生态建筑学:改造与可持续性建筑

不论是对改造建筑还是新建建筑来说，所有参与者对环境方面的考虑以及相应承担的责任意见一致都是个优势。人们要进行的将是个谨慎的改造，并且努力降低成本。在改造中，是否可以将居民的居住或工作活动保持运转，只是搬到一个临时的居住或工作场所很短时间？或是一个全新的改造，以实现一个吸引人的生活或工作环境？这些都是需要考虑和讨论的问题。

1）谨慎的改造

当将要对既有建筑做某些事情时，谨慎总是需要的。这意味着认清现有的条件和质量，并尽可能地利用它们去满足需要和目标。按照节约资源的观点，自然要利用既有建筑而避免不必要的改造。建筑可以提供一种新的用途，或在任何情况下重复使用。自然通风往往形成良好的室内气候，但人们并不总是了解通风系统可以工作多久，如果它们没有得到及时的维护，它们很可能无法正常工作。此外，大多数老建筑是采用健康和经过验证的建筑材料建造的，但是也有例外（图4-178）。保留建筑在其建造年代的特色，这是很有价值的。被质疑的建筑的特征、品质和技术条件等问题被确定。缺陷需要被列出，有时还需要设置新的目标。社会方面的因素是非常重要的：在此区域生活和工作的人应得到尊重。

2）改造时的要求

我们必须遵循的条例和法规。在达到建设中的技术性能标准的同时，改造应在深思熟虑之后进行，这样建筑鲜明的特点可以得到考虑，同时技术设计、历史、文化历史和艺术价值得以保存。在改建中同样重要的是，达到社区所面对的新的环境要求。例如，应该提供人们分离垃圾和污水的可能，外部环境应该利用地表水、花园地、温室、堆肥、垃圾分类站等等做到尊重生态循环（图4-179）。

图4-178　谨慎的改造

谨慎的改造意味着只做那些必须要做的事情，具有吸引力的外立面、环境和建筑局部得以保存。各部分通常最终变得富有吸引力，同时也节约了资源

3）环境改造

环境改造比普通改造更困难（图4-180）。需要掌握关于以前建筑使用的技术和材料的大量知识。有一些可能需要找到老式的建筑部件和不同时期的建筑材料有特色的集中点。但是谁也不能保证，一切都基于旧的知识就意味着环境友好型。每个国家都需要这样的机构，提供关于一些被讨论的时代的信息，从而帮助正确和敏感地来改造建筑。在英国，有乔治王时代文化、维多利亚女王时代文化、保存古代建筑的文化等。① 供水和污水系统。大多数建筑的供水和污水系统必须在使用30—60年后进行更换。我们无法确定它们什么时候会损坏，但是当它们开始泄露的时候，可能发生损失惨重的损害。有一些方式可以将供水和污水处理系统的更换延迟几年。通过冲洗、清洁、检查、给管道加内衬有可能达到这种目的。给管道加内衬使用硬塑料，例如环氧玻璃增强聚酯，而且在改造进行的过程中，居民通常不需要搬出建筑。硬塑料会引起职业健康问题，但是使用它们可以避免大量建筑垃圾的产生。另一种方式是堵上原先旧的管道，重新铺设新的管道，这里所有的管线都可以方便地进行检查、更换和补充。可以采用包含污水管和供水管的接入箱，厕所的冲厕水箱连接到这个接入箱。在某些情况下，毛巾干燥器是包括在内的。该盒子并不需要比厕所的冲厕水箱占据更多的空间。还有另外一个选择是将一个小管井和马桶座圈连接到另外一个物件上，形成一个盥洗室架子。这些盒子与传统的固定设备相比更加昂贵，但是优点在于可以快速简便地安装和监控。节水马桶、淋浴和单杆冷热水混合龙头也可以同时安装。旧建筑里的冷水管是镀锌的。这比铜管更容易被腐蚀，同时用所谓“螺纹接头”来连接，这个部件同样也比较容易被腐蚀。这样的管道就需要替换。因为电化腐蚀可能发生，最好不要将不同类型的材料混在一起。水的质量也是个因素。铜管会因酸性的水而损坏，硬水则对不锈金属的水管有害。可供选择的是不含镍或交联聚乙烯的不锈金属板。② 盥洗室。盥洗室中的潮气损害往往是由于简陋的或没有防水设施，以及淋浴习惯的改变。墙壁和地板应使用有环保认证的防水层来进行更新。浴室天花板推荐使用具有湿度缓解能力的刨花水泥板。散热器可以用毛巾烘干机取代。如果有浴室窗户，窗台的较低边缘应该急剧下斜，便于排水（图4-181）。③ 窗户。如果是用纹理密实和干燥处理过的木材做的，20世纪60年代之前的旧窗户质量就会非常好。在20世纪60年代之前，木制品都有着柔和的外形，这样日光可以逐渐地进入房间，使得室内和室外的对比得到缓和。它们往往是被涂上亚麻籽油油漆。这种窗口应该翻修，重新刷上腻子、抹平、涂上底漆、涂上新亚麻籽油。红外加热和特殊工具可用于除去旧的油漆和腻子。可以增加第三窗格以减少能量损失。对于处在非常暴露位置的窗户，可以给外面的窗扉覆盖铝板，但重要的是保证给原先的木材提供合适的通风。④ 门。大门和外门要么予以翻修，要么定制类似原先旧门的新门，因为它们往往都是建筑特征的重要组成部分。同样的问题也针对公寓楼的外门和进入单套公寓的内门。但是，更换门时需要考虑能量损失、防火要求、防止噪音及防止盗窃。门廊可能需要重新设计，尤其是在20世纪60 70年代建造的建筑中。⑤ 垃圾。我们需要进行垃圾管理，以便将垃圾分成不同的类型，每种类型的垃圾可以单独进行储存和处理。在许多情况下，在院子里建造独立式的建筑。一个有堆肥设施的垃圾处理屋，可以为附近花园的植物提供腐殖质。垃圾处理屋可以建造在院子里，这样它就为周边地区作出了积极的贡献。⑥ 自然通风系统。利用自然通风系统有时无法达到令人满意的通风效果。采用新的方法可以加强和调整现有的自然通风系统。这些方法不再需要对安装空间和耗能有特殊要求的风扇控制系统进行大量改造，并且使得用户可以根据自己的需要来选择对通风的调整。压力和温度控制系统确保风扇不会进行不必要的运转。某些自然通风系统通过窗户周围的狭窄开口来引入新风。有的通风口可以扩散空气流通，减少气流。⑦ 厨房。旧式厨房里的炊具和木制品往往是用良好的材料制作的，具有吸引力，并有着明确的用途，这些应当得到保存。当更换器具时，应选择节约能源的材料。安装新的节水型单杆冷热水混合龙头。电线改为接地的线路，并配备接地故障断路器。在炊具上方安装尺寸适当的排风罩，配合自然通风系统可以一起很好地工作。食品库可以保留或者新建，可通风的高大橱柜可以实现类似的功能。厨房柜台可提高到目前标准的90 cm，可以利用橱柜框架上方的框架，或是抬起的桌子。⑧ 屋面和外立面。屋面和外立面拥有特定时代的具体特征，应在维护和维修中予以保留。对于外立面的附加保温通常并不符合成本效益，而且常常改变了建筑的特性。在外露的部分，如山墙部分，可以考虑在有限的区域进行保温措施。然而，屋面保温往往是一种符合成本效益的措施，并且从外观上是不可见的。有一种丹麦的太阳能收集器可以安装在已有的屋顶瓦片的下方。这样的能量保存就没有安装在屋瓦上方的有效。这种太阳能收集器主要适用于保护那些不能改变外形的建筑。⑨ 阳台。阳台的状况会由于加固部件的腐蚀或是混凝土的碳酸化而变得糟糕。有供应商供应不同时期特点的阳台板（如波纹金属板）。如果没有的话，可以增加新的阳台，现有的阳台也可以被扩大。但是这些应该在保证建筑物特征的前提下进行。玻璃围合的阳台提供了一个走廊式的空间。这样的阳台可以减少能量损失，但如果采暖则会增加能源消耗。阳台的底板会成为明显的热桥。⑩ 电梯。一定要安装电梯，为了通过改造提高建筑的可达性。这往往包括安装可以从入口门厅到达的电梯，既可以安装在现有的楼梯间里，也可以安装在以前被公寓占用的区域。在减小楼梯的宽度之后，有一些狭窄的电梯可以在楼梯间里建造。如果有足够的空间，楼梯间可以扩大，这样就有足够的空间保持现有的踏步宽度和放置电梯。考虑由电梯产生的噪音也是重要的。如果电梯的上方没有足够的空间放置电梯的机械装置，可以采用机械装置位于电梯之下的液压电梯（图4-182）。⑪ 噪声。噪声干扰是在老建筑中最常被抱怨的问题之一，噪音问题可能来自于楼梯间、邻居，以及服务性设施。在楼梯间安装新的隔音安全门，在公寓之间的天花板和墙上加设隔音层，往往能最大限度地降低对建筑品质的破坏。

图4-179　改造建筑过程中整个调整系统的示意图（规划和建筑法）

九个方格对应建筑工程法第2章的九个原则性技术性能标准，此章在建筑工程条例中的第3 14章得到进一步细化。资料源于建筑相关法规，瑞典住房、建筑与规划部，1996，再版2006

图4-180　从环境角度评估的建筑构建类型

《环境改造，一种设计工具》，是比耶 沃恩（Birger Wärn）为瑞典市政房屋公司协会（SABO）准备的手册，用来从环境的角度评估建筑构件

图4-181　整体式卫生间

整体式卫生间是个一体的盒子，里面配有冷水、热水、卫生间和循环系统的管道出口。资料源于Columbi公司

由于以下几个原因，需要避免按照压缩到紧迫的时间表来执行改造。运输上的小麻烦或者由于天气等原因，可能会导致无法解决的延迟。这可能会导致额外的费用和协调的困难，以及牵扯到居住区居民的问题，这些居民已经按照确定的时间表计划他们的生活（图4-183）。所以建筑工人的行为对居民来说是非常重要的。

4）适应生态循环

人们常常可以通过给公寓设计种植花园和菜园来改变外部环境，使之更适应生态循环，为成熟堆肥创造更多的空间，为给盆栽提供营养丰富的土壤创造更多的机会。雨水可以排到土地中或用于灌溉。可以通过有吸引力的水坝和水景来加强径流。玻璃围合的空间可以充分利用被动式太阳能热量，或者通过屋顶太阳能集热器积极地利用太阳热量。用以垃圾分类的围合场地可以将垃圾管理变得更实用，这一空间还可以用于人们相互之间交换二手货物。这种设施可以统一到当地的步行道及自行车道。通过供应带有屋顶的自行车站和自行车储藏室，使自行车的使用变得更为便利，易于推广。

图4-182　电梯的改造

在某些情况下，为了增加被改造建筑的无障碍性，必须安装新的电梯。有几种不同的方法，可以将狭窄的电梯安装到现有的楼梯井中。资料源于Varsamt & Sparsamt–Förnyelse av 1950-talets bostäder，Ingela

图4-183　外部环境改造计划草图

一份对外部环境进行改造的计划，包括菜园、堆肥、温室或玻璃围合的外部空间、食用浆果的灌木丛和果树、有沙砾层的行人步道，以促进当地径流的渗透。资料源于Miljöarbete i bostadsförvaltning–från mirakeltrasa till miljöledning，Ylva Björkholm och Örjan Svane，Byggforskningsrådet 1998

小贴士4-9　环境改造的实例

实现社会的可持续发展不仅包括建立新的环境区域，还包括将旧的建筑物和地区转变为适应生态循环的健康、节约资源的地区，并能很好地适应周围地区。在瑞典，在百万工程时期以来，有大约80万套高耗能的公寓住宅建成。如果所有这些公寓都被改造成高效节能的，那么将节约36 TWh的能源，这是整个瑞典能源供应的8%。

1）歌德斯滕（Gårdsten），哥德堡（图4-184至图4-187）

建筑师：克里斯特 诺德斯特龙（Christer Nordström）

图4-184　歌德斯滕全景

其设计于20世纪60年代。由混凝土建造的阳台因为没有良好的维护，给人一种灰色沉闷的印象。建筑局部由柱子支撑，由于西风，建筑下面开放的走道成为令人非常不愉快的多风的场所

图4-185　歌德斯滕的温室

在建筑入口处，由于种植了绿色植物，原先令人不愉快的多风区域转变成了令人愉悦的温室。入口之间是光线充足、现代的洗衣房。建筑下面的玻璃温室成为居民聚集会面的一个自然场所。每个温室里都放置有共用的堆肥机器

2）埃里克街（Eriksgade），哥本哈根（图4-188至图4-191）(www.xing528.com)

图4-186　歌德斯滕近景

通过增加附加的保温层、新的高效能的窗户和通风系统中的热交换器，低层建筑变得能更有效地利用能源。通过给建筑刷上不同的颜色、建造新的带有顶棚的门廊、种植树木和绿色植物来创造新的具有吸引力的景观，周围环境的品质得到了彻底的改变

图4-187　改造之前的歌德斯滕

高大入口平台的长边一侧朝南，对改造来说这是好的前提条件。改造通过在屋顶上增加太阳能集热器、玻璃围合的阳台和玻璃围合的底层空间，使得该区域发生了根本的改变，将原先多风的区域变为温室

图4-188　院子里的遮蔽处

这里垃圾可以按照环境保护的方式进行分类。有遮蔽的自行车站也建在这里，居民可以存储并锁好自己的自行车。在院子里种植着绿色植物，垃圾分类站和自行车站有植草屋顶

图4-189　埃里克街一景

这里是一个人口密集的城市地区，这里有许多小公寓，缺乏现代的便利性，是一个迫切需要翻新及改善的地区。在改造中，同时还有着提高环境标准的目标

图4-190　公寓外立面的凸窗

在朝向院子的一侧增加了凸窗，公寓变大了一些。这样就有可能在公寓中增加带有淋浴的盥洗室。太阳能电池放在南向凸窗上。阁楼中增加了保温，窗户被密封，同时增加了第三层窗扇

图4-191　地下洗衣房

在地下室建有一个面积较大的最高品质的洗衣房，配备了节能洗衣机和干衣机。洗衣房的玻璃延伸到地面，太阳光可以照进地下室，居民们可以坐在院子里等待他们的衣服洗好。这样也在邻里之间创造出一个公共聚会的场所

3）纳威城（Navestad），诺尔雪平（图4-192、图4-193）

图4-192　诺尔雪平的纳威城

此建筑建于20世纪60年代，从未成功地吸引过居民。它包括两个环形建筑，里面一个是较高的建筑，外面一个是较低的建筑。建筑物是用灰色的预制混凝土建造的且维修不善。该地区声誉不好，现在到了变化、翻修和改造的时候

图4-193　改造后的纳威城

环形的一部分被拆掉来打开景观，较高的建筑减少到两层以更多地获得人的尺度。节能措施也实施了：增加保温，窗户进行密封或替换。建筑物通过改造和刷上令人愉悦的颜色而显得焕然一新，而且其中一部分建筑被改造为工作场所

4）扬布罗特（Järnbrott），哥德堡（图4-194、图4-195）

图4-194　哥德堡的扬布罗特

此建筑建于20世纪50年代，由三层高的公寓楼组成。增加了附加的保温层，这样在原有的和新加的保温层之间就留下了一个空气腔。空气太阳能集热器放置在屋顶上，在新的空气口用风扇吹动空气循环带走集热器的热量来加热建筑，从而减少了为加热而使用的其他能源

图4-195　扬布罗特的温室

大楼还配备了一个温室，每个公寓在这里都有一个种植的空间，挖出来的草坪为居民创造了菜园。温室里还有一个供居民们喝咖啡休息的公共区域。因为增加了园艺的机会，人们喜欢这里。在这里居民可以得到相互了解。资料源于建筑师克里斯特 诺德斯特龙（Christer Nordström）拍摄

5）布罗花园（Brogården）住宅区，阿灵索斯（Alingsås）

布罗花园是20世纪70年代百万工程中建造的住宅区，大约有300户公寓，在2008年开始了五年的改造计划。Alingsåshem作为所有者，和居民一起对这个区域的优势及不足进行了彻底的分析。这项改造工作由Skanska建造公司和Efem Arkitektkontor建筑事务所合作进行。改造将所有的外墙都拆除，并替换成新的具有良好保温的墙体。外立面由水泥基板组成。在耐候的建筑外壳之外安装新的阳台，以避免室内产生热桥。在每个公寓里，都有装在橱柜里的热交换器，运行良好以至采暖成本可以低到被忽略。在一年中，大约10天这些热交换器需要由区域供热来做补充。住宅在改造之前，每年的能量消耗为216 kWh/m2，改造之后为90 kWh/m2（图4-196、图4-197）。

图4-196　住宅改造前

图4-197　住宅改造后