历史保护区改建低碳技术运用

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对历史风貌区和优秀历史建筑的保护，是徐汇区可持续发展的一个重要内容。上海徐汇区制定了《徐汇区进一步加强历史风貌区和优秀历史建筑保护的实施意见》，初步确立了徐汇区历史风貌和优秀历史建筑保护工作的框架，强化了历史文化风貌区和优秀历史建筑的管理、修缮、整治、利用、开放和文化挖掘。我国正在推进建设以低碳为特征的建筑体系，相关政策法规和执行标准也将得到逐步发展和完善。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展的要求，必须在尊重历史文化风貌区历史特征的基础上创造性地进行生态节能改造。本文就衡山路－复兴路历史风貌保护区的现状及对其进行的低碳改造做简要分析和论述。

1衡山路－复兴路历史风貌保护区现状和问题

衡山路－复兴路历史风貌保护区(徐汇区部分，北起长乐路，南至肇嘉浜路，西至天平路－兴国路－华山路，东至陕西南路)，徐汇区占地总面积4．3万km2，占上海风貌区面积的55%，是上海市历史风貌保存最完整、以花园住宅为主要特征的区域。该区域共计建筑7940幢，占地面积345万m2，建筑面积502万m2，其中，1949年10月1日前的历史建筑6377幢，占地面积219万m2，建筑面积193万m2。上海历史建筑大多建于20世纪上半叶，其建筑功能已无法满足现代的居住要求。高密度、低品质的居住状况使历史街区的改造与保护的矛盾日益突出，其中主要的问题有以下几方面。

1．1建筑损坏严重由于建筑建造年代久远，虽然经历了不同程度的大修、中修，但大部分建筑出现结构性损坏。保护区内建筑破损(见图1)、基础设施匮乏，甚至超负荷使用和结构性破坏;年久失修、多户合住或多次改变建筑用途;新老建筑混杂、违章搭建等都是损坏的主要原因。建筑现状是:结构质量差，多为砖木结构(木构件腐烂)，防潮层损坏严重，墙体开裂;建筑密度大、间距小，存在消防隐患。在节能改造过程中，既要使建筑保护与节能改造技术相协调，又要提升居民的生活质量，因此改造实施较困难。

1．2居住密度高不少建筑原1户住家被分割成多户住家，在有限的建筑面积里居住着高密度人群，人均建筑面积很低。以天平街道32街坊为例，单户公寓的建筑面积普遍较大，在100～120m2里有多个房间、卫生间和厨房独用。花园建筑通常被分为多户，每户建筑面积较小，为20～40m2，有1室、2室户，卫生间和厨房合用。为了扩大自己的居住面积，居民会自行搭建建(构)筑物(见图2)，例如把原来开敞的天井封闭成居住空间，这种做法，使室内相邻房间的条件恶化，居住质量降低。

1．3围护结构热工性能不足笔者曾对天平街道20栋建筑做过调查，其建筑形式包括花园建筑、新旧式里弄及公寓等。结果显示砖木混合结构由于地下水、雨水浸入，砖墙老化严重。370mm厚外墙平均传热系数可以达到1．5W/(m2•K);门窗是单玻钢窗或木窗，外窗(见图3)的窗墙比普通的大，平均传热系数可以达到4．6～6．4W/(m2•K)[1]。住宅坡屋顶为木构架，屋面采用冷摊瓦。这些围护结构的传热系数均较高，且密闭性差，增加了室内的能耗。

1．4无法满足人体舒适度要求部分公寓由于建筑面积较大，厨卫独用，可形成南北对流通风;窗墙面积比也较大，采光通风效果较好，冬季和夏季的舒适性基本上能得到保证。分割后的花园建筑由于户均面积较小，厨卫合用(见图4)，采光通风效果不佳，夏热冬冷，尤其是顶层住户，舒适性更差。早期的里弄住宅虽然在单体内设置了天井，但仍无法满足现代生活品质的要求;室内光线昏暗，而且通风条件差;底楼较潮湿，无法满足人体舒适度要求。

2技术应用

低碳技术以保护历史建筑为前提，与建筑本身特点相协调，既能降低建筑能耗，提高居住舒适度，还能延长建筑的使用寿命，是种更有效的保护模式。

2．1低碳技术框架体系

根据衡山路－复兴路历史风貌保护区现状，提出了如图5所示的低碳技术框架体系。

2．2低碳构造措施

(1)低碳理念的实现离不开建筑节能[2]，建筑节能在节能减排工作中所占据的位置显而易见。通过对建筑围护结构热工性能的改善，减少了围护结构的室内外传热，稳定了室内温度，可减少能量损失，进而减少采暖、制冷设备的能量消耗。

(2)外墙裂缝修补、粉刷修补在一定程度上都能提高外墙的保温性能，避免热工缺陷，因此外墙的修缮即是有效的节能措施。历史建筑以370mm厚砖墙为主，且都不允许改变建筑立面，因此不推荐采用外墙外保温系统，可采用外墙内保温或夹芯保温系统。

(3)原有门窗主要为单层玻璃的钢、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窗的情况下，增设内窗。玻璃可应用有良好阻热性能且造价较低的双层中空玻璃，以减少能耗。一些建筑外窗原设有木百叶窗，在修缮时可对其进行修复，恢复遮阳功能也是一项不可忽视的节能措施。

2．3低碳用能

低碳建筑最重要的要求之一就是减少碳能源的使用，那么，太阳能和风能等清洁能源就成为替代含碳能源的首选。在衡山路－复兴路历史风貌保护区的改造更新中运用了太阳能热水系统，并进行太阳能热水系统与建筑的整合设计，具有较强的适用性。历史建筑绝大部分为坡屋顶，为充分利用太阳能，在坡屋面的改造设计中考虑设置太阳能集热器的位置，使集热器有良好的朝向和倾斜度，能充分接受太阳辐射热，同时还要做到与屋面的一体化，不影响建筑的整体外观。

2．4低碳排放

(1)避免保护区大规模的拆除和重建是需掌握的重要原则之一，这正符合低碳的理念。历史建筑改造中，应合理规划，避免产生过多的建筑垃圾，对于拆除、修缮过程中产生的废弃物进行分类放置，以利回收利用。

(2)回收利用水资源。对屋面雨水收集回用、回灌;地面雨水浸透水砖，使建设后径流系数不超建设前，以缓解水资源紧缺，改善生态环境。

(3)由于饮食上的差异，中国人厨余垃圾的种类远多于西方人，其中有大量易于腐烂的肉类及蔬菜垃圾，且不易分类。可通过采用填埋、焚烧、堆肥、饲料化、生物发酵脂蛋白饲料技术及餐厨垃圾粉碎机、餐厨垃圾处理机等实现垃圾减量化、资源化和无害化处理。

2．5低碳环境

(1)历史建筑多存在采光和通风不足的现象，为了满足居民舒适性要求，改造过程中应考虑在原有建筑结构下引入光和风。

(2)可以利用室内的楼梯间等竖向贯通空间组织热压通风，以改善室内的风环境，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。可在顶部屋面设置可开启天窗，在满足自然采光的同时又可形成顶部的出风口，加强了竖向通风。

(3)也可利用导光管将室外自然光聚光，经导光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，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，是一种较好的节电措施。对于进深较大的里弄，应用LCP激光切割导光板增加自然采光也是一种不错的改造措施，可以在原立面窗上设置激光切割导光板，将自然光导入室内深处。

(4)目前最实用的碳汇(树木吸收二氧化碳的过程)的方法即建筑结合绿化、建筑绿化的功能性设计、利用植物的光合作用减少建筑碳排放总量等。衡山路－复兴路历史风貌保护区内多数建筑周围有公共绿地，可在街区内见缝插绿、破墙透绿、合理播绿、全民植绿等，加大街区公园、河道绿化种植率，提高区域立体空间的绿色浓度，降低城市热岛效应，全力打造最绿、最美的历史风貌保护区。

3结语

低碳发展的高标准给历史风貌保护区的工作提出了更多要求，给设计规划者带来挑战，我们要着眼于各个环节的碳排放指标和改进技术措施等，将保护和生态节能贯穿于改造设计的全过程，并将两者有机结合，推动符合低碳理念的历史风貌保护区的改造实施。