既有公共建筑内部空间改造的节能方法探讨

杨益胜　雷宏

摘要：目前，我国既有建筑和新建建筑比较而言，能源消耗高，量大面广，难以达到节能标准。对既有建筑的节能改造是今后我国建筑节能的关键工作，而建筑的内部空间又是既有建筑改造的重要的组成部分。本文从建筑内部空间设计的角度出发，对既有公共建筑内部空间改造的节能方法进行探讨，为设计师在建筑改造过程中提供参考和借鉴。

关键词：既有公共建筑；内部空间改造；节能方法

中图分类号：TU242文献标识码：A文章编号：1674-3024（2016）13-159-02

前言

随着人们生活水平的提高，对室内环境的舒适性和人性化要求越来越高，平面功能已不能满足使用要求，原来不合理的空间布局急需重新改造和重组。设计师在改造过程中应充分发挥聪明才智，提高室内环境的舒适性和使用者的工作效率，减少人们对设备的依赖，降低建筑能耗。本文主要对建筑内部空间的平面布局、自然通风、景观绿化等被动式节能改造方法进行研究。

1.建筑内部空间布局的改造

我国既有公共建筑的大部分空间布局划分上相对模糊，整体布局混乱。对于既有公共建筑空间布局的合理改造，需要对热环境、光环境从相似要求和相近功能方面集中改造。比如新疆某既有建筑改造应用中，需要将人员流动频繁的房间集中在阳光充足、温度适宜的一面：而人员流动相对稀少的房间和辅助功能房间可以设置在相对欠缺阳光的一面：而设备用房和存储房间通常可以安置于地下；类似报告厅、演播室之类的人员流动量大的房间需要安置在楼上，以此充分吸收太阳的辐射能量，降低采暖消耗。

我国既有公共建筑中，通常房间相对独立，并且房间与房间之间缺乏联系，使用时常给使用者带来一定的困扰。而现代化公共建筑对于空间交流更加注重，在建筑设计方面常常采用开敞式空间格局，能够有效满足公共空间的综合性职能需求。对于既有建筑进行内部空间节能改造时，可以加入公共空间区域。公共空间区域一般与各个房间之间的路线比较明确，同时过往便捷，且靠近出入口，这样才能有利于整体空间的空气流通效率，同时也能满足人们的快捷生活方式。在既有建筑的空间改造方面，空间布置和空间分割往往需要强调可变性。例如采用自由式隔断，可移动或者收起，让空间具备一定的变化功能，极大的节约空间资源，使部分空间资源能够在多方面开发利用。在既有建筑改造中，尽可能的使空间内隔墙采用透光或者低矮的材料进行最小化设计，保证光线照耀强度，减少不必要的照明能耗。

比如新疆某山区厂房空间改造项目中，其中的一个厂房加入了采光中庭在建筑平面的中心部位，有效的促进建筑的内部采光效率提升：而该厂房在靠近中庭和门厅的采光面位置安排了办公区域，既增强了办公区域的采光效果，也改善了办公区域的采暖能耗，同时也便于工作人员出行：而走道的位置安排在相对光线较弱的区域，有效节省人工照明白天的电耗：厂区室内的墙面改造设计选取浅色饰面，便于光线延伸反射，增强室内明亮程度：办公家具布置时合理考虑采光效果，低矮家具放置于靠近采光侧；办公桌相对采光窗户垂直放置，避免正面照射和直线反光导致的眩光和屏幕反射炫目。

2.促进室内自然通风

既有公共建筑室内通风大多依赖空调等大型通风设备，空间封闭、通风不畅导致空气混浊，不利于人体健康。从生理和心理的角度出发，空气流动使皮肤温度变化，传输大脑产生吹风感和舒适感。因此促进室内自然通风，不仅可以减少人们对空调的使用，而且有益于身体健康和身心愉悦。

窗户的面积和位置对室内通风起着重要作用。窗墙面积比一般在0.25～0.4之间比较合理，要根据不同的气候、朝向来确定合适的窗墙比。例如北、东、西向窗墙比应小些、南向可大些，双层玻璃窗比单框单玻璃窗可稍大些，南方温暖地区比北方寒冷地区可稍大些。出风口和进风口的面积最好相近，如果想要增大室内风速，出风口可以比进风口稍大。出风口和进风口的位置在平面上交错幅度大，立面上有一定高差，通风效果较好。

南北贯通的平面空间容易形成穿堂风，但是风速较大，容易出现死角。在室内增加合理的空间分隔，会降低风速，但可以延长空气流动路线，不容易产生死角。结合功能的需要，室内的隔断可以设计成可移动的，即不阻挡空气的流通，又可以形成多变的空间形式。室内的家具可以设计成可调节的，家具布置要有利于空气流动，诱导室内风向：家具摆放要距离墙而50～80mm，保证墙体的“呼吸”功能；接近窗户的家具不能高于窗台高度，保持南北面房间空气流畅。

自然通风不仅可以采用风压作用促进室内空气流动，也可以采用热压作用改善室内空气循环。风压作用是指室外气流吹过建筑物时，由于受建筑物的阻挡在建筑物表而和周围形成了不同的压力分布，当建筑物有开口时所产生的室内空气流动。热压作用是指室内外存在温度差造成了室内外空气的密度差，当建筑物有开口时所产生的“烟囱效应”。“烟囱效应”是比较成熟而廉价的技术措施，很多既有建筑在改造时利用室内中庭、风墙、拔风井等进行有效的自然通风。

东南大学前工院教学楼改造前是典型的传统中廊式空间结构，中间是走廊，两边是串联的教室，空间死板。靠近中廊的教室墙面高侧窗对通风贡献很小，效果不佳。改造时在建筑中部设置了五个通风竖井，利用“烟囱效应”促进建筑内部的自然通风。以通风竖井为核心，灵活进行平面布局，形成了展览、演示、工作等多种功能空间。通风竖井与平而布局有机结合，不仅使空间具有弹性和适应性，而且促进室内的自然通风、改善室内的热环境。

3.布置室内水景绿化

我国既有公共建筑中往往缺乏自然景观的引入，室内绿化通常只是起到装饰作用。现代化新式建筑中的室内水景绿化效果通常能够有效改善室内装饰美感，提升居者的身心享受和视觉体验。同时室内绿化还能够调节室内气温和室内湿度，并且在很大程度上净化室内自然空气，使室内形成一个良性的自然循环。不仅节省调节室内湿度、温度和净化空气所消耗的能耗，还可以给居住者带来自然的居住体验。既有建筑室内绿化改造工程中一般可以选择布置一些大型盆栽或者水景。盆栽植物往往能够通过一定的光合作用和呼吸作用改善室内空气，同时也能适当调节室内温度和湿度。

4.某大型办公楼综合楼节能改造案例

该办公楼始建于20世纪90年代，建筑面积29027.38m⁰²，经过多年使用发现建筑主体节能保暖效果不理想，运行能耗较大，计算发现各维护结构的传热系数远高于文献规定的限值，建筑物耗热指标及供暖耗煤量指标也高于文献规定的限值。

该地区是典型的夏热冬冷地区。7、8月极端最高气温有时高达40°C，一般也在35°C左右，太阳辐射强烈；冬季阴冷，最低气温达零下5°C。因此节能即要兼顾夏季隔热，也要达到冬季保温。经过调查，该楼能耗主要包括采暖空调能耗、照明能耗、办公等设备能耗。其中采暖空调能耗占45%，这部分节能潜力也最大，与之相关的围护结构的改造是节能改造的重点，如果建筑的围护结构得到改善，空调负荷会大幅度下降，不仅节约了能源，还会提高建筑物的舒适度。结合地区气候特征及建筑物特点进行，经过计算比较、分析研究，确定了该建筑节能改造的内容。其中包括增加屋面保温、增加外墙外保温、传统外窗改造成节能窗等内容。该建筑采暖空调系统采用集中空调，照明灯具大部分已采用节能灯，设备系统改造结合用能管理进行，进行设备和用能行为控制管理以提高能效，达到节能目的。

5.结语

建筑空间的合理利用是当代建筑设计的主题，而对于既有公共建筑来讲，内部空间利用往往相对缺乏，并且对于室内节能设计相对落后。对于既有建筑的空间节能改造，需要结合现代化空间设计理念和先进技术进行。从建筑空间、建筑通风和建筑绿化等方面合理开发建筑空间改造节能方法，出尽既有公共建筑的内部空间调整，保证建筑事业新发展的总体进步趋势。