城市更新背景下老旧建筑改造设计方法研究

近年来，城市更新已成为推动城市发展和社会进步的重要方式。大量建造于上世纪中期以前的老旧建筑，因结构老化、功能不全、能源消耗高等原因，面临淘汰或改造的选择。然而，老旧建筑往往具有独特的历史文化价值和空间特色，其存在不仅是城市发展的见证，也是城市文化脉络的重要组成部分。简单拆除重建虽能提升土地利用率，却容易导致城市个性和历史记忆的流失。相较之下，合理的改造设计能够在延续历史价值的同时满足现代使用需求，实现环境效益、社会效益和经济效益的统一。因此，如何在城市更新进程中实现老旧建筑的高效改造与再利用，成为建筑设计与城市规划领域亟需解决的重要问题。

一、老旧建筑改造设计的基本原则与影响因素

（一）功能性需求

老旧建筑普遍存在室内空间布局不合理、设备老化以及消防设施不完善等问题。改造设计应以提升空间利用效率和满足现代生活需求为目标。首先，针对住宅类老旧建筑，可通过局部拆改墙体实现开敞式厨房与客餐厅一体化布局，增强空间通透感。其次，增加智能家居系统，如恒温恒湿空调、智能照明与安防设备，提升居住舒适性和便利性[1]。在商业建筑方面，需增加可变空间与共享办公区，采用灵活隔断系统（如移动隔墙或折叠屏风），实现功能的多样化与复合利用。地下空间开发也成为近年来的改造重点，通过防潮加固与新风系统安装，将原本闲置的地下空间转变为停车库、仓储或公共服务区。

（二）文化价值与历史保护

老旧建筑常具有地方特色的建筑风貌与装饰元素。改造过程中应优先考虑保护建筑原有结构与历史风貌[2]。具体做法包括：采用原材料修复法，即在屋面、立面修缮中尽量使用原材质，如青砖、花岗岩、灰泥饰面等；对于木结构建筑，应采用榫卯结构修复工艺，避免钢钉等现代连接件破坏原有结构完整性。再者，通过加装现代玻璃幕墙时，应在比例、色彩与线条上与历史建筑协调，避免破坏整体观感。例如，使用超白低反射玻璃，并结合隐藏式金属框架，使新增部分具备现代功能的同时不喧宾夺主。对于具有历史保护价值的建筑，需遵循《历史建筑保护条例》，按 C 级（适度改造）或 B 级（局部保护）等级分类实施，严格控制改造尺度与方式。

（三）结构安全与技术条件

老旧建筑的结构问题主要集中在地基下沉、钢筋锈蚀、混凝土碳化以及梁柱开裂。改造前应进行全面结构检测，采用回弹法与超声波法评估混凝土强度，利用钢筋扫描仪检测钢筋布局与腐蚀情况。针对检测结果，可选择增设钢结构内支撑、碳纤维布加固或外包钢套筒加固技术。例如，在钢筋混凝土柱体上粘贴 200–300 克 / 平方米碳纤维布，经真空浸胶固化后，可有效提高承载力 15%-25% 。同时，应全面升级建筑节能系统，包括外墙外保温（EPS板60–100毫米厚度）、节能型LOW-E中空玻璃窗替换、屋顶太阳能光伏板安装等。

（四）社会与政策因素

政府政策对老旧建筑改造具有决定性影响。中国近年来出台《城市更新条例》《绿色建筑评价标准》等相关政策，明确要求保留历史风貌、推动绿色建筑、提高土地利用率。地方政府多采用财政补贴、税收减免等方式鼓励企业与个人参与改造项目。此外，居民参与机制也是影响改造成败的重要因素，尤其在住宅区更新中，应通过社区会议、问卷调查等形式听取居民意见，解决搬迁、 权归属等敏感问题，确保项目顺利推进与社会认同度的提高。

二、老旧建筑改造设计方法探讨

（一）空间优化与布局调整

空间优化首先应根据建筑用途和使用人群需求确定具体布局策略。对于住宅类建筑，采用“横向贯通 + 纵向整合”原则，通过拆除非承重墙实现室内空间的重新分配。例如，在 50 平方米以内的小户型改造中，打通厨房与客餐厅，将独立厨房改为开放式格局，有效提升空间利用率 10%-15%o 。在大型住宅楼中，可将原有分散式储物空间整合为集中储藏间或共享空间，适应现代家庭对收纳和公共交流空间的需求。对于公共建筑，如办公楼、展览馆或社区中心，推荐采用“中央核心筒 + 环绕功能区”布局模式，将电梯井、管道井、消防楼梯、卫生间集中布置于建筑核心区，两侧布置办公、展览、服务等功能区，从而优化动线，降低设备维护成本。屋顶空间利用方面，可依据《绿色屋顶工程技术规程》设计屋顶花园与露台休闲区，包括设置植物种植槽、步道及休闲座椅。屋顶绿化同时有助于降低屋顶表面温度 5℃以上，改善建筑热环境。交通流线优化方面，应合理设置垂直与水平交通设施，包括增设无障碍电梯、扶手电梯与残疾人坡道，坡度严格控制在 1:12–1:15，符合《无障碍设计规范》。在入口区应设置盲道与语音引导系统，满足特殊人群使用需求。

（二）建筑风貌与立面改造

老旧建筑立面改造应注重新旧材料、色彩与细部处理的协调性，以实现视觉效果与建筑性能的双重提升[3]。例如，在保持原有砖石结构风貌的基础上，增加超薄石材挂板（厚度 8–12 毫米）与铝合金蜂窝板，采用干挂施工工艺，确保保温、隔声性能达标，同时降低外立面自重 15%-20% 。色彩设计方面，建议参照《城市色彩规划导则》，使用灰、米、青等中性色调，避免出现饱和度过高或色差突兀的情况，保持街区整体协调。现代元素融入时，可适量增加玻璃幕墙或穿孔铝板装饰，但其面积比例应严格控制在立面总面积的20% 以内，以防破坏原有建筑形象。对于外墙开裂、渗水等常见问题，推荐使用微压注浆技术进行局部修复。该技术通过低压注入高流动性聚氨酯浆液或水泥浆液，填补墙体内部微裂缝与空洞，既能增强墙体密实度，又避免传统铲除工艺带来的大面积损伤与高成本。此外，细部构造如窗框、雨棚、栏杆等也应同步优化，推荐选用耐候性强的氟碳涂层铝合金或不锈钢材质，既提升整体美观度，又延长使用寿命与后期维护周期。

（三）绿色建筑技术的应用

绿色建筑技术应用应全面考虑节能、节水、节地与节材四项指标。节能方面，推广外墙外保温系统，优选 A 级不燃型无机保温材料如岩棉板，厚度控制在 80–120 毫米，导热系数≤ 0.045 W/ (m⋅K) ，有效提升建筑整体热工性能。窗户升级为LOW-E 三玻两腔中空玻璃窗，选用热反射镀膜玻璃，热传导系数不超过 1.6 W/ (m²⋅K) ，能够有效降低建筑全年空调负荷 10‰ 。节水措施包括设置雨水收集系统与中水回用系统。雨水通过屋面与阳台排水系统汇集至地下蓄水池，再经过过滤设备用于绿化喷灌与厕所冲洗，缓解城市排水压力 [4]。节地方面，结合垂直绿化与屋顶绿化设计，提升建筑附属绿量率不少于 15%。屋顶绿化层厚度控制在 150-300 毫米，选用耐旱性与适应性强的植物，如佛甲草、金叶景天及翠云草，同时设置自动滴灌系统，便于日常养护。节材方面，推荐使用再生钢材（如90% 再生料钢板）、环保型水性涂料、低 VOC 释放量材料，以及高性能混凝土（抗压强度

⩾ C40），同时注重室内外装饰构件的可拆卸性与重复利用率，以降低后期维护与更新成本。

同时，应推广装配式构件替代现场浇筑技术，以减少建筑垃圾与施工噪声污染。

（四）信息技术支持设计

现代信息技术已经成为老旧建筑改造全过程的重要支撑工具。BIM（建筑信息模型）技术不仅可实现建筑结构、设备管线与室内布局的三维可视化整合，还能提前检测施工冲突点，减少后期修改成本[5]。例如，在进行结构加固设计时，通过 BIM 平台建立钢结构与原有混凝土框架的耦合模型，模拟加固节点的受力分布与变形情况，有效避免施工阶段出现误差与返工，提高施工效率与工程质量。虚拟现实（VR）与增强现实（AR）技术也已逐步应用于项目方案展示与居民沟通环节。尤其在涉及历史建筑保护类项目时，可利用 VR设备提前展示改造完成效果，让业主、居民及监管部门充分了解项目预期，减少方案变更频次，同时提高社会公众对改造项目的认同感。智能建筑管理系统（BMS）集成技术则主要应用于改造完成后的运营管理阶段。通过 BMS 系统，实现对建筑内空调、照明、电梯、消防等设施的集中监控与能耗分析。例如，当某区域用电负荷异常时，系统会自动发出预警信息并联动相关设备进入节能或安全模式，有助于提升整体建筑运营效率与安全水平，降低长期运维成本，同时为后期维护提供精准的数据支持与决策依据。

三、典型案例分析与经验总结

（一）国内典型案例分析

例如，某艺术区改造是当前国内老旧工业建筑再利用的重要代表。原有厂房多为上世纪五六十年代建造，采用混凝土框架结构与钢结构屋架。改造过程中，充分保留了原有的工业风格元素，包括外露管道、钢结构梁架、粗糙混凝土墙面等，使其继续呈现历史工业氛围。在功能上，增加了现代艺术展览、咖啡馆、创意办公等新用途，满足多样化文化活动与商业需求。建筑空间通过局部增加玻璃顶棚和开放式院落，使内部采光与通风条件明显改善，同时形成具有开放性与互动性的公共空间氛围，吸引大量游客与创意从业者聚集。改造中统一采用低反射玻璃与灰白色调，既提升了建筑整体协调感，又降低了强烈反光对周边环境的影响。部分改造区域还设置了可拆卸展览装置与临时展馆，使空间使用更加灵活，满足不同规模活动的需求。除此之外，项目广泛使用节能灯具与集中供热系统，部分厂房还增加了太阳能热水系统和雨水回收设备，有效降低能耗与运行成本，符合绿色建筑理念，同时提升了整体生态环境质量与社会公共价值，使其成为城市文化更新与绿色发展融合的示范项目。

（二）案例启示与共性方法总结

通过对该艺术区等国内典型案例的总结分析可以发现，成功的老旧建筑改造项目普遍具有以下几个共性方法：一是尊重原有建筑特色，尽量保留历史建筑的关键结构与风貌，通过有限干预而非彻底重建实现空间功能更新，既延续历史文脉，又符合现代审美需求；二是结合现代建筑技术提升性能，特别是在节能、绿色材料应用与智能化设备方面实现系统性提升，如采用高性能中空玻璃、屋顶绿化、智能能耗监控系统等，有效改善建筑运行效率与环境品质；三是注重社会参与与市场需求，将改造后的建筑用途与城市发展趋势、居民需求紧密结合。例如通过引入文化创意产业、服务业等新型功能业态，使老旧建筑焕发新的经济与社会活力，同时增强社区凝聚力和公众参与感。这些方法为今后制定系统性的老旧建筑改造设计流程提供了具有参考意义的基础和实践指导。

（三）改造设计方法框架提出

结合实际改造经验和理论分析，建议老旧建筑改造设计流程遵循以下系统性框架：首先是前期调研与评估阶段，包括建筑结构检测、历史价值认定、功能需求调研与市场分析，明确改造目标与技术路线；其次是改造方案设计阶段，围绕空间布局优化、结构安全加固、建筑风貌整治、绿色技术集成等关键方面进行细化设计，确保方案具备可实施性与合理性；第三是实施与监控阶段，通过引入 BIM 技术和智能监测系统，实现施工过程实时跟踪、节点控制与质量管理，并同步建立数据档案；最后是社会反馈与运营优化阶段，通过持续进行居民调查、使用效果评估与运营数据分析，动态调整建筑功能与服务内容，提升建筑长期使用效益。不同类型老旧建筑可根据用途与历史价值分为住宅类、商业类、公共服务类三大类，分别采用相应的改造策略与技术体系，从而实现全面、科学、系统的城市更新目标。

总结：

老旧建筑改造是城市更新过程中不可或缺的重要环节，其设计方法需要在功能优化、历史风貌保护与绿色节能技术应用之间寻求平衡。通过对实际案例的分析可以看出，尊重原有建筑特色、合理引入现代技术手段以及注重社会参与和运营反馈，是实现老旧建筑可持续利用的关键。本文提出的空间布局优化、结构加固、风貌整治和信息化管理等综合设计方法，具有较强的实践指导意义。未来，老旧建筑改造仍需结合城市发展需求和居民使用习惯不断完善技术体系，以促进城市空间品质的全面提升和社会、经济、文化价值的同步增长。

参考文献：

[1] 郑燕 . 城市更新中老旧住宅建筑改造设计策略 [J]. 中华民居 ,2024,17(07):105-106.

[2] 张琦 . 既有社区老旧建筑适老性改造设计 [J]. 住宅与房地产 ,2024,(25):104-106.

[3] 白云海 . 城市更新与老旧住宅建筑改造设计研究 [J]. 鞋类工艺与设计 ,2024,4(14):151-153.

[4] 刘西子 . 基于人文需求的旧建筑改造设计分析 [J]. 中华建设 ,2024,(01):82-84.

[5] 张锦源 , 尹波 , 雷瑞德 , 等 .BIM 技术在老旧建筑改造工程中的应用分析 [J]. 四川水泥 ,2024,(01):36-38.