全生命周期的“绿色”工业化建筑——上海地区开放式工业化住宅设计探索

一、从设计源头延长建筑物寿命
就像每个人都有自己的实际年龄、生理年龄、心理年龄以及生死规律一样，一栋建筑物也有着它的结构寿命、使用寿命、人文寿命和商业寿命。建筑物从设计建成开始，就进入了它的循环历程。其中，结构寿命是针对建筑结构的安全性、适用性和耐久性而言的，其分类按照《建筑结构可靠度设计统一标准》采用的设计基准为50年，设计使用年限分为四类，即临时性结构5年、易于替换的结构构件25年、普通房屋和构筑物50年、纪念性建筑和特别重要的建筑结构100年。比如，建于1907年的外白渡桥，是上海第一座近代钢桥，其设计寿命100年，到达原设计结构寿命后，2008年修缮后继续使用。

设计寿命是《民用建筑设计通则》中对民用建筑的设计使用年限，有着和结构相同的年限对应关系。至于实际寿命，由于建筑物本身所具有的灵活性和弹性，以及人们使用功能变化和使用要求上的易适应性，建筑物经改造后，使用寿命得以延长，如苏州河艺术仓库等。但由于种种原因，我国建筑的实际使用寿命是“50年罕见、30年普遍”，拆除情况普遍，不及国标规定最低使用年限50年的60%。建筑物的短命造成了大量的资源浪费，产生巨大的建筑垃圾，造成环境的巨大压力。


建筑物的生命周期，即建筑物由出生到灭亡的时间。建筑物是由建筑结构体、建筑内装修与建筑设备等不同部件所组成，其各自的生命周期并不一致。建筑物的使用寿命取决于结构寿命，结构体系和结构强度不能满足使用要求，也就是判定了建筑物的“死刑”。建筑室内装修和建筑设备使用寿命一般短于结构设计寿命，在结构寿命期内，建筑室内装修和建筑设备通过更新满足新的使用要求。如何延长建筑物生命周期？或者如何延长结构使用寿命？分析在结构寿命内被拆除的建筑物原因时，除了规划调整或规划不合理原因之外，建筑物设计功能单一也是原因之一，业主和建筑师没有考虑或者无法考虑将来的使用要求。在建筑设计过程中应建立建筑物全生命周期的设计观念，建筑师要研究使用对象在不同阶段的使用要求变化，通过简单结构改造加固，满足新的使用要求，延长建筑物的使用寿命。另一种解决办法是提高既有建筑改造能力和水平。如现代建筑设计集团完成杨浦区国棉十七厂改造，让百年老厂房华丽转身，成为创意时尚中心。另一个典型案例就是申都大厦绿色化改造项目。该改造项目位于上海市西藏南路1368号，用地面积2038平方米，建筑占地面积1106平方米，建于1975年，为围巾五厂漂染车间，1995年由上海建筑设计研究院改造设计为办公楼，2008年现代设计集团将其进行绿色化改造成为绿色三星标识建筑。



二、传统住宅设计的历史沿革和存在的问题
计划经济条件下的住宅主要是国家福利分房，如工人新村等类型住宅，体现公平分配，所有住宅标准相同，建筑面积相同，住宅使用寿命基本等同结构寿命。福利住宅其类型具有分层、分室不成套的居住单位，厨房公用、卫生间公用或无卫生间，为建造标准较低不成套的3至6层住宅形式 , 主要为由国家或企业统一建造的专供职工居住的福利型分配住宅，结构形式主要为砖混结构。市场经济条件下的住宅成为可交易商品住宅，为家庭财产，可升值、保值，体现商品住宅的多样性和人文需求的多样性。此时的商品住宅具有分层、分室且成套的居住单位，主要居住空间和功能有卧室、客厅、餐厅、厨房、阳台及卫生间等，是设备配套比较完善的多层或高层住宅形式，由多幢组合形成小区或多个小区组合形成居住区，公建配套设施也比较完善。结构形式主要为砖混结构（多层）、框架结构或剪力墙结构（高层）。

随着人民生活水平的提高，传统住宅设计中存在的问题逐渐显现。比如适应性不足，统一标准的住宅，难以改造，被大量的拆迁或置换；功能不可变，随着家庭成员数量变化，居住单位面积不足，厨卫标准等无法提高，住宅功能需求得不到满足；适老性不足，随着老龄社会的到来，原有住宅适老性需求不足，多层住宅需增加电梯等垂直交通，轮椅出行等无障碍设施缺乏，如何实现住宅的全生命周期成为社会难题。

三、打造全生命周期的绿色工业化住宅
工业化建筑标准化程度高，往往被认为建筑平面灵活性低，不易调整。但是，现代工业化建筑墙板和楼板跨度可以覆盖两个住宅整开间，因此，内部空间灵活，可变房型设计，内部隔墙灵活分隔，在相同的外部立面表现形式下，可以变化出不同的房型平面布置，甚至可将两套房型合并形成大套房。

在预制框架剪力墙体系中，由于柱子内凸对使用面积的影响、柱子和外墙空调穿管位置的矛盾等原因，预制梁柱位置会对使用空间造成影响，虽然可以采用柱子外凸做法，但对建筑物外立面影响较大。相比之下，预制剪力墙结构体系不存在上述影响，剪力墙布置在外墙位置，内部隔墙可以灵活分隔布置，对建筑物外立面几乎不产生影响，且适合于工业化住宅板式结构的生产体系，无论是混凝土大板、“三明治”外墙保温板，还是双面叠合墙板。

为了提高住宅全生命周期内使用功能适应能力，提出“开放式”工业化住宅设计理念。开放式住宅在住户入住前（或者入住后），建筑平面布局可以因住户使用要求灵活调整，设备可以灵活布置，满足住宅生命周期内使用者的不同需求，同时延长了建筑物的寿命。这种具有应时而变、大空间居住模式的特点，大大提高了建筑的适应性，解决了传统住宅功能可变性和适老性差的问题。

作者系：上海现代建筑设计（集团）有限公司 张桦