倪同兵
1984年,美國聯合技術公司的一家子公司——聯合技術建筑系統公司在美國康涅狄格州的哈特福德市完成了一座大樓。該大樓內的空調、供水、防火防盜、供配電系統均為電腦控制,實現了自動化綜合管理,除可實現舒適性、安全性的辦公環境外,還具有高效、經濟的特點。大樓用戶還可獲得語音、文字、數據等各類信息服務。這就是世界上第一座智能建筑——CityPlace(都市大廈)。此后,智能建筑在世界各地蓬勃發展。
當智能建筑已經能完全滿足舒適和安全的需求之后,人們開始探尋更高層次的建筑理念——追求與大自然的協調。當然,這需要綠色理想與智能技術結合起來。而建筑大師們,在這種理念的指引下,已經為我們獻上了許多奇思妙想的杰作。卡羅·拉蒂:“人間龍宮”水建筑
想象一下,有這樣一幢大樓,用水建造而成,沒有門或者窗戶,四周墻面由噴涌而出的水流組成,但是當你走近它的時候,它會自動開門讓你進入。是不是有一點進入龍宮的感覺。
這是出現在2008年西班牙薩拉戈薩世界博覽會上的一幢獨特建筑。
這幢的“水墻”還是一個巨大的“顯示器”,其水流來自于數千個小噴頭,噴頭通過由電腦控制的傳感器進行開關和速射,圖像和文字在水墻上清晰可見。傳感器可以感應到某個不斷靠近的物體,并自動拉開水幕以便讓其通過。當觀眾從外面靠近水建筑的時候,電腦傳感器會自動改變水流形狀,水墻忽然出現一道門,觀眾穿門而入之后,傳感器則會將“水門”關上。
更讓人稱奇的是,這棟占地5400平方英尺的“大塊頭”建筑可以在頃刻間消失不見,它的屋頂可以從16英尺的高處迅速降至地面,從而完成神奇的變身。其中的奧秘是大樓的頂部有一個薄薄的水層,這個水層在巨型活塞的推動下可以上下浮沉。
“近年來建筑界的一個夢想便是設計出可變形、交互式,動態的建筑。如果你利用磚等傳統材料實現這一夢想,難度一定很大。”麻省理工學院可感城市研究院的卡羅拉蒂指出,這棟建筑全部采用循環水,從而提供一種蒸發冷卻的效果,不需要空調來降溫,如此一來,這一設計便打上了環保的烙印。即便其它建筑的墻面不能全部由水構成,但它們的未來結構應該采用“水亭”的目標,即“利用好每一個元素,不浪費一點兒資源。
約翰·哈迪:我的綠色學校之夢
如果你覺得”水建筑”技術味道太濃的話,那么讓我們回歸大自然,去感受一下純天然的綠色學校。
當珠寶設計師約翰哈迪在2007年退休之后,就與妻子一起展開了一段新的人生旅程:他們在巴厘島建造了一所綠色國際學校。孩子們來到這里不僅要學習常規課程,還需要學習如何利用竹子建造環保的房屋。讓孩子們在大自然的沐浴下學習成長,這個打破傳統學校概念的綠色學校正吸引著越來越多的目光。
綠色學校的設計絕對名副其實。沒有墻壁的教室與大自然連通在一起,依靠自然采光,老師們在竹板上寫字;微風徐徐,學生們臉上洋溢著笑容。孩子們不僅學習如何做知識的主人,還要學習去做這個世界的主人。
學校在各種實施方面到考慮以綠色為先,比如依靠水力發電,使用可循環利用塑料替換易壞的帆布屋頂,使用汽車擋風版代替寫字白板等。綠色學校也逐漸帶動了周邊綠色產業的發展,人們建造起了綠色房屋,環保企業紛紛進駐,綠色飯店也相繼開張。這一區域正逐漸發展成為一個綠色社區,一個綠色典范。
文森特·卡勒博:“鯨魚”、“蜻蜓”和“睡蓮之城”
讓我們再回到水的世界。比利時著名建筑設計師文森特卡勒博設計了一種新型的生物建筑,它的名字來自“Physaliaphysalis”(僧帽水母)。
這種建筑的設計靈感來自一個主要的全球性問題:現在10億人無法獲得飲用水。這種像“鯨魚”的建筑實際上是一個浮動的花園,在能源上完全獨立。
“它將漂流于世界各地的河流之上,塞納河、泰晤士河、伏爾加河,多瑙河、埃斯科河都能看到它的身影。它一定會受到所經過地方歡迎的,因為它能凈化河水:一方面,船的外層涂以二氧化鈦,通過與紫外線發生反應來凈化水;另一方面,通過生物過濾來減少水污染。”他說,“它也是一個自給自足的生態系統,除了靠船身上覆蓋太陽能電池板,還能借助自身的“光合作用”獲得所需的能源。”
文森特·卡勒博的想象力不僅僅停留在水上,為了緩解食品運輸和短缺問題,并且把消費者與生產環節聯系起來,他還設計了一只大“蜻蜒”。
“蜻蜒”大廈共有132層,高600米,可容納28種諸如水果,蔬菜,谷物,肉類和奶制品生產的不同農場。通過利用太陽能和風能,“蜻蜒”農場可以達到完全地自給自足。
文森特·卡勒博還有一個得意之作——“睡蓮之城”。
電影《2012》給我們造成了深深的末日危機感,而“睡蓮之城”也許能稍稍緩解你的憂慮。這種能夠漂浮在海面上、完全可以實現自給自足的建筑物中,可以容納大約5萬人。“睡蓮之城”的中部有一個能夠收集并凈化雨水的湖,三座形態各異的假山還可供人觀賞,而動力則來自于一系列可再生能源,假山上面設置一些太陽能電池板,能夠將太陽的輻射能量轉化為電能。此外,風力渦輪機以及能夠將潮汐產生的動力轉化為電能的發電站同樣可以為這個“理想城”提供動力。根據設想,“睡蓮之城”完全能夠實現“零排放”,因為所有的二氧化碳及其他廢棄物都可以實現再循環。
“這是一座兩棲城,城中沒有任何馬路或車輛,我們想實現人類與自然的和諧共處。一些國家花費數十億英鎊擴建海灘,加固堤壩,但是‘睡蓮之城實際上是應對水平面上升的終極解決方案。我認為如何安置因氣候變化而失去家園的數百萬人將是21世紀的最大挑戰之一。”談起自己的這一杰作,文森特·卡勒博很是得意。
文森特。卡勒博的這些設計都還停留在藍圖上,但是自給自足的建筑設計理念一定會在未來大放光彩。
綠色植物建筑
我們一直說,城市是水泥鋼筋叢林。試想一下,如果讓這些水泥鋼筋披上用綠色植物做成的衣服,是不是看起來就像真的叢林了。
綠色植物建筑似乎讓這一夢想得到了實現。這種建筑就是植物建筑師們運用嫁接、修剪等園林工藝,利用天然植物巧妙地建成了別具一格,魅力無窮的住宅、涼亭,電話亭等植物建筑,還兼具樹木本身的特殊功能,如美化環境、阻擋風沙、涵養水源、凈化空氣等。一位法國建筑師指出,城市建筑物表面只需要有5%為綠色植物所覆蓋,就能凈化空氣,為人們提供舒適的生活環境。
目前,這種想法已經開始實踐,下面就是兩個經典的生物建筑案例。
著名時裝品牌安·迪穆拉米斯特位于首爾的店鋪是一幢典型的生物建筑,它的正面和部分屋頂全被植物覆蓋,連樓梯都覆滿青苔,而其他三面則被竹子形成的樹籬包圍。它的設計理念是在高密度的城市住宅區中盡可能多地引入綠色,模糊自然和人工、室內和室外的概念。這棟植物建筑最大限度地結合了自然野趣,建筑的屋頂和墻壁上統一栽種著綠色植物,并且與落地窗框架無縫連接,形成了一個引人注目的建筑
位于法國巴黎的凱布朗利博物館是設計師PatrickBlanc的
杰作。它的南側達8600m2的墻面全部覆蓋著植物。植物種類達170余種,應四季而變化。這一景色在繁忙的市中心猶如一種驕傲的象征,每個到博物館游覽的人都不禁為之贊嘆。這個巨型的“壁畫”,主體結構厚度僅5cm多一點,是現有垂直綠化技術所能達到的極限。
走進生活的綠色智能建筑
也許前面說的這幾種建筑,你會覺得很遙遠,下面我們來看看即將走入我們家庭生活的綠色智能建筑。
要說綠色智能建筑,我們還得從“物聯網”談起。物聯網是新一代信息技術的重要組成部分。其英文名稱是“TheInternetofthings”。顧名思義,“物聯網就是物物相連的互聯網”。這有兩層意思:第一,物聯網的核心和基礎仍然是互聯網,是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡:第二,其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間,進行信息交換和通信。因此,物聯網的定義是通過射頻識別(RFID)、紅外感應器,全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網相連接,進行信息交換和通信,以實現對物品的智能化識別,定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。
物聯網既然是要把物體與物體之間聯系起來,要做到這一點,首先這些物體必須是智能的。2010年1月21日,海爾發布了世界上首臺“物聯網冰箱”。與目前市場上的普通冰箱相比,海爾“物聯網冰箱”不僅可以儲存食物,而且可以通過與網絡連接,對食品進行管理。譬如,它知曉儲存其中的食物的保質期,食物特征,產地等信息,并會及時將信息反饋給消費者,讓消費者對冰箱里的食品做出必要的反應。同時,海爾“物聯網冰箱”還能與超市相連,讓消費者足不出戶就知道超市貨架上的商品信息,而且能夠根據主人放入及去除冰箱內食物的習慣,制定合理的膳食方案,給消費者提供健康、營養的生活方案,并因此給消費者的生活帶來全新的享受與體驗。
住宅,本質上來說,也是一種物品。如果讓住宅也智能起來,融入物聯網,那將會發生翻天覆地的變化。比如,當你走進房間的時候,住宅的智能裝置馬上就能測出你的體溫、血壓等各項生理指標,然后發出指令,讓空調開啟到適當的溫度,并隨著你體溫的變化隨時調節。當然,這需要在你的身上安裝一個感應器。
這種感應器也可以安裝在水管上,防止你忘記關掉水龍頭;可以安裝在煤氣管道上,防止你忘掉關閉煤氣閥門……這些都是直接節約能源的方式。另外,還通過其他復雜的智能綜合管理系統,達到節能減排的目的。總之,可以讓物體自己去管理物體,讓物體自己開口說話,讓我們與物體交流。
“不過,物聯網最近被高度關注,還是因為美國總統奧巴馬就職以后,在他和工商領袖舉行的圓桌會議上,‘智慧地球的概念被提出,美國要形成智慧型極處設施,‘物聯網被美國人認為是振興經濟、確立競爭優勢的關鍵戰略,奧巴馬政府對此給予積極回應。”南京郵電大學教授楊震這樣描述“物聯網”的重要性。
綠色智能建筑是構建“智慧地球”的基本單元,許多行業如智能交通、市政管理、應急指揮、安防消防,環保監測等業務中,智能建筑都是其“物聯”的基本單元。目前,國內的華為已經開始從事智能建筑業務。相信在不久的將來,我們也能夠享受綠色智能建筑給我們的生活帶來的便捷。