基于生态导向下的旧工业建筑改造中复合表皮设计探讨

孙昕

中核新能核工业工程有限责任公司 山西太原 030012

目前，全世界都处于一个环境保护、可持续发展观的阶段，人们受生态理念的影响，运用基于生态技术手段的建筑复合表皮，成为了旧工业建筑改造中的一项重要技术手段。

1 复合表皮设计方式在旧工业建筑改造中的生态性

在现阶段全球资源紧缺、环境污染严重的影响下，通过绿色生态技术手段对旧工业建筑进行生态改造，有利于建筑自身运行的低能耗，周围环境的改善，建筑内外空间环境舒适度的提高等，使其生态性得到更大的发挥。建筑表皮绿色生态改造技术是目前重要的一种旧工业建筑生态方法，能直接的改善旧工业建筑改造后的使用舒适度和能耗状况。简言之，建筑复合表皮改造是与旧工业建筑生态改造最具有相关性的，也是最能体现生态改造方面的考量[1]。

建筑表皮不仅包括建筑外围护结构，也包括建筑外一定外围内的场地。在建筑表皮的设计中，其生态性能多是通过对其材料或者构造技术的复合化来实现的，其生态性具体体现在两个方面：（1）针对具体旧工业建筑改造后对室内的使用环境的要求，采用复合表皮设计方式对旧工业建筑外围护结构性能上进行改造，可以增加其保温隔热、遮阳采光、防潮等性能。（2）复合表皮的分层化设计可以将不同的而且没有矛盾冲突的几个室内物理功能调节构件结合在一起，使得每个功能构件都能发挥出其最大的性能，而不用考虑其自身构件的采光、遮阳等需求，同时减少能源浪费。

2 影响旧工业建筑改造中复合建筑表皮生态设计的主要因素

与一般的旧建筑改造设计相比，旧工业建筑改造再利用有其自身的特点，这些特殊性主要表现在旧工业建筑自身的特殊性、改造方向的复杂多样性、造型需要体现多方面因素、建筑室内外环境质量很难控制等方面[2]。如，工业建筑往往都存在进深过大的特点，改造后内部的采光需要通过特殊的处理方式来达到较好的采光效果；由于工业建筑原有的特性，其隔声降噪的声学环境非常差，而对于改造后的建筑功能对声音控制的要求较高，所以对其声学要求相对高。而这些影响因素正是导致其改造设计具有特殊性的原因。

与此同时，当地气候环境、周边空间环境等外部环境，改造项目的功能定位以及其空间特性，原有旧工业建筑中的建筑结构体系等，也是影响旧工业建筑改造中复合建筑表皮生态设计的主要因素。因此，在旧工业建筑表皮改造方案中，应充分考虑这些影响因素，结合改造项目的功能定位等，选择适宜的改造方案。

3 旧工业建筑改造中复合表皮的绿色性能设计

3.1 保温、隔热性能设计

不同的旧工业建筑改造项目均有其特殊的气候环境，为了尽量减少改造过程中，复合表皮功能剩余设计的浪费，需要根据具体的气候环境以及原有建筑的表皮材料对现有的建筑表皮进行定位和改造设计。具体的：（1）夏季隔热功能复合表皮设计。夏季的隔热方法主要是减少外界自然环境中辐射热过多的进入室内，减弱建筑外表皮的传热能力，即增置或者替换传热系数K较小的外表皮材料和构造技术。（2）冬季保暖功能复合表皮设计。在在严寒地区表皮设计时，可以通过降低建筑外表皮的导热系数，尽量减少冷桥的产生并合理的利用太阳能等天然能源。（3）隔热、保暖双重功能复合表皮设计。我国需要对建筑进行保温隔热双重措施的地方有寒冷地区、夏热冬冷地区，这些地区占我国较大的国土面积。对于旧工业建筑表皮的改造有夏季的遮阳构件措施、冬季的保温措施以及新型的具有双重功能的墙体等多种方法。

3.2 采光性能设计

在表皮改造设计中，室内的光环境改善是建筑表皮物理性能设计的重点。室内采光环境的改善，其一是对室内光环境的增加，其二是对室内光环境的减少。具体的：（1）建筑复合表皮采光设计。在复合表皮采光性能的改善中，采用采光构件（太阳光反光板采光构件）以及对原始的建筑空间做出改造设计使之形成中庭空间，可以解决难以获得太阳辐射的建筑室内空间。（2）建筑复合表皮光导管技术。一部分旧工业建筑的结构特征不允许其通过大量的开窗获得自然光线，可以在建筑外表皮添加导光管或岛井来满足室内的采光需求。（3）建筑复合表皮遮阳设计。在旧工业建筑改造中，对于改善光环境而言，遮阳和采光是同时出现的，同时遮阳技术在夏热冬暖地区有很好的隔热效果。具体设计主要包括在原有建筑表皮上增加遮光系统、替换成新型复合遮阳表皮（如细胞状U形玻璃幕墙体系、轻质多孔铝板双层幕墙等）等[3]。

3.3 通风性能设计

室内具有良好的通风环境几乎是每一种类型功能空间所需要的。通常情况下，建筑物的自然通风设计有热压和风压作用下的通风方式两种。旧工业建筑往往存在进深过大的特点，所以利用风压下的自然通风，并利用可开合的气窗、百叶等进行调节是可行的。同时，由于旧工业建筑的体量往往规模较大，内部空间重新整合比较容易，很容易形成中庭或边庭空间，所以，利用热压自然通风，并与建筑表皮系统结合，实现整体自然通风，也是可以的。

4 结语

综上所述，建筑生态改造的方法和技术越来越多样化，复合建筑表皮绿色技术作为与生态改造最具相关性的改造策略，也逐渐被挖掘。在旧工业建筑改造中，通过应用复合表皮绿色生态技术，以生态改造为切入点，在不同的改造功能定位中，综合考虑保温隔热、采光遮阳、热压/风压通风、隔声降噪、城市环境、自然资源结合等方面内容，以实现建筑在运行过程中的低能耗，提高建筑室内外物理环境的舒适度，并改善周边的自然生态环境的实践，将越来越受到关注。