建筑节能降噪在旧城区更新设计中应用

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【摘要】随着我国经济的快速发展，城市中产生了大量温室气体，其中以CO2为主。高碳排对城市可持续发展和对旧城的保护都极为不利。文章以广西省桂林市旧城区中的八角塘片区为例，应用建筑节能及降噪的方法，对该片区提出更新改造策略，为可持续发展目标下的旧城区更新设计提供参考。

【关键词】建筑节能；建筑降噪；旧城更新；桂林

1引言

发展是人类社会不断延续的前提。工业革命以来，人类创造了前所未有的物质财富和辉煌的工业文明，但随之而来的是城市规模的急剧扩大以及全球范围内能源消耗的大幅度上升。人类社会的生存和发展受到严重阻碍，进而想寻找一条能维护生态良性循环的城市可持续发展道路。想要实现城市的可持续发展，需要建设低碳城市，减少目前城市中的碳排放。

2依靠建筑设计实现旧城区可持续发展

2.1减少旧城区能源排放的途径

城市碳排放主要来自于城市中的建筑、交通、工业排放，旧城区中的碳排放仅来自于建筑和交通。1）建筑是城市的基本空间元素，建筑物在建造及使用阶段的碳排放量占据社会总碳排放量的20%以上[1]，包括住宅建筑及商业建筑等。国外相关研究结论显示，通过对建筑的布局、选型和设计优化可减少社区和区域能源消耗。旧城中不同的居住建筑类型对能源消耗水平有显著影响，对老建筑进行节能改造能够有效减少能源消耗。我国新出台的绿色建筑评估标准中，将“对‘尚可使用的旧建筑’进行充分利用”纳入公共建筑的绿色评估体系中促进节地和改善室外环境部分的优选项[2]。所以对一栋旧建筑进行再利用，是目前最有效的可持续发展节能减排策略之一。既减少了因新建活动而产生的材料、能源等的需求，减少了环境污染，也节约了新开发用地的投资[3]。2）城市交通在建设低碳城市中起着重要的作用。从世界范围来看，交通部门（道路、空运、海运、铁路等）排放的CO2占全球的22%，而城市道路交通的碳排放占了交通部门CO2总排放量的75%。据国际能源机构预测，至2030年，城市交通的CO2排放量仍在逐年增长。城市交通节能减排刻不容缓。较高的城市交通能耗同时导致了其他的环境与健康问题，例如排放了相当数量的氮氧化物和SO2。

2.2旧城区更新设计适用途径及发展机遇

对老旧建筑进行建筑改造以及限制交通都是有效控制旧城区碳排放的手段，但改善城市交通问题尚且存在技术、推广、时间上的难度。建筑节能依赖的是新技术、新材料等，故成为建设低碳城市的重要方式[4]。一些新城市中已建成了各式各样适应当前低碳理念的低能耗建筑。但桂林市作为一个有着2000多年悠久历史的文化名城，旧城区地带存在着大量的老旧建筑，由于城市空间过程不可逆的特性，导致了建筑物与交通等基础设施建成后，在相当长时间内难以改变。这些建筑达不到现代建筑的低能耗标准，甚至能源损耗率较高。因此，“提高现有住宅能源使用效率”相较于“建设低碳新建筑”更为重要。现阶段我国正进行大规模的旧城更新、城市再开发等，为促进旧城区可持续发展提供了不可多得的机会[5]。基于此，我们考虑采用建筑节能的手法对这些旧城区的建筑进行微改造，从而降低旧城区中建筑的能源损耗，以达到绿色、低碳、可持续的目的。

3建筑设计中的节能减排策略

在建筑节能中，存在这样的误区：建筑节能就是人为地减小能耗。实际上，建筑节能更要求我们提高能源效率。一些节能减排降噪的手段正被采用。

3.1建筑节能手段

建筑节能即通过建筑过程中节能材料的使用以及节能结构的设计而实现建筑使用过程中能耗的降低。我国降低建筑能耗主要是从隔热、保温、增强气密性等三个方面进行[6]。具体措施有：①高效节能门窗，起到隔热、保温、隔声的作用。比如采用双层的通风幕墙。②建筑外立面材料：保温材料（无机保温材料、聚苯乙烯泡沫保温材料等）是一种应用于建筑节能材料，它经常用于建筑内外墙壁等。③建筑屋面：太阳能技术；屋顶雨水收集+储水一体化系统；农业种植的绿色屋顶。④建筑通风：热能再生的节能通风系统；可以改善微气候的建筑天井、天窗；新风系统；合理利用周围环境布置建筑前冷巷。⑤建筑外添加围护结构：建筑中的围护结构主要承担了与外部热量的交换职能。在原有建筑外添加围护结构能够有效地降低耗能，而且可以更合理地调节室内温度、湿度，使得室内环境更加宜人、宜居。包括遮光栅格、水平薄板等[7]。⑥遮阳结构：凸阳台、遮光板等。⑦其他：此外，还有一些新型的应用到建筑中的节能减排方式。比如水循环技术、主动冷梁系统、供暖温控与测量技术、可再生能源技术[8]。

3.2节能设计中的降声改造方法

王英[9]等人在上海某两栋居住楼进行了隔声降噪改造，改造前后室内外声环境噪声监测表明，《住宅设计标准》对改造设计及评价具有很好的指导性，在既有住宅隔声改造中具有较好的适用性。他们的方法包括但不限于：①更换隔声门窗，且东、西面（不同迎声面）采用不同标准的隔声窗型。②对安装双排窗的阳台进行加固。③将阳台板改为加厚的钢筋混凝土墙，以满足承载力，并增加墙体隔声量。④入户门改为密封性能较好的钢制隔声防盗门（带门槛）。⑤对漏声孔洞采取措施，对空调管道、电视机天线入端管道及其接口等使用柔性隔声材料进行封堵。这些方法都有良好的减噪效果，直观地表现在改造前后用仪器测量发现，声音分贝数字下降明显。

4建筑节能降噪应用于旧城更新设计中——以桂林市八角塘片区为例

4.1桂林市八角塘片区概况

八角塘片区位于桂林市旧城核心区——叠彩区内部，东临漓江，西至中山北路，南至凤北路，北至叠彩路，周边景区有叠彩山、伏波山、靖江王府、木龙湖等。八角塘片区所属桂林市的气候：桂林市地处低纬，属亚热带季风气候，处于夏热冬冷气候区[10]。境内气候温和，雨量充沛，无霜期长，光照充足，热量丰富，夏长冬短，四季分明且雨热基本同季，气候条件十分优越。

4.2桂林市建筑节能现状与措施

4.2.1片区内建筑节能现状。1）片区内建筑现状八角塘片区建筑材质：主要包括青灰色石砖（45-46年）、石块、大理石、混凝土、红砖、石子、真石漆。节能隔声效果：低层住宅中上下层楼板较薄，保温防潮性差；多层住宅楼内存在漏声孔洞，四周及上下楼层保温、隔声效果差。2）片区内建筑现有节能措施①合理利用自然资源的优势：合理利用自然光线；天井通风以及借助纵向贯通的中庭自然通风。②考虑到当地空气湿度，部分建筑采用耐腐易于维护的建材。③在阳光直射处设置有遮阳板。④建筑朝向较好，适应周围环境合理布局。3）适用于八角塘片区的建筑节能降噪方式因其旧城的特殊性，我们在进行节能改造时要尽量避免添加和拆除，尽量保存旧城区建筑的原存部分，同时注重环保。4.2.2建筑节能措施。1）建筑节能方式①为片区内建筑安装节能门窗，双层玻璃窗和钢制防盗门取代木窗、木门。②在建筑外表面采用粉刷、喷涂保温涂料等方式，或经过“粘贴、螺钉固定、界面活性处理、挂网、摸灰”等一系列步骤外贴保温材料。③建筑屋面：在屋顶使用太阳能技术，实现电力自给自足，达到低碳目的。④建筑通风:为一些老建筑，特别是层高较高的建筑开设建筑天井、天窗。合理利用周围环境布置建筑前冷巷。⑤为一些无窗沿的建筑搭建遮光板。2）降噪方式①将老旧住宅门窗更换为隔声门窗，比如双层玻璃窗相对于单层玻璃窗就有很好的隔声效果。②对安装双排窗的窗洞四周进行缝隙封补，比如泡沫胶。③将薄楼板改为加厚的钢筋混凝土墙，使其更坚固的同时增加墙体隔声量。④入户门改为密封性较好的钢制隔声防盗门。⑤对漏声孔洞采取措施，对空调管道、电视机天线入端管道及其接口等使用柔性隔声材料进行封堵。

5反思与启示

本文以桂林市老城区内八角塘片区为例，探究了一些节能方法在旧城区更新设计中的适用性。文章尚且有一些不足，例如：对于具体材料的选取应该进一步明确。针对处在不同气候区的旧城中的建筑也应该有不同的方式去进行保护，以达到可持续的目的。比如聚苯乙烯(EPS/XPS)泡沫保温材料在北方无法应用，因为在干燥环境中，其抗拉强度严重降低，所以聚苯乙烯泡沫保温材料的应用具有很强的地域性，且不宜应用于高层建筑物。不过，旧城区仍然集聚了城市绝大多数的人口和经济活动，旧城区的能源消耗及其温室气体排放也占了城市整体的相当大一部分。所以旧城区建筑的能耗问题在某种层面上是一般性问题。文章基于旧城区内建筑提到的节能降噪等改造方法，也普适于其他城市可持续发展过程中的旧城区更新设计，为可持续发展目标下其他城市旧城区更新设计提供参考。

作者:张茜 金奇志 单位:桂林理工大学 广西新能源与建筑节能重点实验室