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文远楼:历史建筑的节能改造 文/晓  智

(2007-08-07 13:08:50)
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历史光环下的老教学楼

在同济大学的绿树浓荫之中,屹立着一座简约典雅、整齐美观的老建筑,该建筑的风格与周围的其他教学楼截然不同,淡色的外立面、硕大的窗户、不对称的错层设计……它就是著名的“文远楼”,包豪斯建筑风格在上海的唯一佳作。

“文远楼是国内第一栋现代主义风格的建筑,1999年被评为‘新中国50年上海经典建筑’,2006年又被列为‘上海市第四批优秀历史建筑’。”德国达姆斯达特工业大学建筑学博士、同济大学建筑与城市规划学院副教授曲翠松女士向记者介绍说,“该建筑于上世纪50年代由著名设计大师黄毓麟、哈雄文主持设计建造,融现代主义理性精神与中国传统精神于一体,极具历史保护和鉴赏价值。”

第二次世界大战前后,包豪斯现代建筑思想深入影响中国,文远楼就是其中最典型的一例。从平面布局到立面处理,从空间组织到结构形式,文远楼都运用了现代建筑的设计手法,是包豪斯风格在中国的大胆探索和成功实践。而“文远”二字又源于我国南北朝时期著名数学家和工程学家祖冲之的字号,寓意“奋发进取,自强不息”的精神。中西方文化的交流融合使这栋老楼在当时堪称“校园一景”。然而,此后受复古主义建筑思潮影响,包豪斯现代建筑思想遭到冷落和批判,现代主义建筑没能在中国继续得到弘扬和发展,直至改革开放后,建筑界才开始重新认识到文远楼所蕴含的重要历史价值。

走进文远楼,无论是进厅、房间、楼梯还是细部设计,都显示了设计者对于现代建筑精神的深刻理解和把握,它不仅娴熟而恰当地运用了现代建筑的手法,更主要的是它真正从建筑理念到空间、功能的布局、处理,以至构件、细部的设计都贯穿了现代建筑思想。

“当初,文远楼在设计时很注重结构和材料的节省,巧妙运用了工程学和力学原理。”曲教授说,“虽然用料节省了,但却丝毫没有影响到建筑的质量。反而,经过岁月的考验,事实证明它更具牢固性和耐久性。”

 

探索符合当下的节能之路

“不过,当初建造时,受限于经费等原因,通风、照明、温度等不能达到目前的节能降耗要求,所以在迎来同济大学百年华诞之际,城规学院负责对该建筑进行了节能改造,并会同德国专家探索出了一套全新的节能改造方案。”曲翠松教授作为文远楼节能改造的主设计师之一,对整个项目颇为了解。

“在过去的数十年间,很多办公室安装了空调,立面上的外机随意搁置,这严重破坏了文远楼的现代主义建筑风格。”曲翠松说,“改造时,采用传统的中央空调系统解决方案会大量消耗能源,且与我国当今的节能理念很不相符,所以我们与德国专家探索出了一种全新的解决方案,并组建专业梯队,进行项目的实施。”

在文远楼外的一块碧绿的草坪中央,修建了一个地下室,里面安置了许多地热设备,通过80根深达地下50米的地热桩来采暧和采冷,“再由这些设备向建筑内来供热和供冷,既有效地解决了采用中央空调系统所带来的麻烦,又大大降低了能耗。”

据了解,文远楼的生态节能改造项目采用了地源热泵技术、太阳能燃气补能系统、冷吊顶技术、内遮阳节能系统、绿色材料及保温技术、屋顶花园、节能照明系统、智能控制即时展示系统、雨水收集系统、太阳能热水系统等十余项绿色节能技术。

“另外,为了保证这座历史建筑的完整性和原真性,我们及时拆除了周边的一些违章和不合理的搭建。”曲翠松教授向记者说。

历史建筑保护和节能改造并重

原先,文远楼使用的是单层墙体以及大面积的单层钢窗玻璃,热量很容易流失。为了达到节能目的,必须在外立面、屋顶层以及地坪层都增加保温隔热层,但同时又不能破坏历史建筑的外立面样式和风格,改造中,设计者们碰到了诸如此类的棘手问题。谈到改造中的困难,曲翠松教授仍然是沉稳平静。“不过,这并没有难倒我们的设计团队,在最大限度维持立面式样与风格的前提下,施工人员进行建筑整体维护结构的保温隔热处理,墙身、屋面和地坪选用具有很好保温性能的PUR材料,更换双层隔热真空玻璃、断热型材外窗和可调节智能内遮阳系统,改造后的文远楼可节省70%左右的能耗。”

太阳能的利用、土壤中热量的传输也是此次节能改造的重点。技术专家团队提出将不同的降温和供热系统应用于不同的功能区,设计将整栋楼分成了三个不同的部分,左右两翼为大型阶梯教室,中间部分为普通教室,三部分都由进厅和楼梯间以及走廊连接。中间展厅和教室部分采用地源热泵和辐射吊顶;三百人报告厅采用燃气驱动发动机热泵和余热除湿;四个160人的阶梯教室采用太阳能(燃气补燃)吸引式热泵。“不同功能区域,运用不同的节能技术和手段,可以有效节约成本。”曲翠松教授用一连串的专业数据向记者介绍说。

灯光照明方面,紧凑型节能荧光灯、高光效荧光灯、高强度气流放电灯等都得到了广泛的应用。同时,利用数码控制技术,可以根据不同时段自然光环境,自动调节灯光强弱。

在文远楼的顶部,还采用了无土种植草皮技术以及中水设置屋顶喷淋系统,这个绿色屋顶能有效吸收热量,为老建筑带来一丝凉意。

“文远楼开创了历史建筑保护和生态节能改造并重的先河。作为2010年上海世博会前的一个生态示范项目,文远楼的改造,其意义在于探索出了一条“借鉴国外经验和技术,自主研发和摸索”的新路,它为“生态世博”建设树立了典范,起到了积极的推进作用。” 最后,曲教授用上述概括简炼的语言,总结了文远楼改造项目的重大意义。

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