南北差异_既有建筑绿色改造技术的评价方法_饶小军

南北差异：既有建筑绿色改造技术的评价方法* Evaluating Green Renovation Technology Used in Existing Building

饶小军1　袁 磊2　胡 鸣3

Rao Xiaojun Yuan Lei Hu Ming

摘要　本文通过对既有建筑的绿色改造中热舒适度与节能标准等问题的探讨和分析，抽取了热舒适性作为基础概念来梳理既有建筑绿色改造过程中所涉及的各种问题，为建筑师的设计工作制定出一种系统科学、具有可操作性的评析方法，以应对技术更新所带来的各种复杂的技术措施的选择与优化问题。本文重点分析在中国不同气候分区的条件下，各种节能技术措施对热舒适性的影响程度的差异，即对被动式设计手段的效率进行量化分析。论文提出，既有建筑绿色改造应根据不同的气候特征和地域特点，建立对各气候区运用被动式设计技术的综合评价模型，分析各种技术在不同气候区使用的差异性和效率，并以被动式设计作为基础，以主动式设计为辅。针对不同的建筑类型及空间特点，提出“适宜”的技术措施和整体方案。以达到降低碳排放的目的，为人类舒适健康的生活环境做出积极的贡献。

关键词　既有建筑　绿色改造　南北气候差异热舒适性　被动式设计　评价方法 ABSTRACT　This paper takes “thermal comfort” as a key to deal with problems that are involved in building renovations based on green architecture technology, and explores the relationship between degree of thermal comfort and energy saving efficiency. The purpose is to establish a viable method, preferably in a systematic and objective way, to assess performance of various green design devices applied to building renovation, in order to help architects to find better solutions in building technologies application, design evaluation and optimization. The analysis focuses on various methods of energy conservation applied in China’s different climate zones and their respective impacts on degree of thermal comfort. A quantitative method is developed to assess e f f i c i e n c i e s o f v a r i o u s p a s s i v e d e s i g n devices. It argues that green renovation of existing buildings should be based on climate differences between North and South. A more comprehensive evaluation model is needed to analyze energy saving efficiency of passive design devices used in respective climate conditions. Design solution, it is argued, should give priority to passive design devices and take active devices as supplementary. Application of building technologies and choose of design strategies should also be conditioned by different building types and their spatial properties, in order to realize our goal of low carbon emission and make a contribution to comfort and health living environment.

KEY WORDS　existing building, green building renovation, thermal comfort, passive design, evaluation method, climate difference between North and South

*国家自然科学基金资助项目，项目编号：50778112。

中图分类号　TU14; TU18; TU27/279[07]

文献标识码　Ａ

文章编号　1000-0232(2010)05-0022-06

作者简介　1教授；2副教授；3研究生；1&2&3深圳大学建筑与城市规划学院（深圳，518060）

一、引言

随着中国城市化高速发展的进程，城市规模不断扩张，城市功能的迅速提升，产业结构发生转换，导致大量的既有建筑或土地面临着使用功能上的转化，既有建筑的改造已成为各城市发展中面临的重要问题。

既有建筑技术设备与构造逐渐陈旧，在建筑形式、热工性能和机电设备等方面的亟待更新，因此对既有建筑实施绿色改造具有现实的社会和生态效益。目前国内的既有建筑绿色改造工作还处在一个探索阶段，没有形成成熟的体系。从研究的角度来看，由于既有建筑改造问题的综合性和复杂性，一些基础性的理论和概念问题尚未厘清，导致改造过程中类型与标准不统一、过程与结果缺乏相应的评价体系、具体措施繁多但缺乏科学系统的量化分析方法。

绿色建筑是一种在满足一定舒适度需求前提下相对的节能与低碳的理念。正如建设部副部长仇保兴先生所指出的节能建筑与绿色建筑概念的区别：“节能建筑是按节能设计标准进行设计和建造、使其在使用过程中降低能耗的建筑。绿色建筑是指为人们提供健康、舒适、安全的居住、工作和活动的空间，同时在建筑全生命周期(物料生产、建筑规划、设计、施工、运营维护及拆除、回用过程)中实现高效率地利用资源(能源、土地、水资源、材料)、最低限度地影响环境的建筑物。”1）由此可知，建筑节能是绿色建筑的重要组成部分。就绿色建筑的内涵而言，建筑节能对资源和环境的影响最大，同时建筑节能已形成了完整的政策法规、技术标准和产品体系，因此我国把建筑节能作为绿色建筑的一项最重要工作来抓。

绿色建筑从设计和建造上往往分为主动式措施和被动式措施两种基本的方法。主动式措施依赖于设备技术，设备的制造技术不断进步，不断更新轮替；而被动式措施依赖于建筑本体的设计手法，伴随着建筑全生命周期。所以绿色建筑更应当强调建筑本身的被动设计手法的运用。

从绿色建筑的角度分析，既有建筑与新建筑的不同在于：新建的绿色建筑是在完全按照新的舒适度标准和节能标准进行设计和建造；而既有建筑需要积极利用原有建筑的结构和空间进行重新改造，以达到更高的建筑设计标准。

在既有建筑改造中，建筑师所面临的问题是：面对不同建筑的外部条件和自身特点，如何在日益复杂交叉的设计和技术问题之间，建

立起一种系统科学的以及可操作的评析方法？

通过把握建筑技术的一些基础概念，来全面梳

理既有建筑绿色改造过程中所涉及的各种问

题，从而避免从末端复杂的技术措施出发，纠

缠于细节的技术构造设计和应用，建立起一种

简明基本的绿色设计理论和评析方法，以应对

技术更新所带来的各种复杂的技术措施的选择

与优化问题。

二、既有建筑绿色改造面临的问题与策略

1. 既有建筑改造的类型

既有建筑的绿色改造本身是一项全面综合

性的工作，在客观条件的限定下满足绿色改造

的要求，必须科学地对既有建筑进行评估并进

行系统的绿色技术优化组合分析和研究，建立

一些基础性的理论模型和系统，对各项措施的

节能潜力及经济性等进行比较分析，确定建筑

最优的绿色改造方案；在改造的过程中，结合

考虑建筑的整体性能，实现资源的循环利用，

运用绿色建筑技术使其达到真正有效的应用，

目的是改善其运行模式，提高对各类资源的利

用效率，减少对环境的影响，充分利用既有建

筑本身蕴含的空间和物质资源，为推动城市建

筑可持续发展和人居环境的研究提供新的思路

和方法。

既有建筑改造往往是伴随着建筑的功能置

换更新、形象改造和标准提高而进行的。既有

建筑改造前提是建筑质量符合安全牢固的基本

要求，旧建筑可能面临着结构老化、设备陈

旧、技术落后的问题，在改造之前首先需要进

行建筑结构质量的测评，一方面要看它是否有

继续使用的价值，另一方面要确定在何种程度

上进行绿色改造。

（1）建筑形象改造

在我国目前的既有建筑改造项目中，大部

分的改造项目都是“穿衣戴帽”的形象工程为

主。即对城市的主次干道以及高速、快速路网

两侧的陈旧破损建筑的墙面和屋顶进行粉刷、

翻新或改造。城市形象是政府首要解决的问

题，虽然“穿衣戴帽”对破旧建筑的围护结构

能有一定的修护作用，但并不涉及功能的变化

或者建筑舒适性的提升等实质性问题。因此，

形象工程并不是绿色改造工程。

（2）节能改造

从1990年代后我国在全国陆续开始执行建

筑节能强制规范，此前建设的存量建筑中大部

分为高能耗或低舒适性建筑。因此，部分建筑

在保留内部空间和功能的情况下进行专项的节

能改造，其中以北方采暖地区的居住建筑和工

业建筑最为普遍。

（3）综合性改造

既有建筑的改造还有因建筑功能置换所导

致的建筑更新。例如，由于产业结构调整或者

土地功能上的转变，一些旧的厂房需改造成商

场或办公建筑，那么首先在满足其功能置换的

基础上，才进行绿色节能的改造。这里涉及到

的一个问题是：原有建筑的设计标准是建立在

原来建筑的功能和工况基础之上，伴随功能置

换，建筑的功能和工况条件发生变化，包括绿

色节能在内的设计标准也会发生变化。一般而

言，新建建筑较容易达到规定的建造标准，而

既有建筑在原有建筑基础上进行更新改造，需

要针对原有建筑的限制条件和新的功能要求建

立相应的标准，其中很重要的是以热舒适度为

基准，讨论绿色节能技术的效果，即其对改善

热舒适度的贡献率。

2. 不同气候区既有建筑和新建筑绿色技术

标准的差异性

（1）地域性的差异

既有建筑的绿色改造是在满足建筑热舒适

度指标的基础上建立相应的建筑节能措施。建

筑热舒适性指标受各种因素的影响，其中室外

气候因素、建筑运行状况以及各种建筑改造措

施等都会对热舒适性产生影响。排除人种和行

为习惯的细微差异，我国各地的热舒适标准

是统一的。但由于中国幅员辽阔，气候差异鲜

明，即便是统一的标准，在具体的措施方面仍

有较大的差异性，不同的外部气候条件将对室

内温度、湿度和空气质量有着不同程度的影

响。我们笼统的知道北方寒冷，南方炎热，而

南、北方地区对室内温度、湿度和空气质量的

控制及其措施上是完全不同的，在此基础上延

伸出来的节能标准和措施也应该存在着一定的

差异性，对于建筑绿色改造更不能简单地制定

一刀切式的统一标准。

（2）新建和既有建筑绿色评估体系的差异

绿色评估体系简单概括为五个方面：节地

与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源

利用、节材与材料资源利用、室内环境以及运

营管理。现有的《绿色建筑评价标准》主要是

针对新建筑的绿色评价体系，没有制定类似美

国LEED-EB（Existing Buildings）的专门针对

既有建筑的评价标准。而对于既有建筑和新建

筑来说，由于两者的前提条件不一样，认定的

标准将会存在一些差异，一般来说，既有建筑