“红”建筑“绿”居住

陈冰

如今最当红的建筑是绿色建筑,也就是那些尽可能做到低碳排放、利用可再生能源的环保建筑。“绿”居住已经成为当红的生活态度。

如果说建筑是凝固的生活态度,世博园就是最大的生活态度展场。从石库门到汉堡之家,你可以轻松地穿越数千年的人类文明与智慧,窥探未来世界的发展趋势和种种可能。

在上海世博会有许多特别的绿色建筑,比如说英国的零碳馆,真正实现零排放。还有像德国的汉堡之家,是世界上第一座“被动房子”,完全实现了能源自给。不过这些还属于实验性质的建筑。在上海,第一座获得LEED金奖的绿色建筑日前在浦东落成。这意味着以后将会有更多的绿色建筑在中国出现,为低碳生活注入实质内容。

未来,我们将住在哪里?

零碳房

位于世博园城市最佳实践区的英国“零碳馆”由两栋零二氧化碳排放建筑前后相接而成。这座建筑传承世界第一个零二氧化碳排放社区——伦敦BEDZED社区的技术精髓,并结合上海地区的气候特征实施建造,是中国境内第一座零碳建筑。

“零碳馆”主要依靠太阳能、风能和生物能三种核心能源,实现二氧化碳零排放。“零碳馆”建筑顶部拥有众多随风转动的五彩“风帽”,“风帽”利用温压和风压将新鲜空气送入建筑内部,并将室内空气排出。

在通风过程中,建筑同时可利用太阳能和“江水源”系统对进入室内的空气进行除湿和降温,在这个有机循环的能源系统中,60%的能量来自太阳能光伏板,40%则靠蓄电池储存的能量,基本可以自给自足。

“零碳馆”所需的电能和热能,还可以通过“生物能热电联产系统”对餐厅内各种有机废弃物、一次性餐具等降解而获得,降解完成后,最终余下的“产品”,还能用作生物肥,实现变废为宝。

在建筑的形体设计中,为了尽可能大量利用被动式的太阳能源,“零碳馆”的各向角度都针对能源收集方式做了优化。南向立面透过阳光间将太阳能转化为室内热能,南向屋顶则通过太阳能板,将太阳能转化为电能;北向屋顶通过漫射太阳光培育绿色屋顶植被,同时北向漫射光为室内提供了相应的自然采光照明。

“零碳馆”在材料的选择上也是精挑细选,从而实现了整体结构的气密性、隔热性和蓄热性。场馆墙体表面附着的特殊荧光涂料,可将建筑白天储存的太阳能量在夜间转换为荧光释放,减少照明能耗,使展馆成为会发光的房子。单向三层玻璃窗的设置在接受阳光同时又将室外的热量阻挡在外。

被动房

这是一座奇特的建筑,不需要从电网输入一度电,也不需要空调和暖气,却能四季保持室内25℃左右的恒温,而建筑所消耗的外部能源却只有普通房屋的10%。这幢高约18米的红砖房,形如对着四个方向打开的“抽屉”叠放在一起,融居住与办公功能于一体。来自德国的“汉堡之家”是一座真正意义上的“被动房”。没办法,严谨的德国人没法用更好的形容词来描述这座属于未来的建筑,只能老老实实地称它为“被动房”。

不过,“被动房”一点也不“被动”,它主动地利用太阳能、地热能等可再生能源,通过地热泵获得采暖、制冷、通风和去湿,再加上隔热隔音、密封性强的三层充氮玻璃幕墙,实现极低的能耗。据称,这样的建筑在湿热的长江三角洲区域尚属首例,每年每平方米消耗50千瓦能量,仅仅相当于普通办公楼四分之一的平均能源消耗量。“汉堡之家”当之无愧地成为中国境内首座获得认证的“被动房”。

“汉堡之家”案例的原型来自汉堡市的“港口城(HafenCity)”项目,通过重新设计改造,这一老城区将被打造成拥有大量生态型建筑的商住大型社区,这一项目开始于10年前,目前已完成一半,还需要10年完成全部工程,这也是欧洲最大的城区重建项目之一。

虽然建造生态型建筑的成本会比传统建筑略高,但着眼于未来,这类建筑显然应该被大力开发建设,大城市应在节能环保和控制温室效应方面做出努力。

来到世博园内的“汉堡之家”根据上海特有的湿热天气做了更周密的设计。屋面安装了中央通风设备,为楼内所有房间提供经过加热或制冷的除湿新风。夏季,外部抽入的热空气在输入房屋之前,经过地下恒温的热泵“处理”,而后通过各楼层楼板里埋着的管道系统向屋内提供;冬季,外部抽入的冷空气,同理经热泵“处理”后向屋内提供。而其余能量,主要来自阳光以及建筑里的人与室内电器。除了每个人、每盏灯的热量都会被保存之外,屋顶还装有太阳能光伏设备,面积为450平方米,可提供建筑运营所需电能的80%左右。

此外,智能楼宇技术通过对照明和电动窗帘的智能化控制,实现了对自然光最大限度的利用,从而有效降低40%以上的能耗。这套楼宇自控系统还能够防止热量流失,保持室内良好的空气流通,使得室内几乎没有灰尘——这些都促使运营和劳动力成本降低了大约50%。

绿建筑

有关数据显示,目前,建筑物为了确保可靠的照明、供暖和制冷,创造舒适的生活环境,消耗了全球40%的能源,排放了21%的温室气体。不过采用现代化的技术,完全有可能降低建筑物的碳排放。

2010年7月,欧莱雅(中国)研发和创新中心在上海浦东落成。这是上海第一个获得LEED金级认证(45分)的建筑。它比常规研发中心节约50%的能源消耗。美国绿色建筑协会(能源及环境设计先锋)LEED认证是世界上使用最广泛的建筑环境评估体系,认证主要基于以下标准:能源的高效利用、水资源的节约、最低限度的环境影响、办公人员的舒适度,原材料的回收使用以及资源的合理利用。这就确保了在建筑物从破土动工开始到投入正常使用的全过程中减少环境污染。

这一切表明,在世博园之外,上海再一次实践了建筑的低碳、绿色与环保,将地源热泵、三层节能墙体、太阳能供热等成熟技术集成应用于一幢建筑之中的尝试又向前迈进了一步。

在这座先进的科研实验楼内,处处显露着迷人的“绿色”特性:在土地上种草并挖水沟,防止水土流失;在施工过程中,保留工地的湿地景观,保护生物多样性;在停车棚顶种植绿色植被,抑制热岛效应,净化周边环境。

节水方面,创新的废水处理技术——湿地处理技术,最大限度地再利用333立方米经过滤园处理的雨水,每日用于浇灌和冲厕所的水为14立方米,与传统建筑物相比节水90%。而楼内所有用水设备全部采用低流量装置,用过滤园的水冲厕所,浇灌水量要求低的植物等,与传统装置相比节水约30%。

采用双面Low-E技术高隔热玻璃可隔开室内和室外的热量,最大限度地降低照明功率密度值并采用调光系统,照明也变得更加可控,避免不必要的用电浪费。太阳能热水系统和建筑外观高度结合,尽量利用自然采光,利用地源热泵为大楼提供空调冷热源,保证室温常年在26℃左右。

另外,在工程施工期间,施工工地设立了中央废料站,以集中储存再生材料。在建筑投入使用之后,又在每层楼设立废料房,充分利用可再生材料。

欧莱雅中国研发中心总监沈雷杰先生告诉记者,建筑节能投入没有想象中那么高,这座应用了外墙保温、雨水收集、高性能玻璃、太阳能热水的建筑项目,并未增加太多的建筑成本,更关键的是,这些成本很快就能在日后的运行中节省回来。

由此可见,让建筑更节能、更环保并不是一件遥不可及的事情,现有的技术已经能够大大减低建筑能耗,我们需要的仅仅是一个——态度。