基于转型的绿色老年公寓改造设计研究

赵延刚 朱丽 何成 / ZHAO Yangang， ZHU Li， HE Cheng

基于转型的绿色老年公寓改造设计研究

赵延刚 朱丽 何成 / ZHAO Yangang， ZHU Li， HE Cheng

针对目前专业化养老建筑及设施严重缺乏和城市化进程中大量的旧建筑急需转型的现实问题，以深圳某酒店向绿色老年公寓转型改造设计为例，从建筑选址、功能转换、空间改造、形体优化、绿色技术应用等方面，探讨旧建筑向绿色老年公寓转型的改造设计策略。

老年公寓 改造 绿色技术

中国从1990年代开始进入老龄化时期，养老问题日益紧迫，且4:2:1的家庭结构和人口流动性的加强，使得社会化养老替代家庭养老成为大势所趋，具有开放性和产业化特点的老年公寓成为社会化养老的一种重要方式。同时，在中国的城市化进程中，由于产业外迁，城市中心区大量的旧建筑急需功能改造转换。调研发现，部分旧建筑已转变成为养老院，但由于多数改造设计专业化程度不高，对老年人居住空间的舒适性考虑不深，带来了许多使用上的问题。本文以深圳某酒店向绿色老年公寓转型的改造设计为例，从建筑选址、功能转换、空间改造、形体优化、绿色技术应用等方面进行深入探讨，探索旧建筑向绿色老年公寓转型的改造设计策略。

1　项目概况

本项目处于深圳市蛇口工业区，南临蛇口工业一路，依傍蛇口海湾，毗邻蛇口港澳客运码头，地理位置优越，交通便捷（图1）。旧建筑原为1980年代建造的酒店，总建筑面积为5 984.06m2，结构为框架结构，目前结构和立面层次肌理保持完好。

根据设计要求，旧建筑将被改造成老年公寓。从需求的角度来讲，建筑周围邻近居住区，可以很好地为本居住区以及周边居住区的老年人提供入住活动设施，保证了老年公寓后期的入住率；从环境的角度来讲，建筑周边的环境优势明显，环境优美，南侧为茂密的树林公园，东侧临近蛇口海湾；交通方面，建筑周边交通便利，可达性强。

2　方案构思

首先，挖掘旧建筑原有的空间和结构潜力，充分考虑空间特点和结构优势；其次，以健康、舒适、绿色为目标，实现全方位呵护、立体化照顾的老年人宜居环境；最后，可持续性设计理念贯穿始终，最大限度地保留有利因素，改善不利条件，绿色技术被纳入功能转换、空间转型、形体优化、环境完善、节能减排等整个改造设计过程（图2～5）。

图1　区位示意

2.1目标建筑——老年公寓

基于对老年人这一特殊群体的考虑，进行匹配设计，依据其自身的心理和生理机能特点，建筑空间的需求有其特殊性。在空间上，老年人既需要多人参与交流的活动空间，也需要独自生活的私密性强的领域空间；在情感上，老年人需要得到家人般的关爱和照顾，消除孤独感、无助感等；同时，适度的娱乐活动有助于身心健康，老年人需要有进行种植花草、阅读、打牌、健身等活动的空间设施（表1）。

图2　改造前建筑外观

图3　改造后建筑鸟瞰效果

图4　改造后建筑效果

图5　改造后建筑沿街立面效果

图6　原有建筑空间结构布局示意

2.2旧建筑的绿色改造潜力

2.2.1空间布局

从酒店建筑现有的平、剖面布局来看，1、2层层高略高，适合改造成大空间，3～8层为酒店客房部分，可以保留小空间的布局，稍作调整即可作为老年人的起居空间。综上，通过旧建筑空间分析，将建筑1、2层作为老年公寓的公共活动空间，3层以上作为相对私密性的卧室、起居室等空间（图6）。

2.2.2被动式技术策略

深圳属于夏热冬暖地区，主要的建筑能耗是夏季空调耗能。建筑设计以被动式节能策略为主，夏季考虑建筑遮阳，加大过渡季节建筑的自然通风。设计前期通过计算机模拟分析可知，自然通风和蒸发式降温对提高该地区的建筑舒适度效果非常明显（图7、8）；同时对建筑周边风环境状况的模拟分析可知，建筑周边的风环境良好（图9、10），深圳地区夏季主导风向为东、东偏南风向，所以设计应尽可能地组织自然通风。

3　改造策略

基于安全、健康、舒适、绿色等方面的考虑，对老年公寓从功能布局、建筑形体、适老化设计、室外活动场地，以及绿色节能技术等方面进行相互融合的设计。每项内容细分为多个小项，分别进行空间匹配设计（表2）。

3.1空间形式转化

在旧建筑自身空间布局的基础上，以转型为导向、以绿色为脉络、以舒适为目标进行空间改造设计。空间的布局、形态、边界处理，以及环境品质的确定是设计的重点。

建筑沿街立面形象改造。根据建筑最初的透视形象和立面效果，由于该建筑南临蛇口工业一路，因而在改造中需重点处理该建筑的沿街立面形象（图11A）。

合理降低层高。根据《住宅设计规范》（GB50096-2011）中的相关规定，住宅层高宜为2.8m，旧建筑3层将设计为老年公寓的标准单间，现有建筑层高为4.2m，所以可将3层地板抬高1.2m，既有利于加大建筑周围的空气流通，降低建筑夏季空调能耗，同时有助于改善建筑的立面形象（图11B）。

建筑体量与空间划分。建筑3层地板抬高架空后，3层以上楼层与1、2层形体断开，将3层以上楼层建筑形体补充完整，使整个建筑形象变成更为简单纯粹的上下两个方形体量；建筑内部功能的划分更加明确，上部为居住私密空间，底部为公共交流活动空间（图11C）。

半开敞活动空间设计。将建筑3层以上形体补充完整后，可将5层以上的屋顶平台改造成半开敞的室内外过渡空间，并为老年人种花养草、晨练、观景等提供活动空间（图11D）。

立面遮阳设计。结合原有建筑立面的肌理，保留每户窗口处的花坛，进行墙体绿化设计；同时设计活动式立体遮阳，将遮阳板与光伏薄膜结合设计（图11E）。

3.2功能布局

表1　老年人自身特点所对应的建筑空间

图7　采用自然通风+间接式蒸发降温策略前后舒适度对比

图8　采用自然通风+间接式蒸发降温+夜间通风前后舒适度对比

图9　建筑周围风速平面示意

图10　建筑周围风速空间示意

依据原有建筑的结构和空间考虑，建筑1、2层作为公共活动空间，3层以上为私密性居住空间（图12），同时，考虑老年人居住空间的私密性、归属感，以及相互之间的交流需要，在房间布局时进行了组合设计，4、5个单间成一组，设计一个公用的开放性客厅（图13），该公共空间既可以供家属探亲使用，也可以作为公共活动交流空间；留出公共活动厅后可以将入户门开在房间侧墙上，这样与传统的双面廊布置（一条走廊串联两排房间）相比，门口开在侧墙，增加了房间的私密性，同时房间门平时打开的频率可以高于门开向公用走廊的方式，有利于夏季或过渡季节室内形成穿堂风，加大了建筑内部房间的空气流通，提高了房间的舒适度。

3.3技术应用

根据数值模拟分析，本地区建筑需考虑夏季遮阳，可通过增大自然通风来降低夏季空调能耗；同时深圳太阳能资源丰富，阳光充足，适合植被常年生长，可以保证植被四季常青。所以在改造中主要从被动式节能技术、可再生能源利用、生态绿化等方面进行技术应用设计（表3）。

4　能耗分析

降低夏季空调能耗是该设计的重点之一，通过增加建筑遮阳和组织室内自然通风来减少对空调的使用，从而降低建筑能耗。形体上做了以下两个处理手法：（1）将建筑3层地板抬高，跟2层楼板分开，留有一定的空气间层，加大建筑整体的空气流通性；（2）在屋顶上方加光伏遮阳板，降低建筑夏季得热（图14）。

表2　具体空间改造策略

表3　技术应用对应的空间设计策略

表4　建筑耗能指标

图11　改造策略示意

图12　首层开敞公共空间示意

图13　标准层单间布局示意

图14　建筑技术集成示意

图15　降低夏季空调能耗设计

表5　屋顶半透明光伏全年太阳辐射量

表6　建筑立面光伏全年太阳辐射量

利用Design builder能耗模拟软件对3个建筑形体能耗进行模拟，结果如表4所示：未做处理时（图15a）的建筑全年制冷能耗模拟值为934 645.33kWh；将建筑3层地板抬高1.2m后（图15b），建筑全年制冷能耗模拟值为916 182.46kWh，较之形体未处理时能耗减少18 462.87kWh，节能效果较为明显；建筑屋顶加遮阳板后（图15c），建筑全年制冷能耗模拟值为870 206.12kWh，较之形体未处理时能耗减少64 439.21kWh，节能效果明显。

5　太阳能光伏与光热应用

5.1太阳能热水

据统计公寓内按90人算，每人每天洗浴一次。系统日耗热量：根据工程要求取 Qw=60L/（人· d）， Cw= 4 187J/（kg ·℃），ρr=1kg/L，tend=55℃，ti=15℃，m=90人。

集热器面积计算公式为：

其中，AC：直接系统集热器总面积，单位m2；JT：当地太阳能集热器采光面上的年平均日太阳能辐射照量，取值14 700kJ/m2；f：太阳能保证率，取值0.5； ηcd：集热器的平均集热效率，取值66.4%；ηL：系统管路和储水箱热损失率，_取值0.2。

根据屋顶所留面积，布置13组58×1800×26型号的集热器，即可完全满足公寓所需的生活热水。

5.2光伏发电量

利用Ecotect软件对屋顶光伏板和立面光伏薄膜进行太阳辐射量模拟计算，结果如表5、6所示，“吸收辐射量”即为太阳能光伏板的光伏发电量，屋顶全年光伏发电量约为48 348kWh，立面光伏薄膜的全年发电量约为8 717kWh；所以整个建筑光伏板年发电量约为57 065kWh。

5.3节能效益分析

安装太阳能热水系统后，每年可节约能量165 051MJ；光伏发电量为205 434MJ；常规能源节约量如表7所示。

6　结语

本文通过实际工程案例，探讨了可持续建筑理念下，旧建筑向老年公寓的适老化绿色改造设计尝试，为以后我国城市中适老化工程改造设计提供了一次很好的案例参考。改造中对绿色技术的应用是建筑师对当前绿色建筑设计的诠释，也是建筑师在老年建筑设计领域中的一次研究实践。

表7　折合常规能源节约量

［1］ 林武生.既有建筑改造的绿色实践［J］.百年建筑，2007（11）.

［2］ 白雪莲，吴利均，苏芬仙.既有建筑节能改造与实践［J］.建筑节能，2009（1）.

［3］ 张志莹.建设可持续发展的老年公寓［J］.西北人口，1999（4）.

［4］ 宋微建.老建筑室内的再生“设计”［J］.生态城市与绿色建筑，2012（2）.

［5］ 徐志武，王辉，秦海.光电节能建筑一体化设计在既有建筑改造中的应用［J］.绿色建筑，2013（4）.

［6］ 张娜，陈大乾.空间意义的营造——建筑学院院馆空间改造研究［J］.新建筑，2009（5）.

［7］ 美国建筑师学会编.老年公寓和养老院设计指南［M］.周文正 译.北京：中国建筑工业出版社，2004.

［8］ 彭波，陈宏，郑国庆.既有建筑绿色改造的设计策略与适宜技术——武汉建设大厦改造［J］.新建筑，2013（4）.

国家自然科学基金面上项目（编号：51478297）；国家教育部和国家外国专家局高等学校学科创新引智计划——低碳城市与建筑创新引智基地（编号：B13011）。

赵延刚，天津大学建筑学院硕士研究生

朱丽，天津大学建筑学院教授、博士生导师

何成，华中农业大学园艺林学学院讲师

2015-06-16

TRANSFORMATION DESIGN AND RESEARCH OF GREEN APARTMENTS FOR THE ELDERLY BASED ON THE RENOVATION OF OLD BUILDING

In view of the reaIistic probIems of professionaI pension buiIdings and faciIities are far from satisfi ed in China and there are Iarge amounts of oId buiIdings in urgent need of transformation during the urbanization. Taking a hoteI reformation project in Shenzhen as an exampIe， this paper discusses the design strategies of green apartments for the eIderIy from the buiIding site， function conversion， space reformation， modeI optimization and green technoIogies， which based on the renovation of oId buiIding.

Apartment for the EIderIy， Transformation， Green TechnoIogy