第19卷第2期 呼伦贝尔学院学报 No.2 V ol.19 2011年4月 Journal of Hulunbeier College Published in april 2011
旧工业厂房改造成建筑馆的节能探究
王文新 许国强 鲍文强 刘鹏旭
（内蒙古工业大学土木工程学院 内蒙古 呼和浩特 010051）
摘 要：鉴于现在旧有工业建筑改造的主导模式，内蒙古工业大学建筑馆的成功改造具有很
强的代表性和借鉴性，特别是北方地区，同类建筑具有很大的共性。城市的发展必然伴随着废旧
厂房的增多，如对其进行节能性改造不仅能保留城市的历史文化精髓，而且有很大的经济价值。
关键词：节能改造；旧工业厂房；围护结构；传热系数
中图分类号: TU201 文献标识码:A 文章编号：1009-4601（2011）02-0098-04
引言
旧有工业建筑作为人类社会的物质载体之
一，是社会、经济、文化发展的产物。随着社会
的发展,城市功能的改变以及产业结构的调整，旧
有建筑逐渐失去原有功能而被大量闲置。采用铲
平重新开发在经济方面会造成很大的浪费，且有
背于文化遗产的传承理念，旧建筑的改造能够给
予它们新的生命。因此，改造性再利用成为旧有
工业建筑改造的主导模式。针对于内蒙古工业大
学，将原有的旧工业厂房变成建筑馆的节能改造
工程是一个较新的尝试。
1. 建筑馆简介
建筑馆位于呼和浩特市内蒙古工业大学，它
是由两栋相互连接的闲置工业厂房改造而成。建
筑主体共分为三层，外围护墙体为砖体砌筑，内
部为钢筋混凝土结构支撑体系，整个建筑面积达
25910m ，经改造后成为集办公、绘画室、教室、
图书馆、休闲等一体化建筑。 图1 以上两幅图为建筑馆改造前外观图和室内环境图
2. 改造概况建筑馆的节能改造总体分为两个部分：首先是建筑结构和建筑功能空间的重构。在保证基础稳定性和满足抗震荷载的基础上，对建筑使用空间进行更新，对传统空间进行优化再生，同时又要满足各区域采光和通风的要求;其次是对建筑节能的改造，主要是对维护结构的改造，利用高效保温材料以提高维护结构的热阻值。通过对可持续能源和节能建筑设备的使用而降低建筑的能耗。整个建筑馆改造的建筑节能达到60%，可见建筑馆的节能效果十分明显。 3. 建筑节能改造解析 3.1 建筑外部环境节能设计改造 3.1.1 外部环境概况 建筑馆位于呼和浩特市。处于中温带大陆性季风气候区，四季气候变化明显，差异较大，其特点：冬季漫长严寒，盛行西北风；夏季短暂炎热；春秋两季气候变化剧烈。
收稿日期：2011-01-10
作者简介：王文新（1976-）男，汉族，内蒙古工业大学土木学院讲师，硕士。研究方向：建筑节能。
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可见建筑馆较小的窗墙比完全满足国家规范要求，达到了很好的节能效果。由于有中通大空间和封闭玻璃幕墙式的屋顶的巧妙结合，改善了室内的采光，总体的可见光投射比大于0.4，满足光舒适性的要求。
改造前建筑馆的外门为单层铁门，现改为双层玻璃门和玻璃幕墙，并在外面设置了小型玻璃房，玻璃房外面再加玻璃门，两门相距两米，两门成90°角，有效隔断气流直接流动，保温效果优越。在缝隙处进行了较好的密封处理，在门芯板内加高保温材料（玻璃棉、矿棉、聚苯板等）。外窗朝向、窗墙比对建筑能耗有很大的影响，其中外窗朝向向南能耗最小，依次为北向、西向、东向。建筑馆的外窗主要集中在南向，完全符合
节能的理念。 [5][4]表2 建筑馆改造前后围护结构的传热系数对比表 改造前 改造后 2W/（m ·K）W/（m2·K） 1.52 1.35 标注 6.40 标注 0.39 0.40 0.26 2.60 1.60 国家标准 W/（m2·K）0.60 0.65 0.40 3.00 2.50 屋顶外墙地面窗 门 标注：1.改造前的门仅起防盗作用，防风保温效果很差，无法具体测定原门的传热系数。 2.屋顶的构造由于条件所限无法具体调查，根据旧厂房的建成时间及功能可推断其构造形式及传热系数。 3.原地面为土地面。 4.外围结构设计采用的各种方法均为国家规定的
标准图集设计。
3.4 采暖与通风方式的改造 旧工业厂房的采暖方式比较简单，只是在墙壁内侧安装几个散热器，保持室内温度为5℃。改造之初，考虑全部采用散热器对流采暖，由于建筑馆室内空间结构特殊，建筑馆内部有一个贯通的大空间，由于大空间散热量大，且全部采用散热器供暖则使用散热器数量多，影响室内的布局和美观，想到将一层改为采用地板辐射采暖，把
二、三层回水作为一层地板辐射采暖供水热源方
式，回水温度过高，不能直接作为地暖热源，还
得考虑增加换热器等因素影响。综合比较后，建筑馆改造后采用一层地板辐射采暖和二、三层散热器采暖的两种系统方式，利用良好的空气流动，使热气上升并向四周扩散，优化了供热效果。
建筑馆利用热压通风和风压通风来实现自然通风，主要利用热压效应（室外冷空气从门厅进入室内，室内暖空气上升，从高处排出）。排出的空气在中庭顶部汇合，从顶部经管从烟囱排出，建筑馆保留原有烟囱来进行通风，减少了能耗，
图3 以上两幅图为建筑馆改造后外门图 且有定向热压保证它的通风顺畅，通风的效果明 显，同时对原有建筑做出有效利用。
4. 建筑馆热湿环境的测试
通过上述改造数据的对比，可以看出改造后的建筑馆的节能效果显著。
4.1 测试数据及图表 3.3 外围护结构的节能分析 现将围护结构的各项指标进行对比（表2），发现节能效果非常明显，且均低于国家标准要求。
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此次测试主要针对建筑馆热湿环境进行测试。为保证测试的代表性和准确性, 具体测试时间分别选择夏季较热时、冬季供暖初期和供暖期最冷时三个时段进行测试。
建筑馆的改造保留了旧有外貌，尊重历史和文化价值。改造后功能由单一的厂房变成教学、办公、餐饮等为一体的多功能现代建筑。改造工程中采用的人性化建筑空间重构理念（内部）和先进的结构加固改造技术（外部），在确保了安全性、舒适性和耐久性的前提下，对其内部结构进行大胆改造，增强了其多功能性和实用性。节能改造不但减少了对资源能源的消耗，降低了对环境的破坏，还确保了旧有建筑的充分利用和延续。 4.2.2 改造建议 由于建筑馆窗户面积大，上下层相互连通，冬季采暖热气上升，可考虑在建筑馆屋顶设置回风口，将上部热气抽回到下部充分利用，以提高供暖效率；针对湿度偏小，可将室外现有的浅鱼池上的水利用新风带入室内，增加室内湿度；同时可以在一楼定时洒水来满足室内湿度的需求。在不影响建筑馆采光的前提下，可以在外围增加种植树木的数量，减小寒冷气流对建筑馆的直接冲击，又可以改善建筑馆附近的空气环境，达到节能与改善环境的双重目的。 5．结束语
内蒙古工业大学建筑馆的成功改造代表了废旧建筑的发展方向，也是节能的重要体现，很值得我们研讨与借鉴。在城市的发展中必然会有大量厂房的闲置，如何让它的价值得以延续?怎样保留它的文化精髓?节能改造便是一个有效的举措。而 “是否改造、怎样改造”还值得大家不断研究和探索。如果我们利用有效可行的改造策略将它改造再利用，那么不仅节约能源，也避免了大量建筑垃圾的产生，缓解了城市的压力，全面体现了现代节能环保的理念。
参考文献：
[1] 莫天柱，宋竹.夏热冬冷地区规划方案阶段控制体
型系数的研究[J].沈阳：建筑节能，2010.4 .
[2] 韩宇，闫增峰.西安地区宿舍楼建筑节能改造实例分
析[J].西安建筑科技大学：建筑节能，2008年第4期.
[3] 范怀瑾，程光胜，杨坤.塑料门窗的节能技术[J].
北京：门窗 Doors & Windows，2008年第3期.
[4]《公共建筑节能设计标准》（GB50189—2005）[S].
北京：中国建筑工业出版社，2005.
[5] 杨惠忠.建筑节能新技术研究与工程应用[M].北
京：中国建筑工业出版社，2009.
图4 以上三幅图为建筑馆不同时期热湿环境测试图 由测试图（图4）得出：室内温度基本保持不变，在采暖期间大多能维持在17℃以上，即外围护结构保温性能较好，达到了节能目地；建筑馆由于大空间结构，地暖产生的热量快速上升到三楼，故温度随高度增加呈上升趋势。室内的温度和湿度在某个时间段会有明显的变化，这是因为人员流动高峰期和室内人员较多的时候，开关外门比较频繁导致冷风侵入和人员自身的散热影响了室内温湿度的稳定；室内湿度总体偏低。一层和三层的湿度变化曲线较稳定，并且在楼内人员较少时一楼湿度低于三楼。这是由于无人员流动时，热气大部分停留在三楼。在供暖期内三楼的温度一直高于一楼，因为热气上升，导致不同楼层湿度的变化明显。 4.2 测试结果及结论 经测试数据比较，建筑馆的改造是成功的，既达到了我们的要求又满足建筑节能要求和国家规定。
4.2.1 建筑馆改造的结论
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第19卷第2期 呼伦贝尔学院学报 No.2 V ol.19 2011年4月 Journal of Hulunbeier College Published in april 2011
旧工业厂房改造成建筑馆的节能探究
王文新 许国强 鲍文强 刘鹏旭
（内蒙古工业大学土木工程学院 内蒙古 呼和浩特 010051）
摘 要：鉴于现在旧有工业建筑改造的主导模式，内蒙古工业大学建筑馆的成功改造具有很
强的代表性和借鉴性，特别是北方地区，同类建筑具有很大的共性。城市的发展必然伴随着废旧
厂房的增多，如对其进行节能性改造不仅能保留城市的历史文化精髓，而且有很大的经济价值。
关键词：节能改造；旧工业厂房；围护结构；传热系数
中图分类号: TU201 文献标识码:A 文章编号：1009-4601（2011）02-0098-04
引言
旧有工业建筑作为人类社会的物质载体之
一，是社会、经济、文化发展的产物。随着社会
的发展,城市功能的改变以及产业结构的调整，旧
有建筑逐渐失去原有功能而被大量闲置。采用铲
平重新开发在经济方面会造成很大的浪费，且有
背于文化遗产的传承理念，旧建筑的改造能够给
予它们新的生命。因此，改造性再利用成为旧有
工业建筑改造的主导模式。针对于内蒙古工业大
学，将原有的旧工业厂房变成建筑馆的节能改造
工程是一个较新的尝试。
1. 建筑馆简介
建筑馆位于呼和浩特市内蒙古工业大学，它
是由两栋相互连接的闲置工业厂房改造而成。建
筑主体共分为三层，外围护墙体为砖体砌筑，内
部为钢筋混凝土结构支撑体系，整个建筑面积达
25910m ，经改造后成为集办公、绘画室、教室、
图书馆、休闲等一体化建筑。 图1 以上两幅图为建筑馆改造前外观图和室内环境图
2. 改造概况建筑馆的节能改造总体分为两个部分：首先是建筑结构和建筑功能空间的重构。在保证基础稳定性和满足抗震荷载的基础上，对建筑使用空间进行更新，对传统空间进行优化再生，同时又要满足各区域采光和通风的要求;其次是对建筑节能的改造，主要是对维护结构的改造，利用高效保温材料以提高维护结构的热阻值。通过对可持续能源和节能建筑设备的使用而降低建筑的能耗。整个建筑馆改造的建筑节能达到60%，可见建筑馆的节能效果十分明显。 3. 建筑节能改造解析 3.1 建筑外部环境节能设计改造 3.1.1 外部环境概况 建筑馆位于呼和浩特市。处于中温带大陆性季风气候区，四季气候变化明显，差异较大，其特点：冬季漫长严寒，盛行西北风；夏季短暂炎热；春秋两季气候变化剧烈。
收稿日期：2011-01-10
作者简介：王文新（1976-）男，汉族，内蒙古工业大学土木学院讲师，硕士。研究方向：建筑节能。
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可见建筑馆较小的窗墙比完全满足国家规范要求，达到了很好的节能效果。由于有中通大空间和封闭玻璃幕墙式的屋顶的巧妙结合，改善了室内的采光，总体的可见光投射比大于0.4，满足光舒适性的要求。
改造前建筑馆的外门为单层铁门，现改为双层玻璃门和玻璃幕墙，并在外面设置了小型玻璃房，玻璃房外面再加玻璃门，两门相距两米，两门成90°角，有效隔断气流直接流动，保温效果优越。在缝隙处进行了较好的密封处理，在门芯板内加高保温材料（玻璃棉、矿棉、聚苯板等）。外窗朝向、窗墙比对建筑能耗有很大的影响，其中外窗朝向向南能耗最小，依次为北向、西向、东向。建筑馆的外窗主要集中在南向，完全符合
节能的理念。 [5][4]表2 建筑馆改造前后围护结构的传热系数对比表 改造前 改造后 2W/（m ·K）W/（m2·K） 1.52 1.35 标注 6.40 标注 0.39 0.40 0.26 2.60 1.60 国家标准 W/（m2·K）0.60 0.65 0.40 3.00 2.50 屋顶外墙地面窗 门 标注：1.改造前的门仅起防盗作用，防风保温效果很差，无法具体测定原门的传热系数。 2.屋顶的构造由于条件所限无法具体调查，根据旧厂房的建成时间及功能可推断其构造形式及传热系数。 3.原地面为土地面。 4.外围结构设计采用的各种方法均为国家规定的
标准图集设计。
3.4 采暖与通风方式的改造 旧工业厂房的采暖方式比较简单，只是在墙壁内侧安装几个散热器，保持室内温度为5℃。改造之初，考虑全部采用散热器对流采暖，由于建筑馆室内空间结构特殊，建筑馆内部有一个贯通的大空间，由于大空间散热量大，且全部采用散热器供暖则使用散热器数量多，影响室内的布局和美观，想到将一层改为采用地板辐射采暖，把
二、三层回水作为一层地板辐射采暖供水热源方
式，回水温度过高，不能直接作为地暖热源，还
得考虑增加换热器等因素影响。综合比较后，建筑馆改造后采用一层地板辐射采暖和二、三层散热器采暖的两种系统方式，利用良好的空气流动，使热气上升并向四周扩散，优化了供热效果。
建筑馆利用热压通风和风压通风来实现自然通风，主要利用热压效应（室外冷空气从门厅进入室内，室内暖空气上升，从高处排出）。排出的空气在中庭顶部汇合，从顶部经管从烟囱排出，建筑馆保留原有烟囱来进行通风，减少了能耗，
图3 以上两幅图为建筑馆改造后外门图 且有定向热压保证它的通风顺畅，通风的效果明 显，同时对原有建筑做出有效利用。
4. 建筑馆热湿环境的测试
通过上述改造数据的对比，可以看出改造后的建筑馆的节能效果显著。
4.1 测试数据及图表 3.3 外围护结构的节能分析 现将围护结构的各项指标进行对比（表2），发现节能效果非常明显，且均低于国家标准要求。
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此次测试主要针对建筑馆热湿环境进行测试。为保证测试的代表性和准确性, 具体测试时间分别选择夏季较热时、冬季供暖初期和供暖期最冷时三个时段进行测试。
建筑馆的改造保留了旧有外貌，尊重历史和文化价值。改造后功能由单一的厂房变成教学、办公、餐饮等为一体的多功能现代建筑。改造工程中采用的人性化建筑空间重构理念（内部）和先进的结构加固改造技术（外部），在确保了安全性、舒适性和耐久性的前提下，对其内部结构进行大胆改造，增强了其多功能性和实用性。节能改造不但减少了对资源能源的消耗，降低了对环境的破坏，还确保了旧有建筑的充分利用和延续。 4.2.2 改造建议 由于建筑馆窗户面积大，上下层相互连通，冬季采暖热气上升，可考虑在建筑馆屋顶设置回风口，将上部热气抽回到下部充分利用，以提高供暖效率；针对湿度偏小，可将室外现有的浅鱼池上的水利用新风带入室内，增加室内湿度；同时可以在一楼定时洒水来满足室内湿度的需求。在不影响建筑馆采光的前提下，可以在外围增加种植树木的数量，减小寒冷气流对建筑馆的直接冲击，又可以改善建筑馆附近的空气环境，达到节能与改善环境的双重目的。 5．结束语
内蒙古工业大学建筑馆的成功改造代表了废旧建筑的发展方向，也是节能的重要体现，很值得我们研讨与借鉴。在城市的发展中必然会有大量厂房的闲置，如何让它的价值得以延续?怎样保留它的文化精髓?节能改造便是一个有效的举措。而 “是否改造、怎样改造”还值得大家不断研究和探索。如果我们利用有效可行的改造策略将它改造再利用，那么不仅节约能源，也避免了大量建筑垃圾的产生，缓解了城市的压力，全面体现了现代节能环保的理念。
参考文献：
[1] 莫天柱，宋竹.夏热冬冷地区规划方案阶段控制体
型系数的研究[J].沈阳：建筑节能，2010.4 .
[2] 韩宇，闫增峰.西安地区宿舍楼建筑节能改造实例分
析[J].西安建筑科技大学：建筑节能，2008年第4期.
[3] 范怀瑾，程光胜，杨坤.塑料门窗的节能技术[J].
北京：门窗 Doors & Windows，2008年第3期.
[4]《公共建筑节能设计标准》（GB50189—2005）[S].
北京：中国建筑工业出版社，2005.
[5] 杨惠忠.建筑节能新技术研究与工程应用[M].北
京：中国建筑工业出版社，2009.
图4 以上三幅图为建筑馆不同时期热湿环境测试图 由测试图（图4）得出：室内温度基本保持不变，在采暖期间大多能维持在17℃以上，即外围护结构保温性能较好，达到了节能目地；建筑馆由于大空间结构，地暖产生的热量快速上升到三楼，故温度随高度增加呈上升趋势。室内的温度和湿度在某个时间段会有明显的变化，这是因为人员流动高峰期和室内人员较多的时候，开关外门比较频繁导致冷风侵入和人员自身的散热影响了室内温湿度的稳定；室内湿度总体偏低。一层和三层的湿度变化曲线较稳定，并且在楼内人员较少时一楼湿度低于三楼。这是由于无人员流动时，热气大部分停留在三楼。在供暖期内三楼的温度一直高于一楼，因为热气上升，导致不同楼层湿度的变化明显。 4.2 测试结果及结论 经测试数据比较，建筑馆的改造是成功的，既达到了我们的要求又满足建筑节能要求和国家规定。
4.2.1 建筑馆改造的结论
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