缩略图

城市更新背景下老旧建筑改造施工技术研究

作者

张敏

湖北东新建设工程有限公司 湖北省孝感市 432813

近年来,随着城市更新战略的深入实施,老旧建筑改造已逐渐从单一修缮走向系统性提升,不仅关乎建筑本身的安全与功能改善,也关系到城市环境品质和居民福祉的整体提升。部分老旧建筑结构老化严重,设施陈旧,能耗较高,已无法满足当前城市发展与群众生活的需求。在技术层面,这类建筑的改造施工复杂度较高,亟需更加科学、系统和高效的技术支撑与管理方法。

一、老旧建筑改造的主要技术难点与挑战

(一)结构安全性问题

老旧建筑普遍存在因年久失修导致的结构劣化问题。钢筋锈蚀、混凝土碳化、保护层剥落等是常见现象,这些均严重影响承载性能。在大量 20 世纪五六十年代建造的砖混结构建筑中,承重墙因墙体开裂、砂浆强度降低而出现稳定性下降。此外,由于设计时代较早,原结构往往未按现代抗震标准设计,尤其是在地震烈度为Ⅶ度以上地区,如川滇地区,未设构造柱、圈梁的情况十分普遍,抗震能力严重不足。在结构检测方面,应结合超声波法、回弹法、钢筋扫描和钻芯取样等技术手段,全面评估混凝土强度、钢筋锈蚀程度及构件承载力。并且可对老旧建筑结构进行安全等级划分,为后续加固改造提供技术依据。

(二)功能与性能的滞后

许多老旧建筑在供水、供电、排水、采暖等方面的系统已严重老化,普遍存在电路负荷过载、上下水渗漏、供暖效率低等问题[1]。例如,老旧住宅常采用明敷布线、铸铁排水管和单管立式供暖,已无法满足现代用能安全与舒适性需求。此外,建筑围护结构的热工性能普遍较差,墙体多采用普通粘土砖,传热系数远高于《公共建筑节能设计标准》(GB 50189-2015)中的限值。建筑布局方面,常见的户型为小进深、狭小厨房、分离式卫生间,不符合现代居住功能与动线优化的要求。空间改造需要在保持结构安全的前提下,通过隔墙调整、承重构件转换等方式实现空间适应性重构。

(三)施工条件受限

老旧建筑多处于建成区,周边建筑密集,施工场地狭窄,尤其是在城市核心区如北京、上海、广州的中心老街区,施工机械难以进场,材料运输与堆放存在障碍。此外,许多建筑尚有住户居住,无法实现全面腾空,需在居民入住状态下施工,造成噪声控制、粉尘处理、施工时间管理等方面的额外限制。同时,对于具有历史风貌的建筑还需在施工过程中兼顾保护要求。例如在历史街区改造中,须采取小型机械、手工拆除等低扰动工艺,避免破坏立面构造、木结构构件或历史色彩材料。这类施工需与城市文物保护条例相协调,制定针对性的施工组织方案。

二、老旧建筑改造的关键施工技术路径

(一)结构加固与抗震改造技术

针对不同结构类型的建筑,应采用差异化加固方法。对于钢筋混凝土框架结构,粘贴碳纤维布(CFRP)是一种高效轻质的加固技术,尤其适用于板、梁的弯矩区段增强,粘结强度需满足相关要求。其优势在于施工便捷、截面不增加,对使用功能影响小。对于柱构件则多采用外包钢法,通过角钢与钢板围护混凝土截面,提高承载力和塑性。

在砖混结构加固中,增设钢筋混凝土构造柱、圈梁系统是基本手段,用以提高墙体整体性和抗震性能。对于基础承载力不足的情况,可通过注浆法(采用水泥 - 水玻璃或水泥 - 膨润土浆液)进行地基加固,或采用托换法对基础局部进行替换重建。

抗震加固还需考虑节点区的加强处理,通过钢板包裹、增设栓钉等方式提高节点延性;同时在改造设计中,应通过 ETABS 等结构分析软件对地震作用下的构件受力进行模拟分析,指导加固方案的优化。

(二)节能改造与绿色施工技术

节能改造重点在于围护结构和建筑设备系统的优化 [2]。在外墙保温方面,外贴保温系统(如 EPS、XPS 板)为常用方式,但在保护外立面风貌时,更倾向于内保温系统,如采用聚氨酯喷涂、复合硅酸盐板等材料,传热系数需控制在 0.038W/m⋅K 以下,以满足现行节能标准。

窗户更换则建议选用断热铝合金双层中空玻璃窗,既兼顾气密性、水密性与隔音性,也提升保温性能。对屋顶则可采用种植屋面或反射型涂料降低热负荷。通风系统可引入热回收新风系统,回收效率在 65% 以上,可有效控制室内CO ₂浓度,提高能效比。

同时应推广绿色建材,优先使用获得绿色建材认证的产品,并通过建筑能耗模拟(如 EnergyPlus)进行方案比选。在可再生能源应用方面,可结合建筑屋顶设置光伏发电系统,采用并网型逆变器将太阳能发电接入市电,实现绿色能源供应。

(三)施工管理与智能化技术应用

在施工阶段,应广泛应用 BIM(建筑信息模型)技术,通过三维建模对老建筑构造、管线排布进行精确模拟,提升方案可视化水平与碰撞检测能力。通过 Navisworks 等软件进行施工顺序仿真,可有效控制施工进度和工序冲突。

为保障施工质量与安全,宜采用智能传感监测系统,对结构应变、振动、位移等参数进行实时监控。尤其在托换、切割等关键工艺过程中,通过布设无线监测节点(如光纤光栅传感器),可提前预警结构风险[3]。

在扰民控制方面,应采用高效除尘装置(如布袋除尘器)、低噪声电锤及振动垫,施工时间合理避开夜间及居民休息时段。同时通过分区域、分时段施工组织方案,实现“微更新、渐进式”的低扰动改造路径,兼顾居民使用与施工进度。

三、典型案例分析与经验总结

(一)某老旧楼房改造工程

该项目为典型的 20 世纪 70 年代砖混住宅,改造内容涵盖结构加固、节能改造和室内功能提升。结构加固方面,采用钢筋混凝土构造柱与圈梁体系,提升整体抗震性能;节能方面,采用 EPS 板外墙保温系统、断桥铝中空窗、太阳能热水器。该项目通过建筑节能检测,年均能耗下降约 35% ,显著改善了居住舒适性。

(二)某历史街区综合提升工程

此项目位于城市核心老城区,建筑多为上世纪三四十年代的砖木结构房屋,具有重要历史价值。改造中采用微创技术施工,对木结构构件采取脱盐防腐处理,结构加强采用钢结构内嵌补强,同时保持原立面风貌。施工全过程采取小型设备、无震动切割和分层搭建脚手架,确保文保建筑不受破坏。工程完工后,该街区成为城市更新与历史文化保护融合的典范。

(二)案例总结与适用性分析

两项案例表明,老旧建筑改造需依据建筑性质、结构形式与文化属性进行分级分类处理。住宅类建筑宜侧重节能与舒适性提升,历史类建筑则强调保护与结构优化的平衡。结构加固、节能措施与施工组织的综合集成,是确保改造成功的关键路径。此外,技术选择应充分考虑成本、周期与可维护性,避免盲目追求高技术而忽视实际效益。

总结:老旧建筑改造是推动城市高质量更新的重要途径。通过科学的结构加固、节能优化及智能化施工管理技术,可有效提升建筑安全性与使用功能。实践表明,因地制宜地选择技术路径,并重视施工过程的组织协调,是保障改造质量与效率的关键。未来应加强技术集成创新与政策支持,推动老旧建筑改造向系统化、绿色化发展。

参考文献

[1] 冯君来 . 城市更新背景下老旧小区建筑工程改造施工探究[J]. 中国住宅设施 ,2025,(02):251-253.

[2]赵丽,施戈亮,杨硕.旧房改造中的建筑工程技术应用[J].建材发展导向 ,2024,22(21):100-102.

[3] 王永华 , 薛凯 . 老旧小区建筑外墙保温改造施工技术分析[J]. 住宅与房地产 ,2025,(07):101-103.