料采用聚苯板外保温方式、保温砂浆保温等。外墙为粉刷装饰的墙体可以采用外保温后，再进行类似粉刷装饰。清水砖墙的保温可采用外墙内保温或夹芯保温（图8、9）。里弄建筑的原有门窗主要为单层玻璃的木门窗。改造中可以结合原有立面形态，换成带热阻断的铝合金双层玻璃窗户，或采取在保留原有外木窗的情况下，增设内窗。至于玻璃可应用有良好阻热性能且造价较低的双层中空玻璃，减少能耗。

对于结构加固或加建部分的结构体系，建议应用钢木结构体系。钢、木是可再生和循环使用的材料，具有良好的生态效应。钢木结构体系可以缩短施工周期和提高施工效率，另一方面它便于历史建筑将来结构的调整与维护。

3.2屋面太阳能热水器与光伏一体化设计

利用太阳能热水系统是建筑物节能的重要手段之一。而且太阳能热水技术较成熟、应用广泛、产业化发展快。在上海里弄的改造更新中考虑运用太阳能热水系统，并进行太阳热水系统与建筑的整合设计，具有较强的适用性。上海里弄绝大部分为坡屋顶，为充分利用太阳能，在坡屋面的改造设计中应考虑屋面设置太阳能集热器的位置，使集热器有良好的朝向和倾斜角度，以充分接受太阳辐射热。同时还要做到与屋面一体化，不影响建筑的整体外观，通过利用太阳能热水器使呈弄住宅为上海正在推进的“阳光工程”起一定的推动作用，使太阳能应用更有广泛性（图1 0、1 1）。

对于光伏建筑一体化设计，目前国内还处于初步应用阶段。其光电电池主要分单晶硅、多晶硅、非晶硅等，其中单晶硅转化效率相对较高但造价较贵。

从与屋面一体化设计角度，光电板具有较强的适用性，通过单元块的不同组合方式，可形成各种肌理效果满足建筑造型要求，同时它也体现了现代材料的技术美学。

3. 3天窗设置与热压通风

居住单元由于进深大，而且中间的隔断较多，不利于利用风压组织穿堂风。如果利用室内的楼梯间等竖向贯通空间组织热压通风，将改善室内的风环境，即使在室外无风季节也可形成竖向通风，进而增加人体热舒适度。热压通风形成的条件是室内外温差和一定的进出风口高度差。于是，可在顶部屋面设置可开启天窗，在满足自然采光的同时又形成了顶部出风口，加强了竖向通风。另外天窗可结合设置遮阳卷帘以免出现夏季室内过热的现象（图1 2）。

3.4导光管与LCP导光板改善自然采光

导光管是一种新型的健康、节能、环保产品。主要由采光罩、光传输部分和漫射器组成。导光管将室外自然光通过日光汇集部分聚光，经光导管道传输和强化后由底部漫射器将自然光均匀漫射到室内（图1 3、1 4）。在里弄建筑的屋面布置导光管，可解决顶层“黑房间”

无法自然采光的问题。它在白天可形成良好的室内光环境，从而避免了过多的人工照明，是种较好的节电措施。

应用LCP激光切割导光板增加里弄住宅的自然采光也是一种很好的改造措施。可以在原立面窗上设置激光切割导光板来将自然光导入室内深处。一般把LCP板安装在原有的窗框上，通过铰链自动调整导光板的倾角，以适应不断变化的太阳入射角，解决里弄住宅进深较大造成的采光较差的问题。

4总结

上海里弄住宅的生态节能改造必须在保护历史文化遗产的基础上，继承和发展原有里弄住宅中可借鉴的生态因素，并介入现代的生态节能技术，不仅局限于节能技术、节能产品的应用，