德國建筑改造中節(jié)能技術的應用研究

　　在德國梅克倫堡州魏斯瑪市的一個幼兒園的改造過程中，建筑師馬丁—沃倫薩克使用了適當?shù)墓?jié)能技術使這個幼兒園在使用中大大地降低了能量的消耗，同時節(jié)省了開支。該幼兒園建于1972 年，是當時實行社會主義制度的東德政府建設的同一形式的300余個幼兒園的其中之一。目前建筑狀況良好，但外立面陳舊、破損嚴重，平面功能不能滿足使用要求，而且建筑保溫性能、通風情況都存在很大問題，在日常使用中造成了很大的能量損失，需要大量的資金維護，因此，有必要進行徹底的改造與翻新。同時當?shù)卣蚕Ｍ璐隧椖空?/SPAN>到一種低成本的改造同類建筑的模式，并實驗幾種新型的節(jié)能材料和技術在實際操作中的可行性。

 建筑設計中的節(jié)能改造設計

 幼兒園主體建筑為兩個長方體中間用連廊相聯(lián)系，其最初的想法是使主要房間都能夠獲得充足的采光，但這種體型卻導致了建筑外墻面積過大，加上保溫設計不佳、現(xiàn)有的供暖系統(tǒng)可調節(jié)性差等因素，使建筑室內氣候易受外界影響，夏天過熱而冬天過冷，既不利于建筑節(jié)能，又使日常使用困難。平面功能改造的基本思想是創(chuàng)造一個可供兒童集會、休息、游戲的集中空間，以豐富幼兒園生活。拆毀兩個建筑連接部分并利用兩個主樓中間的空間，改建成一個大的庭院作為兒童活動的場地，封閉其中一部分作為孩子們的游戲空間，同時減少建筑外墻數(shù)量，入口移至另一邊，添加鋼結構來移開中間層的樓板，創(chuàng)造出一個多功能的大廳。新的內墻則外掛本地出產(chǎn)的木制板材，既美化了新的庭院空間，又可以形成陰影來降低兩側教室的室內溫度，同時可以降低大空間內的噪聲影響。庭院空間的屋頂采用新型的生態(tài)隔離材料，既允許陽光進入室內，又可以起到保溫防熱的效果。這種改造帶來了建筑內部氣候條件參量的改變，兩個舊建筑中間所形成的新的空間將成為熱量的緩沖帶，減少外界對室內溫度的影響，并對室內氣候環(huán)境進行補充和調節(jié)。在冬季，利用太陽能加熱該空間，并向兩側教室緩慢傳導熱量，減少兩側教室空間的熱量損失。在夏季炎熱氣候下，新型材料的屋頂提供了足夠的陰影，兩側墻壁上的木制隔板也會吸收一部分熱量，降低室內溫度。建筑的外墻保溫性能同樣需要得到增強，其做法是在外墻面之外加建一層墻面，增加墻面厚度和新增新的保溫系統(tǒng)，同時新的立面為其提供嶄新的形象。

 建筑技術設施的改善

    由于原有建筑內水、暖、電等管道已明顯老化，并且因為平面格局的變化，所以建筑的改造同樣包括了各種設施管道的改建和更新。新的各種管線放置在同一管道內，并以顏色區(qū)分，以減少對建筑結構的影響。新的供暖系統(tǒng)設置在原外墻內，避免對室內面積的占用，同時盡量增大其表面積以達到最佳的供暖效果，由于新建的外墻具有保溫層，所以建筑的保溫隔熱性能并不會被削弱。建筑通風換氣則是靠開啟建筑外層表面完成的。新舊兩層外墻表面間設計有一個熱交換系統(tǒng)和全部的通風設備管道，室內空氣排出時經(jīng)過該系統(tǒng)，將其中攜帶的熱量交換至系統(tǒng)中并儲存起來，當新鮮空氣通過該系統(tǒng)進入室內時便被預熱，以減少空氣流通對室內采暖的不利影響。改造中同樣注重對新型能源的利用，在新建外墻表面和屋頂設有太陽能吸收裝置，并用吸收到的能量對貯水器進行加熱，供給日常生活使用。

        新技術、新材料在改造中的應用

        1新型生態(tài)隔離屋頂材料

    在改造設計中，一種新型的屋頂材料被成功地應用于新建中央庭院的屋頂，這種材料由兩層弧形箔片和其空氣間層組成，這種材料具有質量輕、易于安裝等優(yōu)點，在具有一定透光性的同時還有相當?shù)谋馗魺嵝阅埽褂脵C械裝置可向其中心的空氣間層鼓風，利用空氣的流動帶走熱量來加強屋頂?shù)谋馗魺嵝Ч?。這種材料對中央空間的塑造起到了重要的作用。

 2真空墻體保溫材料這種真空墻體保溫材料首次被使用在這么大的項目中，其根據(jù)真空不傳熱的原理，用堅固的圍護材料充當真空部分的保護層，并用陶瓷將各部分連接起來，形成穩(wěn)定可靠的保溫系統(tǒng)。較之傳統(tǒng)的保溫材料，這種新型的真空保溫材料具有更為完善的性能。

 3遮陽光電系統(tǒng)組合在建筑新建的墻面上將遮陽系統(tǒng)與太陽能光電系統(tǒng)結合，一方面在夏季為主要房間提供遮陽，并可根據(jù)日照角度自行調整。另一方面可以吸收太陽能并加以利用，除提供系統(tǒng)自身運轉外還可以為熱水系統(tǒng)提供能量。

　　結語