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【摘 要】 为了改善原有校园建筑保温隔热性能差，耗能量高的问题，本文以西安建筑科技大学华清学院部分原有建筑改造为例，提出基于微气候调节的建筑生态改造，采用绿色能源利用沼气供热、自然通风、自然采光、外墙体隔热等措施。通过建筑自身的生态改造，以国内外相关节能改造技术为指导，保证了改造的科学性，以期改造的理性实施。
【关键词】 微气候调节;生态改造;绿色能源;西安建筑科技大学
引言：
既有高校旧建筑已不能满足教育现代化需求，在建筑的安全、美观、节能舒适方面，许多既有建筑正在进入老化期。因而建筑节能已深入人心，公共建筑的节能研究开展逐步得到重视，基于此各大高校积极响应国家的号召，投身于节约校园的建设当中，诸如清华大学、同济大学、深圳大学等纷纷对原有公共建筑进行了节能改造，以可持续发展为目标，集成了太阳能采暖新风技术、太阳能烟囱通风技术光伏发电、外围护保温技、智能控制技术、中水技术等。本文以西安建筑科技大学华清学院为例，详细介绍了基于微气候调节的建筑节能改造的方法，以期为今后的校园生态建筑改造提供借鉴。
1 校园基地概况及其存在问题
1.1校园基地概况
西安建筑科技大学华清学院位于南二环东端，西安高新技术东开发区幸福林带南段，学院占地面积四百余亩。该处校园建筑体量独特，由原来陕西钢厂厂房改造而来。受到原有建筑结构条件制约，建筑呈现冬冷夏热，能耗大的现状。此次改造对象为校园地块内北侧食堂、南侧综合活动区以及东侧的教学区。
1.2校园基地存在问题
1.2.1由于是工业厂房改造而来，受限于原有排架、墙体的构造条件影响，不利于热空气的储存。大面积玻璃窗和非保温的维护结构采用，导致冬季热量散失严重，图书馆内温度较低，不利于学生自习。
1.2.2基地内现有公共建筑，采光、供热等均依靠普通的不可再生能源，造成高能耗、高污染等问题。
1.2.3基地内的食堂每日餐厨剩余造成巨大的浪费，由于其中水、盐、油脂含量高，极易腐烂发酵变质，产生渗滤液通过地表径流造成地表水和地下的污染。因此要妥善处理以免污染水源。
1.2.4原大学生活动中心功能单一，图书馆自习空间狭小（仅二层东侧一隅），校园公共活动空间面积较小，不足以满足学生需求。
1.2.5基地内大活、图书馆和报告厅三者是学生的主要行为路径，但现状中却没有形成三者的有效联系，造成流线过长，空间利用率较低的状况。
2 基地建筑生态改造策略
原有厂房排架结构不利于保温，但其空间结构灵活，适于加建体块以及调整区域面积，在使用者的行为路径基础上于二层建立新的体块，从而进行空间上的整合，使得大活、图书馆和报告厅三者联系在一起，形成流线通畅的空间。在新建采光最佳部分设立阳光间以便太阳能收集，在新建建筑流线交汇处设置天井和拔风筒以贯通上下空间，加强通风。由于建筑食堂每日剩菜剩饭造成巨大浪费。因而提出，合理利用食堂餐厨垃圾使其成为能量的来源，为学校公共建筑提供热量和动力。将改建的建筑体作为一个巨大的发动机，为校园的微气候调节提供动力。
2.1基地建筑生态保温策略
2.1.1采用沼气技术，为冬季采暖提供热量。
基地内的食堂每日餐厨剩余能量造成巨大的浪费，餐厨垃圾成分复杂，不便于收集运输处置，由于其易腐烂发酵变质，产生渗滤液。如不能很好的处理会造成地表水及地下水的污染。但其资源性较好，其含水量、含盐量及油脂较高。因而改造中尝试使用其作为原料，进行资源化处置，在减少污染物排放的同时又获得了清洁能源。具体方法将学校食堂的餐厨剩余物、卫生间的粪便及校园绿化植物落叶进行厌氧发酵，产生甲烷即“沼气”。成为学校的能量源，为学校公共活动区域提供热量和动力。将新建部分作为蓄热体，冬季能量从北边进入建筑群中央新加建部分当中，由中央空间向周边三个既有建筑中补充热量，使其在空间中循环，从而解决现状中冬天室内过冷的情况。
2.1.2在新建建筑采光最佳位置设置阳光房
新的建筑体块阻挡了部分采光，故在新建部分开窗，并与采光最佳位置设置阳光间，以便冬季采光。由于调研中存在图书馆自习空间狭小，公共活动空间面积不足的问题利用开敞的阳光房作为自习与展览场所，可充分利用阳光房内充足的采光与空间，变成一个所有人共享的公共空间。具体措施在建筑外窗设置活动遮阳百叶，冬季可调整百叶角度，使百叶与窗面的夹角与入射光角度相同，最佳限度的接受太阳辐射增加室内温度。自习桌子布置应垂直窗而非平行于窗，让光线从侧面进入有利于光线的延伸，尽可能的最大程度利用自然光而减少对室内照明过度依赖，做到绿色节能。
2.1.3减少建筑物开窗面积
由于旧建筑是由废弃工业厂房改造而来，建筑单体除山墙外，其它里面开窗面积过大，使得冬季建筑室内散热过多，室内温度过低。因而改造中我们采取削减开窗面积的方法来减少室内的冬季热损耗，并防止夏季得热过多的情况。同时采取随机开窗的形式，来保证室内的采光要求。
2.1.4强化外墙保温性能
原有厂房外墙的保温性能较差，需更换外墙饰面及增加或改变保温材料来提高墙体的保温性能，减少室内热损失。建筑外墙保温分为内保温及外保温，此次改造我们采取外墙外保温的做法，进行外保温后，由于内部的实体墙热容量大，室内能储存更多的热量，使得诸如太阳辐射等造成的室内温度变化缓慢，室内温度较为稳定，有利于建筑物的节能。具体措施主要采取硬泡聚氨酯保温系统：用聚氨酯现场发泡工艺将聚氨酯保温材料喷涂于基层墙体上，聚氨酯保温材料面层用轻质找平材料进行找平，饰面层采用涂料或面砖进行装饰。
2.2基地建筑生态隔热策略
2.2.1自然通风
良好的自然通风有利于夏季的散热，改造中在新建建筑的流线交汇处设置天井和拔风筒以贯通上下空间，加强通风，改善室内的环境。具体措施，夏季将中间空间能量来源切断，并将阳光房上部天窗开启进行自然通风及散热，使中间的新建部分成为一个拔风的天井系统，由于新建建筑采用底层架空的形式，因而底层温度低于室内温度，室内外的气温有温差时，造成的热压作为自然通风的推动力。通过拔风促进室内空气流动，并将底层架空处冷空气引入室内，再利用上方的拔风井产生负压，并通过自然空气流动将是室内热空气抽出，从而达到降温的效果。
2.2.2在墙体外设置隔热装置
在遮阳方式的设计上.结合建筑的立面设计效果.采取了多种外遮阳措施，对于减少建筑的整体耗冷量取得了明显的效果。东西山墙面附近主要布置卫生间、储藏间等辅助房间.并采用獨特的立面设计效果.减少开窗面积.利用立面凹凸效果进行遮阳处理，在建筑物的开窗位置设置活动遮阳百叶，夏季将百叶调整到恰好遮挡太阳辐射的角度，从而起到夏季良好的隔热效果。
3 结语
此次改造针对现状建筑物的采光隔热存在的问题进行分析，在“从摇篮到摇篮”的理论指导下，总结了结合自身建筑环境特征的改造路线。本文建筑改造提出沼气供热、太阳能收集、自然通风、自然采光、外墙隔热等技术的良好运用，来完成校园的可循环及绿色再生能源利用。为今后生态校园的建设提供参考。
参考文献：
[1]唐汝宁，马卿.高校旧厂房改造中的自然通风设计[J].暖通空调，2011（4）.
[2]孙媛媛，许鹏，刘丽清，谢海燕.餐厨垃圾资源化技术研究探析[J].环境科学与管理，2014：02.
[3]杜昀，刘莉莉，张海保，杨新，林武生.建筑改造和再生利用：三洋厂房改造.[J].建筑创作，2007：09.
[4]张志彬.兰州地区高校校园建筑能耗分析及节能措施初探.[D].西安建筑科技大学硕士学位论文，2013：05.
【关键词】 微气候调节;生态改造;绿色能源;西安建筑科技大学
引言：
既有高校旧建筑已不能满足教育现代化需求，在建筑的安全、美观、节能舒适方面，许多既有建筑正在进入老化期。因而建筑节能已深入人心，公共建筑的节能研究开展逐步得到重视，基于此各大高校积极响应国家的号召，投身于节约校园的建设当中，诸如清华大学、同济大学、深圳大学等纷纷对原有公共建筑进行了节能改造，以可持续发展为目标，集成了太阳能采暖新风技术、太阳能烟囱通风技术光伏发电、外围护保温技、智能控制技术、中水技术等。本文以西安建筑科技大学华清学院为例，详细介绍了基于微气候调节的建筑节能改造的方法，以期为今后的校园生态建筑改造提供借鉴。
1 校园基地概况及其存在问题
1.1校园基地概况
西安建筑科技大学华清学院位于南二环东端，西安高新技术东开发区幸福林带南段，学院占地面积四百余亩。该处校园建筑体量独特，由原来陕西钢厂厂房改造而来。受到原有建筑结构条件制约，建筑呈现冬冷夏热，能耗大的现状。此次改造对象为校园地块内北侧食堂、南侧综合活动区以及东侧的教学区。
1.2校园基地存在问题
1.2.1由于是工业厂房改造而来，受限于原有排架、墙体的构造条件影响，不利于热空气的储存。大面积玻璃窗和非保温的维护结构采用，导致冬季热量散失严重，图书馆内温度较低，不利于学生自习。
1.2.2基地内现有公共建筑，采光、供热等均依靠普通的不可再生能源，造成高能耗、高污染等问题。
1.2.3基地内的食堂每日餐厨剩余造成巨大的浪费，由于其中水、盐、油脂含量高，极易腐烂发酵变质，产生渗滤液通过地表径流造成地表水和地下的污染。因此要妥善处理以免污染水源。
1.2.4原大学生活动中心功能单一，图书馆自习空间狭小（仅二层东侧一隅），校园公共活动空间面积较小，不足以满足学生需求。
1.2.5基地内大活、图书馆和报告厅三者是学生的主要行为路径，但现状中却没有形成三者的有效联系，造成流线过长，空间利用率较低的状况。
2 基地建筑生态改造策略
原有厂房排架结构不利于保温，但其空间结构灵活，适于加建体块以及调整区域面积，在使用者的行为路径基础上于二层建立新的体块，从而进行空间上的整合，使得大活、图书馆和报告厅三者联系在一起，形成流线通畅的空间。在新建采光最佳部分设立阳光间以便太阳能收集，在新建建筑流线交汇处设置天井和拔风筒以贯通上下空间，加强通风。由于建筑食堂每日剩菜剩饭造成巨大浪费。因而提出，合理利用食堂餐厨垃圾使其成为能量的来源，为学校公共建筑提供热量和动力。将改建的建筑体作为一个巨大的发动机，为校园的微气候调节提供动力。
2.1基地建筑生态保温策略
2.1.1采用沼气技术，为冬季采暖提供热量。
基地内的食堂每日餐厨剩余能量造成巨大的浪费，餐厨垃圾成分复杂，不便于收集运输处置，由于其易腐烂发酵变质，产生渗滤液。如不能很好的处理会造成地表水及地下水的污染。但其资源性较好，其含水量、含盐量及油脂较高。因而改造中尝试使用其作为原料，进行资源化处置，在减少污染物排放的同时又获得了清洁能源。具体方法将学校食堂的餐厨剩余物、卫生间的粪便及校园绿化植物落叶进行厌氧发酵，产生甲烷即“沼气”。成为学校的能量源，为学校公共活动区域提供热量和动力。将新建部分作为蓄热体，冬季能量从北边进入建筑群中央新加建部分当中，由中央空间向周边三个既有建筑中补充热量，使其在空间中循环，从而解决现状中冬天室内过冷的情况。
2.1.2在新建建筑采光最佳位置设置阳光房
新的建筑体块阻挡了部分采光，故在新建部分开窗，并与采光最佳位置设置阳光间，以便冬季采光。由于调研中存在图书馆自习空间狭小，公共活动空间面积不足的问题利用开敞的阳光房作为自习与展览场所，可充分利用阳光房内充足的采光与空间，变成一个所有人共享的公共空间。具体措施在建筑外窗设置活动遮阳百叶，冬季可调整百叶角度，使百叶与窗面的夹角与入射光角度相同，最佳限度的接受太阳辐射增加室内温度。自习桌子布置应垂直窗而非平行于窗，让光线从侧面进入有利于光线的延伸，尽可能的最大程度利用自然光而减少对室内照明过度依赖，做到绿色节能。
2.1.3减少建筑物开窗面积
由于旧建筑是由废弃工业厂房改造而来，建筑单体除山墙外，其它里面开窗面积过大，使得冬季建筑室内散热过多，室内温度过低。因而改造中我们采取削减开窗面积的方法来减少室内的冬季热损耗，并防止夏季得热过多的情况。同时采取随机开窗的形式，来保证室内的采光要求。
2.1.4强化外墙保温性能
原有厂房外墙的保温性能较差，需更换外墙饰面及增加或改变保温材料来提高墙体的保温性能，减少室内热损失。建筑外墙保温分为内保温及外保温，此次改造我们采取外墙外保温的做法，进行外保温后，由于内部的实体墙热容量大，室内能储存更多的热量，使得诸如太阳辐射等造成的室内温度变化缓慢，室内温度较为稳定，有利于建筑物的节能。具体措施主要采取硬泡聚氨酯保温系统：用聚氨酯现场发泡工艺将聚氨酯保温材料喷涂于基层墙体上，聚氨酯保温材料面层用轻质找平材料进行找平，饰面层采用涂料或面砖进行装饰。
2.2基地建筑生态隔热策略
2.2.1自然通风
良好的自然通风有利于夏季的散热，改造中在新建建筑的流线交汇处设置天井和拔风筒以贯通上下空间，加强通风，改善室内的环境。具体措施，夏季将中间空间能量来源切断，并将阳光房上部天窗开启进行自然通风及散热，使中间的新建部分成为一个拔风的天井系统，由于新建建筑采用底层架空的形式，因而底层温度低于室内温度，室内外的气温有温差时，造成的热压作为自然通风的推动力。通过拔风促进室内空气流动，并将底层架空处冷空气引入室内，再利用上方的拔风井产生负压，并通过自然空气流动将是室内热空气抽出，从而达到降温的效果。
2.2.2在墙体外设置隔热装置
在遮阳方式的设计上.结合建筑的立面设计效果.采取了多种外遮阳措施，对于减少建筑的整体耗冷量取得了明显的效果。东西山墙面附近主要布置卫生间、储藏间等辅助房间.并采用獨特的立面设计效果.减少开窗面积.利用立面凹凸效果进行遮阳处理，在建筑物的开窗位置设置活动遮阳百叶，夏季将百叶调整到恰好遮挡太阳辐射的角度，从而起到夏季良好的隔热效果。
3 结语
此次改造针对现状建筑物的采光隔热存在的问题进行分析，在“从摇篮到摇篮”的理论指导下，总结了结合自身建筑环境特征的改造路线。本文建筑改造提出沼气供热、太阳能收集、自然通风、自然采光、外墙隔热等技术的良好运用，来完成校园的可循环及绿色再生能源利用。为今后生态校园的建设提供参考。
参考文献：
[1]唐汝宁，马卿.高校旧厂房改造中的自然通风设计[J].暖通空调，2011（4）.
[2]孙媛媛，许鹏，刘丽清，谢海燕.餐厨垃圾资源化技术研究探析[J].环境科学与管理，2014：02.
[3]杜昀，刘莉莉，张海保，杨新，林武生.建筑改造和再生利用：三洋厂房改造.[J].建筑创作，2007：09.
[4]张志彬.兰州地区高校校园建筑能耗分析及节能措施初探.[D].西安建筑科技大学硕士学位论文，2013：05.