未來之城 美麗新世界

孟雅

人和城市的關系很難說清，城市將我們的生活方式、態度和理想糾纏在一起。從你進入到這座城市開始，它就完完全全地參與到了你的人生。

猶記得三年前上海世博會，“城市，讓生活更美好！”的主題令無數國人引以為傲，諸多人在心中勾勒著屬于自己的夢想城市可能的樣子。

借助科技的發展，在不遠的將來，曾經科幻世界中的場景將一一變為現實。有序的交通、綠色的樓宇、良好的水處理技術以及智能化供電系統……城市變得更環保，居民生活質量得以提高，成本大大降低。

我們需要暢想一個大地上的“烏托邦”，而其實許多有先見的開拓者已經開始為我們描繪她的形體。未來的城市會怎樣？沒有人會給出確切答案，然而可以肯定的是那將會便捷而舒適，綠色又充滿智慧。

BUILDING

NEW SKINS

建筑的新皮囊

你是否曾在某個時刻，心中默默構建過一個完美之家，而那是怎樣的居所？是湖水綠樹包裹著的獨棟別墅，還是視野開闊直入云霄的摩天高樓？你甚至會進一步設想這座房子是恒溫恒濕的，空氣永遠清潔，陽光充足又能隔絕掉外界的噪聲……無論怎樣完美的建筑，首先需要考慮的都是建筑材料。

建筑是典型的大量消耗資源和能源的產業。據統計，建筑能耗在中國已占全部能源消耗總量的近三成。地球能源日漸貧乏，能源問題已經不容小覷，于是注重建筑材料的低碳、節能已經成為不爭的潮流。近年，輕質墻體材料、保溫隔熱材料、太陽能相變溫控材料、低碳節能蓄熱保溫材料等各種新型建材發展很快，應用在墻體、窗體、屋頂中，技術也日臻成熟。這些材料的優越性能決定了建筑的節能指標。

其實“恒溫恒濕”其實是一個相對概念。房間不是一個培養箱，人的居住也不可能是完全封閉的狀態，我們想強調的是建筑與自然的適應，在人工干預下，科技的力量可以營造出一個高舒適度的生活環境。

THE WALL

“墻”內的秘密

目前，很多建筑的墻體材料以鋼筋混凝土和實心磚為主，不僅毀壞大量的良田，在制作和燒制過程中還耗費了大量的不可再生資源。每年僅實心磚這類材料生產用的能耗和建筑采暖的能耗就將近1.5億噸標準煤，約占全年能耗總量的15%，其中還不包含水泥生產能耗。由此可見，建筑對環境污染的“貢獻”是多么的可觀。

歐美建筑平均壽命是80年以上，相比之下，我國建筑平均壽命卻只有30年，不及國際標準最低使用年限的60%。在重復建設的過程中，我國創造了兩項世界第一：在消耗了全球最多的水泥和鋼材的同時，也生產出全球最多的建筑垃圾——每年超過3億噸，建筑垃圾數量已占到垃圾總量30%～40%，以500～600噸/萬平方米的標準推算，到2020年，我國還將新增建筑面積約300億平方米，新產生的建筑垃圾將是一個令人震撼的數字。建筑垃圾被堆放和填埋在城市周圍，陷入“垃圾圍城”的局面，不僅占用土地，其中含有各種有害化學物質，嚴重腐蝕地表和污染地下水源，危害極大，對人類生存環境構成威脅。

而一些新型建材利用農作物的秸稈、谷殼等，變廢為寶，生產出輕質墻體板、磚、瓦，是不可多得的傳統建材的替代產品，在一定程度上實現了建筑節能與綠色建筑的目標。

此外，一種低碳節能蓄熱自動調溫材料也被運用于墻體，這種材料接受太陽光等熱源，達到飽和溫度就會變成液態，將熱能貯存起來；當外界溫度低于設定溫度時，材料開始釋放熱量，并逐步變為固態，循環不斷，周而復始。用這種材料制成型材，板材，砂漿，多孔磚，不但具有彈性，在聲波沖擊下產生震顫、反彈、吸收逆向，可轉變成不同頻率，減輕結構震動，還能達到消聲的目的。

THE GLASS

玻璃新使命

隨著對建筑物裝飾、采光等要求的不斷提高，玻璃在建筑行業中的使用量也不斷增大。但對于許多用途和資源保護方面而言，玻璃本身并不完美，目前我國建筑窗體的能耗約占建筑圍護部件總能耗的1/3。在我國既有400多億平方米的建筑中，90%以上沒有使用節能玻璃。這些玻璃一方面對遠紅外的低反射特性會導致寒冷地區大量室內熱能向外傳遞損失而降低建筑的保溫性能，另一方面本身對近紅外的高透過性會導致炎熱地區大量的太陽熱能進入室內而大幅增加空調制冷能耗。

目前人們在選擇建筑物的玻璃門窗時，除了考慮其美學和外觀特征外，更應注重其熱量控制、制冷成本和內部陽光投射舒適平衡等問題。為改善玻璃性能而興起的大板玻璃鍍膜加工工業在過去幾十年得到了飛速發展，以Low-E玻璃為代表的新型節能玻璃有了長足發展，Low-E玻璃又稱低輻射玻璃，是在玻璃表面鍍上多層金屬或其他化合物組成的膜系產品。其鍍膜層具有對可見光高透過及對中遠紅外線高反射的特性，使其與普通玻璃及傳統的建筑用鍍膜玻璃相比，具有優異的隔熱效果和良好的透光性。

外門窗玻璃的熱損失是建筑物能耗的主要部分，有關研究資料表明，玻璃內表面的傳熱以輻射為主，占58%，這意味著要從改變玻璃的性能來減少熱能的損失，最有效的方法是抑制其內表面的輻射。普通浮法玻璃的輻射率高達0.84，當鍍上一層以銀為基礎的低輻射薄膜后，其輻射率可降至0.15以下。因此，用Low-E玻璃制造建筑物門窗，可大大降低因輻射而造成的室內外熱能傳遞，實現冬天和夏天既能保溫又能隔熱的要求，達到理想的節能效果。

Low-E玻璃的節能環保特性使得其在發達國家獲得了日益廣泛的應用，特別是德國的Wschvo法規，使Low-E玻璃有迅猛的發展。我國是一個能源相對匱乏的國度，能源的人均占有量很低，因此，大力開發Low-E玻璃的生產技術并推廣其應用領域，必將帶來顯著的社會效益和經濟效益。未來，“Low-E” 是否成為窗玻璃的主導地位還不得知，但節能型門窗是大勢所趨，而且，現今的建筑物都已開始用它的節能效果來評定優劣了，更妄論未來。

THE ROOF

趣味屋頂學

建筑為適應“可持續發展”這一當前人類所面臨的重大課題，其屋頂也已發展為一門單獨的綜合性科學。它已不囿于遮風雨避寒暑，亦外延于節資源、利環境、再利用等。因此節能降耗的生態屋頂被作為專門課題來研究。

屋頂地位僅次于基礎，它需要面臨惡劣自然條件的挑戰。而人們對屋頂的基本要求是“斷漏、絕熱、永久”，也就使頂層居住環境與低層一樣，給頂層營造一個清潔舒適后顧無憂的生活空間。屋頂建設當以人為本，它牽涉到三個環境：室內環境、城市環境、生態環境。室內環境，就是不能因屋頂問題導致頂層與低層次居住環境反差；城市環境，即屋頂造型、色調與現代城市容貌協調和諧，避免深色吸熱，色澤、氣體污染，并能在屋頂養花種草，變水泥森林為空中花園城市，改善空氣質量，創造優美的城市環境；生態環境，即在屋頂廢止土磚泥瓦、木材、瀝青等有限地球資源，保護森林土地，節能降耗，有利于人類持續發展。

為此，美國學者開展了一系列“冷屋頂”的研究。“冷屋頂”是具有高日照反射率的屋頂，通過在普通屋頂表面涂上淺色的、高反射率的彈性涂料，提高屋頂的日射反射率，減少太陽熱量的吸收，從而達到減少空調冷負荷、節約空調能耗的目的。若將全美的建筑都采用“冷屋頂”，估計一年可節約7.5億美元的空調費用。 因此普及“冷屋頂”，可使城市環境溫度降低約2℃，從而有效控制“熱島”現象。

INTELLIGENT HOME

FURNISHING

有智慧的家居

人們不斷對居住環境提出更高要求，越來越注重家庭生活中每個成員的舒適與便利。智能家居最早流行于上世紀70年代的美國，并在歐洲有較大程度普及。進入21世紀，新加坡、韓國、日本及我國香港、澳門等地也紛紛效仿。

1984年1月在美國的康涅狄格州哈特福德市出現了世界上第一座智能大廈，大樓內的空調、供水、防火、防盜、供配電系統均由電腦控制，實現了自動化綜合管理，而且客戶不必自己添置設備、便可獲得語言通訊、電子郵件、文字處理、市場行情信息，科學計算和情報資料檢索等服務。

美國自上世紀90年代以來新建和改建的辦公大樓約有70%為智能化建筑，比如，著名的IBM、DEC公司總部大廈等。目前，在美國有全球最大的智能化住宅群，其占地3359公頃，由約8000棟小別墅組成，每棟別墅設置有16個信息點，僅綜合布線造價就達2200萬美元。

THE HOUSE OF BILL.GATES

比爾·蓋茨的家

作為微軟的創始人，比爾·蓋茨耗費巨資、花費數年建造起來的大型豪華住宅，也堪稱當今智能家居的經典之作。高科技與家居生活精美對接，成為全世界的一大景觀。？在這座房子里，通過鋪設的52英里長電纜將所有電器設備連接成一個絕對標準的家庭網絡。豪宅的大門設有氣象感知器，電腦可根據各項氣象指標，控制室內的溫度和通風的情況。電腦住宅門口，安裝了微型攝像機，除主人外，其他人欲進入門內，必須由攝像機通知主人，主人向電腦下達指令，大門方可開啟，否則，任何人無法進入。來到蓋茨家的客人們每個人都別著一只小電子針，里面裝著內置電腦，隨時顯示他們所處的位置。而所有的照明、音樂、溫濕度等等都可以根據客人自己的需要通過電腦任意調節。廚房里裝有一套全自動烹調設備；廁所里安裝了一套檢查身體的電腦系統，如發現異常，電腦會立即發出警報；主人在回家途中只須啟動遙控裝置，浴缸就自動放水調溫，作好迎候準備；地板中的傳感器能在6英寸的范圍內跟蹤到人的足跡，在感應到有人到來時就自動打開照明系統，在離去的同時自動關閉……這套智能豪宅里惟一帶有傳統意味的事物是一棵百年老樹，即使如此，住宅里的傳感器也要施以智能控制——根據老樹的需水情況，實現及時、全自動澆灌。

典范通常具有現實意義，比爾·蓋茨的豪華住宅能夠做到，相信在不久的將來，我們居住環境將普及上述功能。

智能家居所強調的是人的主觀能動性，注重人與居住環境的和諧，能隨心所欲控制居室環境，進而達到人本位的目的。當然，具體產品的不同組合，其實現的系統和功能也就不同。在這方面歐美及日本等發達國家已經走在了時代的前列，并在辦公、輔助弱勢群體等方面提供了可借鑒的先例。

JAPANESE REALITY

日本現實的啟示

在日本，居住小區的智能化情況有兩個特點和目的。第一，住宅智能化以住戶舒適、方便、經濟為目的，節能和功能的考慮是設計的重點。第二，小區智能化是為物業管理帶來高效率的工作條件，從而更大程度地滿足了居民的需求。？由于通信基礎設施比較發達，日本居住小區不少已建有物業管理的局域網絡，居民可藉此享受高效的物業服務，也可以通過物業中心或自身向公共網絡連接進行通信，或由物業的局域網絡向外進入公共網絡，進行所謂的電子購物、電子銀行、電子商務和電子咨詢。

雖然在智能家居領域美國是先行者，但日本很快就跟了上來，并走出了自己的道路。日本被認為是在智能建筑領域進行最全面的綜合研究并提出有關理論和進行實踐的最具代表性的國家之一。日本居住小區建設充分考慮居民的方便，如小區的水、電、氣、交通道路提前建設，又如住宅一般為現房出售，房屋各類功能齊備，貫徹住宅房“舒適、方便”的設計原則。一切設備、功能和裝飾均一次到位，以方便用戶。再如住宅建設中體現外型各異的特點，內部布置則力求體現獨到的使人倍感溫馨的氛圍。

INTELLIGENT HOME FURNISHING

智能家居在中國

人們不斷對居住環境提出更高要求，越來越注重家庭生活中每個成員的舒適與便利。智能家居最早流行于上世紀70年代的美國，并在歐洲有較大程度普及。進入21世紀，新加坡、韓國、日本及我國香港、澳門等地也紛紛效仿。

1984年1月在美國的康涅狄格州哈特福德市出現了世界上第一座智能大廈，大樓內的空調、供水、防火、防盜、供配電系統均由電腦控制，實現了自動化綜合管理，而且客戶不必自己添置設備、便可獲得語言通訊、電子郵件、文字處理、市場行情信息，科學計算和情報資料檢索等服務。

美國自上世紀90年代以來新建和改建的辦公大樓約有70%為智能化建筑，比如，著名的IBM、DEC公司總部大廈等。目前，在美國有全球最大的智能化住宅群，其占地3359公頃，由約8000棟小別墅組成，每棟別墅設置有16個信息點，僅綜合布線造價就達2200萬美元。

FUTURE URBAN

ZERO CARBON

都市零碳未來

毋庸置疑，未來的城市必定是低碳綠色。更多的植物，更好地土地與能源使用，以及更美麗的城市風景。

ZERO CARBON CITY

沙漠里的“零碳城市”

那些靠著石油暴富的中東國家，對綠色低碳城市的關注遠高于其它國家，因為他們清楚地知道這方土地下的石油不可再生。作為全球最富裕的城市之一，阿聯酋的阿布扎比沒有像迪拜一樣，極盡奢華之能事來打造精美絕倫的人工島和令人窒息的八星級酒店，而是撥出200多億美元來，打算建造一座沙漠中的“零碳城市”——馬斯達（Masdar City）。馬斯達，在阿拉伯語中意為能源。這將是世界第一座不使用一滴石油、碳排放為零的綠色城市。

占地6平方千米的“馬斯達城”，坐落在阿聯酋首都阿布扎比機場皇室專用航站樓的對面，于2008年初開始興建，總投資大約為220億美元。按照設計，“馬斯達城”30%的土地用于住房，20%是經濟“特區”，24%為交通和基礎設施，10%為新能源的實驗和展示區。“馬斯達城”的規劃與設計對于全世界來說都是一個挑戰，它在挑戰地中海式的氣候。不過這座城市的設計師相信，在這種沙漠氣候條件下建造“馬斯達城”好比把人類送入月球，其實比預想的要容易。

計劃中，在“馬斯達城”建成后，城市將完全依賴太陽能和風能等可再生能源，城里沒有汽車，綠樹成蔭，整座城市將實現零廢物、零碳排放，預計將可以容納5萬人。不使用一滴石油，不向外界排放任何廢物，那么淡水從哪里來？和許多中東國家一樣，淡水需要由海水淡化而來，而這個過程所需要的能源則完全來自太陽能發電。馬斯達將采取一套嚴格的節水規章，而所有的廢水和垃圾都會在城市中做到循環利用，在這座城市中，將見不到任何一輛汽車，交通完全由招手即來的電動汽車負責，這看起來像科幻電影中的太空城市，而這個零碳城市離我們并不遙遠。

預計“馬斯達城”第一階段將于2015年完成，其中包括國際可再生能源署總部、馬斯達科技學院，整個項目預計2025年完工。LAVA建筑設計公司在囊括了世界上頂尖設計師的700多個參賽方案中脫穎而出，贏得了“馬斯達”的設計機會。其創新理念包括：阻擋陽光或最大化利用太陽光能；墻表面材料對溫度的變化做出反應，墻體本身安置簡易的能量設施；白天水被儲存在地下，晚上行人路過時水花或水流會被激起；通過互動和熱感應技術在行人使用手機或步行時激活燈光；屋頂花園則將食品加工、能源獲取、水資源以及有機食物再利用幾項功能整合在一起。

阿聯酋處于沙漠地帶，這里不但蘊藏著豐富的油氣資源，太陽能和風能也極為豐富。但相對于日漸枯竭的油氣儲量來說，太陽能和風能可以說是取之不盡、用之不竭的，這也正是阿聯酋啟動馬斯達城項目的原因。一旦阿布扎比“馬斯達城”取得成功，將成為世界各國建設生態城市的原型。

BedZED

零碳典范貝丁頓社區

如果你以前沒有聽說過“馬斯達城”，或許你會知道倫敦郊區那個著名的低碳村——貝丁頓社區。作為上海世博會零碳社區的原型，貝丁頓（BedZED），位于倫敦西南的薩頓鎮，占地1.65公頃，包括82套公寓和2500平方米的辦公和商住面積，于2002年完工。社區通過規劃設計使用可循環利用的建筑材料、太陽能裝置、雨水收集設施等措施，成為英國第一個，也是世界上第一個零二氧化碳排放社區，曾獲得可持續發展獎，并被列入“斯特林獎”的候選名單。

貝丁頓社區在建造過程中因“就近取材”和大量使用回收建材而大大降低成本。為了節約能源，建筑的95%結構用鋼材是從35英里內的拆毀建筑場地回收的。其中部分來自一個廢棄的火車站。許多木料和玻璃都是從附近的工地上“揀”的。建筑窗框選用木材而不是未增塑聚氯乙烯，僅這一項就相當于在制造過程中減少了10%以上（約800噸）的二氧化碳排放量。由于英國夏季溫度適中，但冬季寒冷漫長，有大約半年為采暖期。在潮濕寒冷的冬季，貝丁頓建筑取暖的能耗卻只有英國普通家庭的10%，但這不并不意味著這里的居民需要受凍熬過一個冬天，節能設計的房屋可以做到四季如春。

這里的建筑物緊湊相鄰，以減少建筑的總散熱面積；建筑墻壁的厚度超過50厘米，中間還有一層隔熱夾層防止熱量流失：窗戶選用內充氬氣的三層玻璃窗；窗框采用木材以減少熱傳導等。屋頂上一排排五顏六色的漏斗狀“煙囪”，并不是一種裝飾，而是以風為動力的自然通風管道——風帽。風帽的其中一個通道排出室內的污濁空，而另一通道則將新鮮空氣輸送進來，在此過程中，廢氣中的熱量同時對室外寒冷的新鮮空氣進行預熱，最多能挽回70%的熱通風損失。房屋中的暖氣來自于低能耗的熱電聯產系統，而其它的能源由太陽能提供。如果你還需要汽車，可以選擇去社區的汽車租賃行，或者多人合用一輛汽車，滿足出行所需。

V？xj？

韋克舍的潔凈綠計劃

有“歐洲最綠小城”之稱的韋克舍是個被湖泊森林環繞的瑞典小城，早在上世紀90年代初期，韋克舍市政府就決定實施一項名為“無化石燃料”的環保節能項目，目標是把該城建設成為一座無需使用石油﹑天然氣和煤炭等化石燃料的潔凈都市。韋克舍市還設計了一套名為生態預算的環境管理系統，專門用于管理與環保節能相關的財政預算，確保專款專用。

韋克舍市政府和人民在節能上所使用的方式無所不包，當你走在夏日綠樹成蔭的韋克舍城的大街小巷時，隨處可見的是騎車經過或者悠閑散步的居民，路上很少有私家車輛蜂擁而來的景象。對于趕時間上班上學的人群，政府則提供了使用清潔能源（如沼氣、酒精、太陽能等等）的公共交通車輛。

如果你來到韋克舍居民家，你會發現冬季供暖使用的是一種碎木渣制成的燃料，以往采用電力和石油供暖的地方都換成生物能源和太陽能。經過現代科技改造的生物能源，不是燒柴取暖那么簡單，北歐傳統的壁爐效率只有10%到20%，而韋克舍高效率的熱電聯產系統，可以同時提供電力和供暖，現在韋克舍95%的供電供暖都是來自于這些不起眼的木頭渣子。為了提高能源效率，韋克舍政府要求該城所有公共住宅和私人企業都必須修建節能型房屋，現在該市所有公共浴室的熱水供應也都采用太陽能加熱。

這些低碳甚至零碳綠色城市、社區的規劃和建設背后，是人類對綠色居住環境的不斷探索和追求。城市生活在滿足居住需求的同時，更成為人們追求美好生活品質、滿足精神生活需求的重要方面，提倡綠色城市觀念，為居民創造更具人性化、綠色、生態、環保的社區居住環境，成為未來城市建設的先行條件。

當理想變為現實，城市真的為我們提供了如此美好的居住條件時，作為城市中的個體，我們應該怎樣做？根據“蝴蝶效應”理論，每個人的個人行為都會對環境產生影響，不管是吃飯呼吸，還是開車走路，我們的一舉一動也都在排放二氧化碳。如果計算一下我們每天的碳排量，這個驚人的數字也許會讓你重新審視自己的亞健康生活。汽車加油100公升，就會排放二氧化碳270千克，而這需要你種植3棵樹來消除汽車排放的二氧化碳。乘坐飛機1000公里排放二氧化碳139千克，用電100度排放二氧化碳78.5千克……所以，“節能減排”不僅是一個綠色城市就能解決的事，它還事關每一個在城市中生活的人。

CLEAN ENERGY

AND RECYCLING

能源清潔與再循環

對于能源而言，城市就像黑洞，無休止地消耗。那些伸向天空的現代建筑里，空調、機器、照明、電腦，夜以繼日地工作著。能夠實現城市的低耗能，則需要先進配套設施的積極參與。

LUMINOUS ENERGY AND WATER USE

光能與中水利用

對于入住的客人來說，位于保定國家級高新區核心地帶的電谷錦江國際酒店與其它五星級酒店相比，沒有什么區別。酒店中來來往往的客人絲毫察覺不到，巨大的光能正通過鋪滿酒店外墻的深藍色玻璃幕墻被充分利用。

電谷錦江國際酒店，中國首座光伏大廈。從外觀上看，“電谷”的設計理念是“金屬與玻璃的時裝”，不單吸納了現代時尚元素，還將建筑節能——太陽能光伏玻璃幕墻融入到整體設計之中。太陽能玻璃幕墻的優點是：遮陽、環保、節能、隔音、美化建筑、具有良好的透光率、產生電能、降低工作及管理成本、結構牢固等。

太陽能光伏建筑（BIPV）已經成為發達國家的潮流，許多家庭選擇太陽能并網發電，將自家屋頂發的電賣給國家電網。但在一座五星級酒店上實現并網發電，這還是世界上第一次。光伏發電數據控制系統，在酒店地下一層建設系統總控室，這使得酒店并網后的管理和維護非常簡單、高效。與酒店提供服務和管理系統并行不悖，沒有任何影響。這個系統可以方便的對每一塊電池板的使用進行監控，整座酒店所有太陽能電池板都實現了模塊化安裝和維修。太陽能電池板的設計壽命為25年，如果其中一塊發生了故障，這樣的設計可以方便地將這一塊進行更換，而不會對整個系統產生影響，從而維護費用極少。而事實上，太陽能電池板也很少有故障發生。

作為“環保大廈”，電谷酒店不得不提的另一個亮點就是：廢水再利用。整個大廈的供熱和制冷全部依靠污水處理廠排放出的中水，而這些中水就存放在大廳東北角下面的超大型消防池里。在這座大廈西邊不遠處，就是保定市魯崗污水處理廠，在污水處理廠里經過一級處理的廢水（也就是我們通常所說的中水）會通過一個直徑800mm的水管，注入大廈內一個容積為1200立方米的消防水池。通過壓縮機，在夏天將中水溫度從25℃提高到30℃，以提取水中的冷量；在冬季將中水溫度從16℃降低到10℃，以提取水中的熱量。這樣從水中可以“榨出”大量的冷源和熱源供給大廈制冷和取暖，而提取了“能量”后的中水經處理后完全可以用于酒店的洗浴、沖廁、洗車等，換句話說，除了飲用，酒店所有需要水的環節都能安全地使用中水。由于新技術的使用，中水的能效比非常高。而中水的費用遠遠低于地表水，同時采用水源熱泵，不會燃燒礦物能源，減少了有害氣體污染。由于采用水源換熱，換熱效率高，冷凝溫度大大下降，比一般空調設備節能40%～60%。

ENERGY CONCEPT

能源觀念的不斷校正

在美國，為了保證節能建筑確實達到了節省能源的效果，同時也為了保證供熱、制冷、照明、通風及其他機械動力系統能協同工作來有效地利用和節省能源，美國的商業建筑和民用建筑在整個服務周期中，都要進行一系列的節能測試和校正。為了明確現有房屋的能源消耗現狀，居民住戶可以按照一整套現成程序很簡單地自己進行房屋的節能審核，也可以委托專業能源審計師來進行這項工作。美國的建筑師認為：一旦建筑開始服役，適當的運行保養對有效的利用能源是最重要的。光伏大廈也不例外。

除此之外，近年來，美國在建筑節能的理念上有了一些新的變化，這些變化也不同程度地反映在對節能建筑材料的選用上。在上個世紀80年代初美國強調的是節省能源，建筑節能的宗旨是盡量少用能源，因此人們在能源的使用上要有所犧牲，在建筑節能的機理上是強調利他主義，而且建筑使用者在建筑節能方面所處的地位也是被動的；而進入21世紀以來美國強調的是提高能源利用效率，其宗旨是更加聰明地使用能源，人們在能源的使用上力求最優化，在建筑節能的機理上強調的是節約和效益，建筑使用者處于主動的位置。美國建筑在消耗大約1/3的能源的同時也制造出大約35%的溫室氣體，因此，其建筑節能事業的最終目標是發展為與環境相協調的可持續性發展系統。

FLUORESCENCE

HIGHWAY

智能涂料的節能公路

除去光伏大廈的太陽能發電系統和廢水利用系統，更多低耗能配套設施被想象出來進而加以利用。從今年開始，荷蘭將采用一種智能的道路設計，使公路可以在黑暗中發光并指示天氣，在未來五年內，還將陸續建設優先為電動汽車準備的感應道、有車經過時會亮起的感應燈及風力路燈。由羅斯加德工作室、海曼斯基礎設施管理集團（Heijmans）聯合設計的智能高速公路，獲得了荷蘭設計獎的最佳未來概念獎，而且該設計已經超越了純概念的范疇。工作室開發出一種熒光粉末，用以取代畫道路標記的涂料，它會吸收陽光，夜幕降臨后能在黑暗中發光長達10小時。公路表面還會用特殊涂料畫上一些標志，比如雪花，當溫度降到某個值的時候，這些標志將變得可見，告訴人們路面可能打滑。發光公路這一創新不僅使用可持續的方法為主干道路提供照明，還可以讓道路更安全高效。我們在重新考慮汽車設計的同時，也應該重新考慮高速公路的設計。在羅斯加德工作室看來，將車載導航系統與交通訊息鏈接起來，也只代表了未來道路管理系統的一半——另一半需要道路本身來填補，道路需要變得智能化，給司機提供有用的信息。

冬季可以零耗能取暖，樓里面有濕地，樓頂上有花園，屋頂可伸縮、地板能蓄熱，這些已經存在的技術都需要逐步普及實現。我們需要不斷地想象現實生活應該是什么樣子的，這至關重要，它能幫助人們尋找更低耗能的配套設施來達到我們想要的未來城市的理想狀態。

THE IDEAL

EXPERIENCE FORTRESS

安全堡壘的理想體驗

根據馬斯洛的五種需求理論，安全需求被作為人類重要的基礎需求之一。無論一座城市有多么綠色環保、智能便捷，都需要有安全的保證。現代化的城市也存在盜竊，以及天然氣、家用電器設備使用中的不安全因素，進而對居民的生命和財產造成一定威脅。因此，未來城市的發展也包括不斷提升的安全系數。？

傳統建筑所采用的防盜門和窗戶上加裝防盜網等安全防范措施，已經不能滿足人們防止外來威脅的要求。為了更有效保障居民的生命和財產的安全，在建筑內引入智能化的手段進行安全防范管理才是發展之道。通常智能住宅的安全防范系統由安全對講系統、防盜報警系統、火災報警系統和防煤氣泄漏系統等組成。這種基礎安全防范系統目前是家庭、住宅小區防范外來侵害和自然災害的一種重要的、有效的手段，它會提高居民自身的安全感，也成為社會治安的一個重要組成部分。

隨著安全防范技術迅速發展，智能住宅的安全防范系統正朝著多功能型方向發展。它能通知房主這座房屋發生的任何問題并給出建議，以便進行相關排查。根據需要，智能安防系統監視家庭所有區域，檢查一氧化碳類型以及火災跡象。在發生火災時，系統可以提醒房主并采取緊急通知緊急令，將火災位置提供給消防人員。

在比爾·蓋茨的豪宅中，房屋的安全系數也得到足夠保障，當一套安全系統出現故障時，另外一套備用的安全系統則自動啟動。當主人需要時，只要按下“休息”開關，設置在房子四周的防盜報警系統便開始工作。當發生火災等意外時，住宅的消防系統可通過通訊系統自動對外報警，顯示最佳營救方案，關閉有危險的電力系統，并根據火勢分配供水。

火災和入侵者不是住宅的唯一威脅，智能安防系統還可以處理并防止房主發生意外等健康問題。人工智能程序通過攝像機和運動探測器，記錄跟蹤房主的習慣和其它重要信息，當房屋里的成員發生意外，并且沒有恢復正常的活動時，智能安防就可以提醒家庭成員，從而提供緊急服務。

英國智能建筑別墅除了建筑材料基本采用的都是自然和再生材料外，還安裝有可自動改變控制模式的安防系統，能同步反映房間里的情況，如，是否有人，居住者是否在睡覺等。這些用于智能公寓的技術和設計使得殘疾人獲得了更大的自由度并降低他們對護理人員的依賴程度，使其可自行支配生活，為他們提供足夠的安全保障，也維護了其做人的尊嚴。

如果你是一個深藏不露的收藏家，家中有著海量的珍貴物品，這也讓別墅的安防監控變成重中之重，住宅使用別墅監控室內外半球和槍式攝像機，全面監控別墅各個角落。主人可通過觸摸屏或iPad、iPhone實時觀看監控視頻，不論你在世界的任何地方，也能遠程監控家中的奇珍異寶。

此外，智能安防系統可以通過運動探測器和攝像機提供信息，便能確定闖入者是居民、客人還是入侵者。通過面部識別軟件和安全守則，對允許到居民家中的個人進行分析。

接下來測試的主角是一套先進的，在未來將進入普通家庭使用的人工智能安防系統。它能夠識別人類的一些行為，理解這些行為代表什么，并通過遠程攝像機將這一切記錄下來，讓系統可以自動“跟蹤”。一個穿黑衣服的小伙被樓前的攝像機拍攝下來，他在看到攝像頭后趕緊離開。沒過多久，這個小伙子又出現了，這次他戴上眼鏡，還為自己黏上了假胡須，并將臉頰、下巴都涂黑，在確認自己已經“面目全非”之后，再次東張西望地走進監視范圍，臉還未完全抬起，計算機已亮起紅燈。他再次摸出一條圍巾，將自己的整張臉都包起來，只露出眼睛。當他抬起頭，計算機立即報警“嫌疑人再次出現”。

未來智能電腦將從人類行為中獲取更多知識和信息，甚至能夠破譯人類最為復雜的面部表情和聲音、眼神，這些通常可以反映出人們的潛在目的。比如小偷的典型行為是“東張西望”，那么當他開始東張西望時，系統就會自動捕捉他的臉進行監控。

不僅如此，未來家庭里的智能安防系統還將裝備不致命的辣椒防暴槍和微型射釘槍，這種槍會將一種微型金屬感應器粘在目標人物的衣服上，通過感應器發射出的信號找到他的藏身之處。這種人工智能的安防系統也可以幫助人們完成更多的安全檢測工作，加快公共集會場館和機場的安檢速度。

未來城市，將成為高智能的安全堡壘。