綠地生態科技展示館的綠色理念與低碳技術解析

柳閩楠

（廈門象嶼建設集團有限責任公司，福建 廈門 361000）

1 引言

值此2011世界園藝博覽會在西安舉辦之際，綠地集團抓住這個契機，打造自己的生態展示平臺，筆者作為項目的實踐者，借此機會表達對綠色建筑、低碳未來的探索嘗試，以及對人居環境的倡導展望。

2 綠地生態科技展示館概況

2.1 理念

項目建筑的造型大膽前衛，取名“零屋”。遠遠望去就像一棵被殘食的樹樁（圖1）。立意來源于人類對生態的野蠻入侵，在巨大的人工作用下，一棵老樹根被切割成人類居住的容器，樹洞和樹結仿佛是對人類無聲的哭泣。

該方案的核心理念是“零屋”，我們從三方面詮釋它的“零”:“零介入”、“零能耗”、“零排放”。首先建筑以謙虛的姿態介入基地，植入環境，表達對環境的尊重來釋譯“零介入”。其次，結合項目設計意圖與功能用途，規劃“4項綠色低碳目標”，運用“九大系統四十項技術”實現“零能耗”與“零排放”。

圖1 零屋

建筑的平面形狀是圓形，總建筑面積1200m2，地上726m2，地下531m2。設計以一條清晰的流線引導游客從建筑的二層主入口進入展館參觀“綠地企業展示區”，再由豎向鋼梯帶領游客進入“未來之家展示區”，然后進入“生態技術展示區”，最后通過陽光房由一層出口離開，游覽完全程。同時設計師考慮到了無障礙設計，將殘障人士入口設在一層，并通過垂直電梯完成游覽。

2.2 項目定位

作為園藝博覽會中的一棟企業自建永久性展示建筑，在項目定位之初有以下幾方面思考。

2.2.1 功能定位

考慮到本項目既是園博會的展示建筑，具有很強的展覽功能需求，又作為定位為綠色低碳大背景下的企業館，因此它必須是有個性的綠色生態建筑，并將其作為展品本身展示出來，以實現展覽、展示、建筑、綠色多重功能的統一。

2.2.2 綠色目標

生態科技館需要在綠色理念與技術應用上具備創新性、先進性與展示性，并實現集成化應用。結合項目功能為生態科技展示館確定“4項綠色低碳目標”:①建筑常規運行“0能耗”，②生態設計呼應博覽主題，③感知自然與環境的建筑，④展示與建筑一體化。

2.3 技術應用

具體而言，該項目通過“一體化通風舒適系統”、“綜合采光系統”、“室內綠化與環境品質”、“形態結構”、“高效圍護與智能遮陽系統”、“能源再生利用系統”、“綠色環保以及特種建筑材料應用”、“場地環境整合設計”、“主動設備應用”等技術實現上述目標。

3 技術整合情況

該項目盡可能通過利用各種建筑場地自然環境資源的綠色節能技術，在不降低舒適度的前提下實現建筑節能，加上自然采光、綠色照明等技術，從根本上將建筑基礎能耗降低到極低水平；另外太陽能光伏建筑一體化（BIPV）、太陽能熱水、地源熱泵等多種形式再生能源的利用，從產能角度實現建筑常規運行用能的平衡。

生態科技展示館通過自然通風、熱壓式通風、地道風系統、被動式太陽能采暖等被動式技術手段，加上儲能蓄熱材料，實現場館熱舒適，一般情況下建筑運行不用空調，僅極端工況下（小于10%）考慮利用可再生能源的地源熱泵、太陽能熱水等實現熱舒適（圖2）。

圖2 互動交互展示

在場地環境自然條件最佳情況下，建筑優先進行太陽能加強的熱壓通風，當熱壓通風效用不足時，系統自動調整進入到通風換氣性能更強的風壓動力通風模式，或者實現舒適性能更強的地道風通風模式，如果上述模式還是不能獲得舒適，則進入地源熱泵、太陽能熱水舒適實現工況。

圖3 一體化通風舒適系統

地道風是實現該項目利用自然資源低能耗被動運行的核心，根據季節不同，室外新鮮空氣通過設置在場地周邊不同部位（或樹陰下、或烈日里）的捕風口進入地下通風井道，利用土壤溫度相對穩定原理，獲取地熱能，同時通風井道中設置卵石穩溫儲能系統，主要在地道內部鋪設卵石，以儲存和穩定一部分的熱量，保證地道送風的溫度穩定均勻。通風井道中同時設置除塵殺菌防潮排水等措施，并對進入的新風進行檢測確保進入室內空氣的潔凈。進入室內的空氣通過不同的輸送系統供給參觀人員與室內設備，實現系統高效運行。而系統的送風動力則來自于太陽能發電（圖3）。

圖4 室外環境景觀生態系統

場地環境的改善與美化設計是項目實現低能耗運行的基礎性工作。該項目通過設置人工濕地與水環境、鄉土植物復層綠化遮陽防風技術、透水鋪裝與環保地面技術、涼霧景觀系統等設計改善場地小氣候。并通過人工濕地礫石景觀對室外熱環境進行季節性調控，夏季水漫蒸發降溫，冬季水枯卵石接受太陽輻射蓄熱（圖4）。

綠色照明技術也是該項目的一大亮點，針對不同區域與功能，規劃設計了環境基礎照明，展示重點照明，室外景觀照明。同時利用無線控制，實現基礎照明隨人流的增減和日光的強弱自動調節明暗；重點照明隨參觀人員的有無自動開閉；可與窗簾、送風系統等實現聯動照明智能控制。

上述所有系統均通過建筑自身的智能樓宇系統自動實現，無需額外人工干預。

4 結語

生態科技展示館作為探究人與自然和諧共生的嘗試，希望能夠成為感知自然與環境的建筑。該項目所采用技術的實現與建筑自然環境狀況息息相關，通過各類生態與技術指針系統實時反饋自然環境與建筑系統的變化。通過各類生態感知、技術感知、環境感知、氣候感知等設計，使得建筑成為一個融入環境有機的活著的存在。類似魚兒感知水質、陽光與水位的太陽輻射狀況感知、相變色變的溫度感知、隨著季節變化的建筑形態與運行狀況調整的設計不一而足。

［1］劉先覺.生態建筑學［M］.西安:中國建筑工業出版社，2009.

［2］李繼龍.型式的技術解讀——高技生態建筑解析［D］.天津:天津大學，2003.