“紅”建筑“綠”居住

陳冰

如今最當紅的建筑是綠色建筑,也就是那些盡可能做到低碳排放、利用可再生能源的環保建筑。“綠”居住已經成為當紅的生活態度。

如果說建筑是凝固的生活態度,世博園就是最大的生活態度展場。從石庫門到漢堡之家,你可以輕松地穿越數千年的人類文明與智慧,窺探未來世界的發展趨勢和種種可能。

在上海世博會有許多特別的綠色建筑,比如說英國的零碳館,真正實現零排放。還有像德國的漢堡之家,是世界上第一座“被動房子”,完全實現了能源自給。不過這些還屬于實驗性質的建筑。在上海,第一座獲得LEED金獎的綠色建筑日前在浦東落成。這意味著以后將會有更多的綠色建筑在中國出現,為低碳生活注入實質內容。

未來,我們將住在哪里?

零碳房

位于世博園城市最佳實踐區的英國“零碳館”由兩棟零二氧化碳排放建筑前后相接而成。這座建筑傳承世界第一個零二氧化碳排放社區——倫敦BEDZED社區的技術精髓,并結合上海地區的氣候特征實施建造,是中國境內第一座零碳建筑。

“零碳館”主要依靠太陽能、風能和生物能三種核心能源,實現二氧化碳零排放。“零碳館”建筑頂部擁有眾多隨風轉動的五彩“風帽”,“風帽”利用溫壓和風壓將新鮮空氣送入建筑內部,并將室內空氣排出。

在通風過程中,建筑同時可利用太陽能和“江水源”系統對進入室內的空氣進行除濕和降溫,在這個有機循環的能源系統中,60%的能量來自太陽能光伏板,40%則靠蓄電池儲存的能量,基本可以自給自足。

“零碳館”所需的電能和熱能,還可以通過“生物能熱電聯產系統”對餐廳內各種有機廢棄物、一次性餐具等降解而獲得,降解完成后,最終余下的“產品”,還能用作生物肥,實現變廢為寶。

在建筑的形體設計中,為了盡可能大量利用被動式的太陽能源,“零碳館”的各向角度都針對能源收集方式做了優化。南向立面透過陽光間將太陽能轉化為室內熱能,南向屋頂則通過太陽能板,將太陽能轉化為電能;北向屋頂通過漫射太陽光培育綠色屋頂植被,同時北向漫射光為室內提供了相應的自然采光照明。

“零碳館”在材料的選擇上也是精挑細選,從而實現了整體結構的氣密性、隔熱性和蓄熱性。場館墻體表面附著的特殊熒光涂料,可將建筑白天儲存的太陽能量在夜間轉換為熒光釋放,減少照明能耗,使展館成為會發光的房子。單向三層玻璃窗的設置在接受陽光同時又將室外的熱量阻擋在外。

被動房

這是一座奇特的建筑,不需要從電網輸入一度電,也不需要空調和暖氣,卻能四季保持室內25℃左右的恒溫,而建筑所消耗的外部能源卻只有普通房屋的10%。這幢高約18米的紅磚房,形如對著四個方向打開的“抽屜”疊放在一起,融居住與辦公功能于一體。來自德國的“漢堡之家”是一座真正意義上的“被動房”。沒辦法,嚴謹的德國人沒法用更好的形容詞來描述這座屬于未來的建筑,只能老老實實地稱它為“被動房”。

不過,“被動房”一點也不“被動”,它主動地利用太陽能、地熱能等可再生能源,通過地熱泵獲得采暖、制冷、通風和去濕,再加上隔熱隔音、密封性強的三層充氮玻璃幕墻,實現極低的能耗。據稱,這樣的建筑在濕熱的長江三角洲區域尚屬首例,每年每平方米消耗50千瓦能量,僅僅相當于普通辦公樓四分之一的平均能源消耗量。“漢堡之家”當之無愧地成為中國境內首座獲得認證的“被動房”。

“漢堡之家”案例的原型來自漢堡市的“港口城(HafenCity)”項目,通過重新設計改造,這一老城區將被打造成擁有大量生態型建筑的商住大型社區,這一項目開始于10年前,目前已完成一半,還需要10年完成全部工程,這也是歐洲最大的城區重建項目之一。

雖然建造生態型建筑的成本會比傳統建筑略高,但著眼于未來,這類建筑顯然應該被大力開發建設,大城市應在節能環保和控制溫室效應方面做出努力。

來到世博園內的“漢堡之家”根據上海特有的濕熱天氣做了更周密的設計。屋面安裝了中央通風設備,為樓內所有房間提供經過加熱或制冷的除濕新風。夏季,外部抽入的熱空氣在輸入房屋之前,經過地下恒溫的熱泵“處理”,而后通過各樓層樓板里埋著的管道系統向屋內提供;冬季,外部抽入的冷空氣,同理經熱泵“處理”后向屋內提供。而其余能量,主要來自陽光以及建筑里的人與室內電器。除了每個人、每盞燈的熱量都會被保存之外,屋頂還裝有太陽能光伏設備,面積為450平方米,可提供建筑運營所需電能的80%左右。

此外,智能樓宇技術通過對照明和電動窗簾的智能化控制,實現了對自然光最大限度的利用,從而有效降低40%以上的能耗。這套樓宇自控系統還能夠防止熱量流失,保持室內良好的空氣流通,使得室內幾乎沒有灰塵——這些都促使運營和勞動力成本降低了大約50%。

綠建筑

有關數據顯示,目前,建筑物為了確保可靠的照明、供暖和制冷,創造舒適的生活環境,消耗了全球40%的能源,排放了21%的溫室氣體。不過采用現代化的技術,完全有可能降低建筑物的碳排放。

2010年7月,歐萊雅(中國)研發和創新中心在上海浦東落成。這是上海第一個獲得LEED金級認證(45分)的建筑。它比常規研發中心節約50%的能源消耗。美國綠色建筑協會(能源及環境設計先鋒)LEED認證是世界上使用最廣泛的建筑環境評估體系,認證主要基于以下標準:能源的高效利用、水資源的節約、最低限度的環境影響、辦公人員的舒適度,原材料的回收使用以及資源的合理利用。這就確保了在建筑物從破土動工開始到投入正常使用的全過程中減少環境污染。

這一切表明,在世博園之外,上海再一次實踐了建筑的低碳、綠色與環保,將地源熱泵、三層節能墻體、太陽能供熱等成熟技術集成應用于一幢建筑之中的嘗試又向前邁進了一步。

在這座先進的科研實驗樓內,處處顯露著迷人的“綠色”特性:在土地上種草并挖水溝,防止水土流失;在施工過程中,保留工地的濕地景觀,保護生物多樣性;在停車棚頂種植綠色植被,抑制熱島效應,凈化周邊環境。

節水方面,創新的廢水處理技術——濕地處理技術,最大限度地再利用333立方米經過濾園處理的雨水,每日用于澆灌和沖廁所的水為14立方米,與傳統建筑物相比節水90%。而樓內所有用水設備全部采用低流量裝置,用過濾園的水沖廁所,澆灌水量要求低的植物等,與傳統裝置相比節水約30%。

采用雙面Low-E技術高隔熱玻璃可隔開室內和室外的熱量,最大限度地降低照明功率密度值并采用調光系統,照明也變得更加可控,避免不必要的用電浪費。太陽能熱水系統和建筑外觀高度結合,盡量利用自然采光,利用地源熱泵為大樓提供空調冷熱源,保證室溫常年在26℃左右。

另外,在工程施工期間,施工工地設立了中央廢料站,以集中儲存再生材料。在建筑投入使用之后,又在每層樓設立廢料房,充分利用可再生材料。

歐萊雅中國研發中心總監沈雷杰先生告訴記者,建筑節能投入沒有想象中那么高,這座應用了外墻保溫、雨水收集、高性能玻璃、太陽能熱水的建筑項目,并未增加太多的建筑成本,更關鍵的是,這些成本很快就能在日后的運行中節省回來。

由此可見,讓建筑更節能、更環保并不是一件遙不可及的事情,現有的技術已經能夠大大減低建筑能耗,我們需要的僅僅是一個——態度。