摘要：随着时间的推移，建筑结构和部件的老化也会使建筑功能衰退、安全性能下降，多数不能满足人们对房屋使用的要求。传统的既有工业建筑改造方案着力于最大化挖掘建筑历史文化价值、社会价值和经济价值，在节能减排战略贯彻实施的今天，既有工业建筑改造应同时与绿色建筑理念相结合，对改造方案的室内外环境营造融入节能减排指导思想，使既有工业建筑改造方案满足绿色建筑发展需要。
关键词：既有建筑；绿色改造；评价方法
既有工业建筑改造再利用在社会经济、历史文化、生态环境等多层次上均具有重要的价值意义，融入绿色节能理念是既有工业建筑改造的未来发展趋势。目前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。
一、不同气候区既有建筑和新建筑绿色技术差异性
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。但由于我国幅员辽阔，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：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。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，既有建筑有建筑的结构、设备以及材料等资源，对其中的一些内容进行更新改造，改造的程度不同，将导致对资源的消耗是不一样的，如何进行绿色认证和评价，将是一个较为复杂的过程。用现有的评价标准来评价既有建筑改造时会出现一些问题，影响评价的客观性。
二、气候区特点及舒适度和建筑能耗比较分析
由于不同地区在气候上存在很大的差异，这种差异性导致了各地区建筑在满足建筑热舒适性的措施和方法上在着很大的区别。
1、各气候区气候特点及热舒适度比较。为了更直观的反映各种典型的被动式设计技术对中国不同气候区建筑的影响，我们对每种技术在各地区建筑上的有效性进行量化比较，探讨不同气候区的被动式设计方法有效性的差异性。在研究的方法上，我们利用生态模拟技术软件中的气象分析模块比较不同的被动式建筑生态设计措施对提高热舒适性的贡献率，包括自然通风技术，夜间置换通风+蓄冷技术，被动式太阳能得热以及保温隔热技术等。图为不同气候分区代表的焓湿图，黄线包络区域代表原始的热舒适区域；蓝线部分表示了气候区代表城市逐月平均气象数据线，其在黄线包络区域中的比例越大，说明该地区全年具有满意的热舒适时间越长；而外围的不同颜色的方框代表添加被动式设计后的热舒适范围。
1）气候区的热舒适性区域基本相同，但细微差异。热舒适度是基于人体基本代谢率确定，会受到环境温度、湿度、风速等客观因素和着衣、行为习惯等主观因素的共同影响。例如，冬季夏热冬冷地区居民室内外的衣着量基本相同，而北方寒冷地区居民习惯入户以后脱掉外衣，不同的着衣量会导致同样的热舒适度所要求的温湿度范围发生巨大差异，进而对建筑能耗产生显著影响。
2）不同气候分区城市采取多种被动式设计技术后，舒适性区域均有所扩大，但扩大程度有所不同。当气温低于10-15℃或高于27-30℃时，被动式措施无法满足舒适性要求。因此温和地区被动式措施的舒适度贡献率最高，而夏热冬冷地区被动式措施的舒适度贡献率最低。
3）不同气候分区采取被动式设计技术后，舒适性区域扩大的“方向”不同。寒冷地区和温和地区舒适性区域向寒冷冬季和炎热夏季均衡扩大，而夏热冬冷和夏热冬暖地区舒适性区域主要向炎热夏季扩大。
2、被动式设计对气候区建筑能耗的效率比较。在定性分析的基础上，我们可以进一步对被动式技术满足热舒适度的效率进行更为定量化的分析。通过归纳被动式设计措施有效性的量化直方图，可以对被动式设计在不同的气候区运用的效率有一个客观量化的理解。不同气候分区自然通风技术对于提高全年舒适性时段的贡献率。运用同样的方式，可以对夜间置换通风+蓄冷技术、被动式太阳能得热以及保温隔热技术提高热舒适性的贡献率进行定量的分析，限于篇幅不再一一列举。可以得出结论：被动式节能措施在不同气候分区满足热舒适要求的作用显著不同。例如被动式太阳能得热在冬季寒冷但日照充足的寒冷地区作用明显，但在夏热冬暖和夏热冬冷地区几乎不起作用；自然通风措施在夏热冬暖地区发挥的作用明显大于其它地区，采用自然通风一项技术在对提高热舒适性的效率就能达到50%左右。就全年平均值而言，自然通风的效率也有近30%，相较之其他被动式设计技术具有明显的优势和效果。
三、既有建筑绿色改造措施综合评价方法
在目前建筑设计当中常采用的技术措施大致包括以下：
1、被动式设计：可以理解为在不发生能量转化的前提下，依赖可再生能源满足建筑的正常运营及改善室内舒适度的设计手段和措施。通过应用建筑上的方法，根据区域气候特征，遵循建筑环境控制技术基本原理，综合建筑功能要求和形态设计等需要，合理组织和处理各建筑元素，使建筑物不需依赖空调设备而本身具有较强的气候适应和调节能力，但被动式措施的调节力度有限，如果气候条件本身过于严苛，则被动式措施也无法提供满足舒适度的环境。
2、主动式设计：是主动利用能源并进行能量转化的设计方法，如电能转换为热能，太阳能转换为电能等。通过主动的方式来改善室内舒适度并满足建筑的正常运营。常见的主动式设计是通过暖通空调设备，达到创造良好的建筑室内环境。这种主动式设计有带来能耗较大、环境污染问题的出现。这也是目前建筑所面临的主要问题。随着技术的发展，上述被动式和主动式设计方法的界定发生了很大变化，主要体现在主动式设计的进步，通过高技术的设计手段和措施达到节能的目的，即以各种非常规能源的采集、储存、使用装置等组成完善的强制能源系统来部分取代常规能源的使用。这种方式的特征表现为仍然需要一定数量的常规能源，一次性投资费用高，技术复杂且维修管理工作量大——即表现为高投资、高技术倾向。
结论
通过对既有建筑的绿色改造中热舒适度标准与技术措施效能分析，抽取了热舒适性作为核心概念来梳理既有建筑绿色改造过程中所涉及的各种问题并得出以下初步结论，在建筑设计和使用当中尽可能利用被动式设计手法先满足一定的舒适度要求，在被动式无法达到舒适度要求的情况下再补充主动式设计方法，并以全年为周期动态地调节主被动措施的使用方式，使其在整体上达到节能、环保和低碳的效果。
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论文作者:卢鹏
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第36期
论文发表时间:2018/6/6
标签：被动式论文; 建筑论文; 气候论文; 措施论文; 技术论文; 舒适性论文; 舒适度论文; 《建筑学研究前沿》2017年第36期论文;