1簡介
早在20世紀初，西方國家就開始對舊工業建築進行改造。20世紀60年代，德國對國內工業建築進行了全面的總結和研究，舊工業建築的改造和保護成為熱點，由此掀起了舊工業建築改造的熱潮。到了20世紀80年代，西方國家的舊工業建築理論和實踐已經逐漸成熟，積累了很多寶貴的經驗。在20世紀90年代，大約80%的歐洲建築項目是由舊建築改建而成的。可以清楚的看到，舊工業建築的改造設計在理論和實踐上已經有了比較成熟的體系。
265438+20世紀初，國際社會已經形成了對工業建築遺產保護的普遍認識。與歐美等發達國家相比，中國的工業發展起步較晚。20世紀80年代末，我國大部分閑置工業建築被拆除整頓。由於缺乏經驗，很少有自發的改造設計也處於基本改造階段。90年代初，國外重建的成功案例在國內也被研究和借鑒，並逐漸開始在實踐中應用和推廣。20世紀90年代中期以後，我國舊工業建築的改造設計取得了很大的成就，如北京798藝術區(圖1)、上海8號橋(圖2)、1933老長房(圖3)、廣州太古倉(圖4)的成功改造，使我國工業建築改造的背景進入了壹個新的階段。2008年，東南大學教授王建國也進行了相關研究，並出版了《後工業時代工業建築遺產的保護與更新》壹書。
總體上構成了工業建築保護與再利用的理論和方法體系。同時，隨著社會的進步和發展，許多學者開始關註生物個體與環境的關系。1866年，海克爾第壹次提出了生態學的明確定義，開創了生態學的起源。他認為生態學的主要研究對象是生物與環境的關系。二戰結束後，隨著工業化時代的開啟，美國學者維克托·帕帕內克(VictorPapanek)指出，人類社會的消費需要考慮不可再生能源，能源消耗應控制在自然環境允許的範圍內。20世紀70年代，能源危機的爆發讓更多的人意識到生態環境的重要性，並在建築領域掀起了壹場節能革命。“生態設計”的理念也得到了更多建築師的認可。
特別是在20世紀90年代，可持續發展的理念逐漸被社會所認可，應用生態思想處理建築與環境的關系逐漸成為建築設計的趨勢。日本建築師隈研吾曾說:“就像每個人都有自己的青春壹樣，每個國家和城市都有自己的建築時代。”由於區域發展的差異，我國舊工業建築改造設計的成效可見壹斑，其中重要的影響因素是我國在城市更新過程中對舊工業建築的改造方式以拆建為主，在改造過程中沒有構建完善的生態改造措施。結合舊工業建築改造的案例，從生態設計的角度探討了舊工業建築改造生態設計中需要註意的問題，以期為舊工業建築改造的設計思路提出壹些有益的建議。
2舊工業建築改造實踐案例
2.1深圳三洋工廠改造設計
深圳三洋工廠創建於20世紀80年代。原建築為六棟四層輕工業廠房，建築面積15969m2。三廠基地交通便利，毗鄰市政公園，周邊配套完善。由於城市的發展、環境的變化、建築物環境地位的改善以及深圳市提出的新發展戰略，計劃將機電廠改造為壹個面積約24000m2的生態創意產業園，用於辦公，主要用於創意經濟活動，包括文化、工業和農業創意。結合生態設計的原則，創意產業園的改造設計主要關註幾個方面:
1)空間(重組)布局舊樓改造的目的是打造創意辦公空間。建築的平面布局需要根據新的功能需求(不同的工作模式)進行重組，通過獨立研究空間、群體互動空間、開放空間三種方式的組合。
2)建築通風分析根據深圳的氣候特點，利用中庭空間實現建築通風:建築改造方案中設計了集中式中庭，將采光天井與休閑公共空間相結合。建築表皮改造:通過在舊建築墻體外層增加幕墻，增加隔熱效果，降低外界空氣溫度，實現室內外空間的空氣流通。建築底部通過架空方式通風:通過建築底部的景觀和綠化，從而構建雙向自然通風系統。
3)建築采光與遮陽分析由於深圳日照時間長，采光條件好，改造過程中采用了建築的側窗，在原建築的窗戶上安裝反光板增加室內光線，同時利用建築的中庭增加建築采光。建築物的遮陽效果對室內溫度的調節非常重要。改造過程中選擇了低輻射玻璃作為窗戶玻璃。但由於深圳的氣候特點，使用低輻射玻璃不利於太陽能的利用。因此，通過在建築幕墻外安裝金屬百葉窗和垂直綠化達到了建築的遮陽效果。
4)生態節能系統分析由於深圳日照資源豐富，方案設計註重利用日照資源，采用高效的太陽能吸收發電系統。其中，太陽能高效率地用於空調、發電和集熱系統的運行，該方案通過在建築中庭設置光伏板來利用太陽能。
2.2德國維斯馬老港區廠房改造設計
改造項目位於德國北部港口城市維斯瑪的老港區(圖6)。原建築是存放農產品的工業廠房。其建築特點是:壹、二層為五層廠房，空間高，結構完整，項目建築面積532.35m2，老建築建於上世紀70年代。出於對歷史的尊重，同時考慮到良好的地理位置和濃厚的港口文化，結合廠房的空間結構特點，將老建築改造為辦公展覽建築，以豐富老城建築的功能屬性，為老城帶來新的活力。
結合生態設計的原則，辦公展廳的改造設計主要關註幾個方面:
1)空間布局分析該建築為五層工業廠房。舊建築改造過程中，通過保持基本空間形態和調整局部功能布局進行改造設計。將建築壹、二層的高層空間改造成開放的展覽空間，其他為獨立的辦公空間(圖7)。
2)建築通風分析利用原有建築的結構特點，在建築內部設置壹個通透的空間。夏季通過這種特有的“煙囪效應”實現建築的室內外空氣循環，並在建築內設置天窗，從而降低能耗，實現生態可持續。
3)建築采光分析通過對建築特點的分析，利用總套的設計來縮短建築空間的深度，改善建築內部的采光。建築改造的重點是上下通透的空間是“節能技術”，通過對空間的封閉可以獲得充足的建築采光。
3.舊工業建築改造的生態設計策略
以上案例表明，采用合理的生態設計策略不僅可以提高與環境的融合程度，還可以減少投資。從場地組織、空間改造、通風采光等方面運用被動式技術進行改造設計，生態設計的理念貫穿整個設計。綜上所述，生態設計需要註意幾個問題:
1)場地設計的生態理念舊工業建築改造設計的場地策略首先分析舊建築周邊環境的關系，包括舊建築所在場地的人文環境、周邊建築和64種植物對光環境的影響、場地的風環境、道路對聲環境的影響、場地的硬化情況以及其他現有場地的現狀。舊工業建築的改造，在利用舊建築本身的同時，充分利用建築場地的環境，包括周圍的環境，將生態理念融入到城市發展的過程中。
2)適宜性空間設計舊工業建築空間改造設計的具體方法是根據不同建築結構的現狀及其建築功能的轉變進行調整。在舊工業建築的空間改造過程中，空間改造可以分為三類:空間重組、空間置換和中庭空間創造。舊工業建築的空間形式不能滿足或適合建築的功能要求，可以通過重新規劃建築空間來滿足。比如美國明尼阿波利斯-萊徹廣場的多層倉庫改造(圖8)，將建築的二樓到頂樓打通，形成擴大的中庭空間，以滿足改造後建築的功能要求。空間重組的設計方法可以通過重新規劃空間來增減。空間的嵌套空間利用原有建築的特點，以封閉的形式創造出具有特殊功能的建築空間，即所謂的“房中之房”。
武漢403車間的改造(圖9)通過在車間內部圍起壹個“小屋”，獨立於原有建築，從而實現其功能需求。中庭空間的創造不僅可以解決通風和采光問題，還可以創造建築內部必要的公共空間。例如，在美國舊金山，壹個倉庫的部分地板被拆除，改造成壹個中庭空間各異的辦公樓。
3)自然通風設計通風是調節建築內部環境的重要手段。在舊工業建築改造中，充分利用自然通風可以減少機械消耗，保持室內外空氣對流，維持健康舒適的室內環境。為了改善舊工業建築的自然通風，可以采用風壓組織、熱壓通風或兩者結合的方式來改善建築的自然通風。在具體改造中，應根據老建築的結構特點合理開窗。
上述案例中，維斯瑪老港區廠房改造，通過對建築內部空間的重新劃分，調整了建築內部空間的進深，從而達到更好的通風效果。北京首鋼廠區改造中(圖10)，在建築內部改造中設計了兩個高層大廳，達到熱壓通風的效果。這種設計方法也廣泛應用於許多新的建築結構中。
4)建築的采光和遮陽是建築設計最基本的測量數據，建築采光與人的心理舒適度有著最直接的聯系。從生態學和心理學的角度來看，開窗設計是實現建築采光最直觀的方式。舊工業建築改造設計中采光設計的兩個關鍵點:建築基地光環境分析和適合舊建築的采光設計。
比如深圳三洋工廠的中庭，利用天窗來滿足建築采光的需要。建築的遮陽可以通過建築表皮、建築表皮的內遮陽、外遮陽、雙層遮陽來調節，也可以通過其他遮陽設施來調節室內光線。比如同濟大學活動中心改造工程，就是利用建築表皮系統的循環作用，進行室內外能量交換，從而達到隔熱和調節室內溫度的效果。上海世博會特鋼舞臺改造工程，通過在建築表皮上種植綠化，實現了小環境的降溫。
5)生態材料的利用建築材料的選擇是基於建築材料的高強度、耐腐蝕和裝飾性，通常忽略了建築的生態理念。在建築發展過程中，建築材料的生態可持續性及其與自然的和諧應受到更多的關註。在舊工業建築改造過程中，實現生態可持續性的重要壹步是建築材料的生態利用和選擇。生態材料的利用包括舊建築材料的回收和生態材料的使用。在王澍先生的寧波藝術改造設計中，建築表皮的運用隱含了城市記憶線索的混合，傳達了生態設計的理念。
6)新技術的應用作為建築師，在舊工業建築改造過程中，不僅要通過專業手段關註建築行業新技術的發展，還要推動建築改造生態理念的應用和發展。比如利用新的技術手段，包括在建築改造前期應用DOE-2、BLAST、TRACE等分析軟件，進行更具體的數值分析，合理利用自然資源，從而實現建築的生態改造。
4結論
通過對舊工業建築發展的研究，分析總結了我國舊工業建築改造的不足，結合舊工業建築改造的案例，提出了舊工業建築改造的生態設計策略，並得出以下結論:
(1)在我國舊工業建築改造中，生態循環設計思想的應用和實踐案例的轉化還存在壹些不足，需要更多的建築師和開發商去思考並付諸行動。舊工業建築的生態設計要提高到壹定的高度，從專業的角度分析問題，解決問題。從建築空間、通風、采光遮陽、生態材料、新技術等方面將生態設計的理念應用於整個改造過程。
(2)將整體設計和綜合設計的思想應用於舊建築的改造，合理利用和平衡新舊事物的關系。在解決問題的同時，要從多角度、多方向權衡利益關系。通過合理利用舊建築資源，對舊工業建築進行生態化改造，實現舊工業建築再利用的可持續性。
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