LEED铂金建筑解读——以纽约市某游客及管理中心为例

高喜红/GAO Xihong

LEED铂金建筑解读
——以纽约市某游客及管理中心为例

高喜红/GAO Xihong

绿色建筑不仅是我国建筑业发展方式的转变，也直接关系着国家的长远利益。但目前，我国绿色建筑发展面临众多问题和挑战。通过对纽约市第一座LEED铂金认证建筑的解读，启示我国绿色建筑设计应因地制宜，同时，也为我国绿色建筑发展提供参考和借鉴。

绿色建筑，LEED认证，整体系统，因地制宜

1 植物园总平面（图片来源：网站照片加作者整理http://www.queensbotanical.org/103498/sustainable/master_plan）

1 介绍

1960-1970年代，美国环保主义者注意到美国在经济迅速发展的同时也饱受环境污染之苦。1962年，美国海洋生物学家雷切尔·卡森（Rachel Carson）出版《寂静的春天》，第一次敲响了人类将因破坏环境而受到大自然惩罚的警世之钟。1970年4月22日，美国哈佛大学学生发起强烈要求政府采取措施保护生存环境的游行。第二天，美国总统尼克松主持召开了会议，稍后成立了美国国家环保局。4月22日的行动，成为美国环境保护运动的转折点，促使美国国会第一次对环境污染进行高度重视。环保主义的著作及社会行动，引发了美国各界对人与自然环境和谐相处的反思，推动了美国乃至世界范围内生态思潮和环保运动的发展。如今，美国环保法律体系健全、公民环保意识大大提高，社会各界都在高度重视环境保护。

纽约是美国人口最多的城市，逾一个世纪以来，纽约在商业和金融方面发挥巨大的全球影响力，联合国总部也位于该市，因此纽约也被公认为世界之都。近年来，纽约市空气质量显著提高，但纽约市仍实施计划欲进一步减低环境冲击。市政府提倡只购买最节能的设备，供市政府办公室和社会住宅使用。纽约州在2000年推出了绿色建筑的税收抵免政策，其在美国也是第一个。在2005年，纽约市颁布了第一个地方法案[1]，也是全美国第一个绿色建筑法（Local Law 86 of 2005 [LL86]），该法案倡导建筑依据LEED（Leadership in Energy & Environmental Design）标准进行设计及建造。

在过去的几年内，绿色建筑在我国的发展亦呈逐年上升趋势（表1）。住房城乡建设部制订的《“十二五”绿色建筑和绿色生态城区发展规划》进一步明确了绿色建筑的发展目标。“十二五”时期，将选择100个城市新建区域（规划新区、经济技术开发区、高新技术产业开发区、生态工业示范园区等）按照绿色生态城区标准规划、建设和运行。2015年起，直辖市及东部沿海省市城镇的新建房地产项目力争50%以上达到绿色建筑标准[2]。可知，未来，我国绿色建筑必将进入快速发展阶段[3]。

LEED是“Leadership in Energy Environmental Design”的简称，由美国于2000年提出，是一个关于绿色建筑认证和评估的标准。LEED正在全球范围内改变人们对建筑的认识。LEED考虑建筑的全寿命周期，包括从建筑的设计、施工、维护、运行、拆除。如今它已经成为全球公认的绿色建筑评价体系，每天都有14万m2的建筑注册LEED[4]。此外，LEED绿色建筑评估体系也不是一成不变的，它也在随着社会的发展、技术的进步、材料的革新等与时俱进地不断更新为新的评估体系。在LEED评价体系中，建筑根据得分获得不同的认证级别。在LEED中共有4个认证级别，分别为认证（Certified）、银（Silver）、金（Gold）及铂金（Platinum）认证。

表1 中国LEED认证和注册的建筑（2005-2011）

2 项目设计解析

由BKSK建筑公司设计的皇后区植物园游客及管理中心（Queens Botanical Garden Visitor and Administer Center），位于纽约市法拉盛皇后区植物园（Queens Botanical Garden,图1）。该公园建于1939年，还举办了1964年纽约世界博览会，获得了LEED铂金认证，为LEED绿色建筑评估体系中的最高认证，也是纽约市第一个LEED铂金认证的建筑。2007年9月27日，纽约市长布隆伯格（Bloomberg）和其他贵宾出席了这个新的游客及管理中心的剪彩活动，纽约市对此建筑的重视可见一斑。

游客及管理中心为预制钢结构建筑，建筑面积1470m2，造价1.2万美元（不包括用地价格），完成于2007年9月。在设计过程中，游客及管理中心考虑了社区成员的多种文化，参考了社区成人和儿童的意见。设计阶段的预编程序有效帮助建筑成为一个闭合式循环，在这个程序中，取消了原计划的玻璃幕墙中庭，增加了入口处的雨篷，为建筑提供一个可以休息娱乐的过渡空间。

游客及管理中心位于植物园的东北角，左侧和上方皆临主街(图2)。然而，从两侧主街看去，整个建筑掩映在一片树木和草丛下，建筑就像是公园的围墙（图3、4）。皇后区植物园是该区域非常受欢迎的一个公园，每天都有大量附近居民在公园锻炼身体或者聚会，该建筑的选址正好在建筑的东北角，紧邻左侧街道，离上方的主街亦不远。建筑师不想因为建筑遮挡人们观赏公园的视线，所以在建筑造型设计时尽量降低建筑对视线的遮挡，并综合考虑周围树木的高度及植物种类，使得建筑从外形到整体系统都与周围环境融为一体。游客及管理中心周围环境主要包括：生态湿地、净化生物区、绿色屋顶、入口喷泉。建筑净化的水体亦与公园联系起来可作为公园景观的一部分。

2 游客及管理中心总平面（2、10、13图片来源：作者植物园展板拍摄）

3 从西北侧街道看去的建筑（3、4、7、8、11图片来源：作者自摄）

4 建筑入口透视

5 鸟瞰

建筑功能简洁，如果从高处看下去，建筑主要由3个体块组成（图5）：入口雨篷、公共及办公空间、会堂。其中，会堂只有一层，屋顶为从地面延伸而上的绿化坡屋顶，从地面及建筑二层均可到达该绿化屋顶。建筑共两层，东南向。因夏季主导风向为南向，又为了接受更多的阳光照射，东南立面相对通透；冬季主导风向为西北向，建筑西北立面垂直于冬季主导风向，且靠近街道，所以西北立面相对封闭。穿过首层入口折板式雨篷及水道上的“木桥”进入游客及管理中心的门厅，门厅为接待中心及礼品出售。门厅左侧为婚礼现场出租办公室（因公园内有婚礼出租场地）、楼梯间、洗手间及董事会；门厅右侧为游客服务处。会堂通过水道上的木桥与门厅相连并有单独门厅，会堂的屋顶即为绿化坡屋顶。二层为办公空间,屋顶设有太阳能板，二层通过阳台与会堂的绿化屋顶相连（图6）。该建筑的室内装修亦很简单，但很绿色环保（图7）。木材为森林委员会授权的木材，经济型照明系统，低挥发性有机涂料、经济型通风系统（图8、9）。

3 可持续系统解析

游客及管理中心设计中将建筑作为一个整体、一个生态系统进行设计，其可持续系统主要分为以下几类：

3.1 可持续的场址

场址的选择和设计在建筑中占有重要的地位，可持续的场址选择和设计是建筑可持续的基础。

3.1.1 植物生态系统

选择适当的植物是建立对环境无害的公园最重要的部分。游客及管理中心建筑屋顶和周围采用的植物大部分是当地品种。这意味着它们已在本区域内进化，非常适应当地的降雨和温湿度等气候条件。为了维持植物的健康生长，维持公园的生态平衡，花园采用了有害物综合防治法，这是一种系统化的方法，用于管理野草和有害物。有害物综合防治法利用了生态系统内许多相互依赖的生物循环。采用当地植物和有害物综合防治法可以让花园内的植物和景观无需人工灌溉，并能将化学合成杀虫剂和肥料的使用降至最低。

3.1.2 降低热岛效应

黑色表面，例如柏油、混凝土和焦油屋顶材料，白天吸收太阳热量，夜间慢慢释放热量。在人口密集的市区，比如纽约，这将造成夜间温度大大高于周围自然区域，尤其是夏季，致使更频繁的空调使用以降低温度。夜间冷却能力的缺乏会给许多不同的植物和动物种类造成压力，使得它们难以在城市中生存。浅色表面会反射热量，而种植区域例如绿化屋顶由于植物呼吸作用能自然冷却。屋顶绿化、浅色表面，这些措施降低了城市的热岛效应。

743.22m2的绿化屋顶种植有许多不同的当地植物种类。此外，哥伦比亚大学气候系统研究中心监测游客中心屋顶绿化的水和能量平衡。自2008年4月，这个绿色屋顶上被安装仪器以记录有关绿色屋顶的天气条件、土壤湿度、土壤温度、以及其它相关数据。

3.2 绿色能源

能源的选择及使用方法直接决定着建筑的温室气体排放量及对环境的影响程度。游客及管理中心根据所处位置的气候条件选择合适的能源使用方式。

游客及管理中心屋顶安装太阳能板，至目前为止1），太阳能系统已产生33kwh的电量，减少二氧化碳排放74725kg，氧化氮69kg，氧化硫206kg[5]。除使用太阳能为建筑提供能量外，建筑还使用地热系统。建筑用于加热和空调的电能比建筑其他任何耗能都多。为了节能，该建筑采用地下热量为建筑物提供加热和冷却，从而消除了就地燃烧矿物燃料的需要。地热系统（Geothermal System）比普通采暖空调系统节省75%的能量。地下91.5m蓄水层中的水，透过建筑附近的一口井被抽至建筑物内，因为它埋藏得很深，水温常年保持在12.8℃。热交换后，水被抽送回地下蓄水层。

3.3 材料

3.3.1 可循环和可再生材料

在游客和行政办公楼内，建筑材料和家具含有高比例的可循环物质，许多制品在其使用年限结束时均可实现再循环利用，建筑中75%以上的废物被循环再利用，大量减少了垃圾处理。例如，办公室所使用的地毯是一个“从摇篮到摇篮”（cradle-tocradle）的授权产品,这说明它可以不断进行回收成为新地毯，几乎不造成浪费。使用再循环材料减少了进入垃圾掩埋场或者焚烧场的废物量，减少了用于生产新产品的材料和资源消耗。在这里，建筑师指出LEED评价体系尚存在不足。因为LEED评价体系中有一项得分是可持续地面材料。建筑师认为，如果不使用地毯会更环保，但是出于得分的需求，建筑中使用了低挥发性、循环材料制成的地毯。

3.3.2 低挥发性有机化合物

挥发性有机化合物是许多普通产品和建筑材料中均含有的化合物，可释放于空气中，引起疾病和过敏性反应。该建筑内所用的产品如织物、密封剂、堵缝物、涂料及家具，均不含或仅含有极少量的挥发性有机化合物，以确保工作人员和参观人员的身体健康。

3.3.3 森林管理委员会授权的木材

游客与管理中心采用的大部分木制品均经过森林管理委员会（Forest Stewardship Council, FSC）的授权。建筑外观由经FSC授权的北美香柏制成。北美香柏来自太平洋西北部，在当地的美洲文化中扮演着重要的角色。百叶窗由森林管理委员会FSC授权的木材制成，于当地采伐和加工，选用木材种类为洋槐,一种普通的本土硬木。百叶窗在开始选择的时候，初步打算从巴西进口一种高密度木材，但是建筑师经过数月研究，最后选用了长岛市采伐、宾夕法尼亚州加工的洋槐，这两个地方离该建筑场所都很近，大大降低了木材的运输成本。

6 各层平面

3.3.4 能源之星用具

新建筑使用的都是经能源之星（Energy Star）授权的用具。为获得能源之星，产品必须满足由美国环境保护局（US Environmental Protection of Energy ）或美国能源部（US Department of Energy）制定的合格的能量效率标准。建筑中使用的能源之星冰箱，其效率至少比联邦最低效率标准超出15%。购买这些带有能源之星标识的用具可为建筑节约能量及带来经济效益。

3.3.5 隔热材料

建筑外墙中隔热材料的厚度超过20.32cm，超过很多建筑，厚实的隔热层不但减少了加热或冷却建筑所需的能源，又确保工作人员在任何气候条件下的舒适。大楼采用的隔热材料85%由循环再生材料制成。

除此之外，此建筑20%以上的用料均在方圆804km（500英里，为LEED规定的地方材料的获得范围）内采伐、生产。使用当地材料不但能够节约电源和运输成本，还能扶持当地经济。

3.4 水

水资源的匮乏是目前全球面临的挑战之一。游客及管理中心将建筑作为一个整体，实现水系统的闭合，最大限度地有效节水和利用水资源，使得水资源实现真正意义的循环利用。

3.4.1 生态湿地和净化生物区

该建筑中，尽管生态湿地只有很小的面积，却种植了大量精选的本地湿地植物。除了具有观赏功能外，生态湿地还是一种功能性景观，在建筑的水循环系统中发挥着重要作用。普通建筑中，从洗涤槽、喷头、洗碗机以及其他来源（包括厕所和小便池）排入排水管内的水（称为可再利用废水），通常都会被排入下水道中，但在此建筑中，这些废水被循环利用。

首先，可再利用废水透过管道从建筑物中排往地下沉淀池，使废水中的大块物质沉淀，然后进入生态湿地，在生态湿地慢慢渗入地下。当水渗过砂石层时，污染物被过滤出来。一旦到达湿地植物根部区域，有机营养物质、金属和其他污染物就会被植物自然处理和吸收。穿过生态湿地后，洁净的水将被收集起来并经过管道回流至游客及管理中心，用于冲洗厕所(图10)。生态湿地一周最多可净化和循环利用18200L的水。一周所节约的淡水比一个正常人20年的饮用量还多。此项措施不仅节用了饮用水，还减少了进入纽约市污水管道系统的水量，降低了城市的污水处理压力。

7 门厅及接待

8 一层室内

9 二层室内（图片来源：游客及管理中心视频屏幕截图）

生态湿地除了可以净化废水外，也是花园中的最重要的暴雨管理设置，可将雨水与纽约市混合废水系统分开，从而防止水污染。暴雨期间，雨水从楼顶雨篷进入净化生物区（Cleansing Biotope）中（图11、12），既达到了收集雨水的目的，又为建筑增添一道景观。附近地区的雨水以及来自净化生物区的雨水溢流又汇入生态湿地。在这里，有机营养物质、金属元素及其他污染物均被植物自然处理和吸收。净化后，水透过地下管道由办公楼入口喷泉喷出，然后流过游客与行政办公楼旁，回到净化生物区，开始新的循环。雨水循环利用，既节约了淡水，又有效地预防了此区域淡水的污染（图13）。

3.4.1 公共厕所节水

游客及管理中心内的所有公共厕所均配有不流动或低流动的卫生设备以节约饮用水。一楼和会堂的公共厕所使用的是生态湿地中经循环再利用的废水。此建筑的二楼公共厕所均配有只需极少量水的堆肥式厕所，它能将废物与污水管道系统分离从而防止水污染，取而代之的是由生物，例如细菌和蠕虫来处理废物，将其转化为有用的堆肥。

3.5 室内环境

人有90%的时间都是在室内度过[6]，室内环境质量不仅影响到人们的舒适感，更影响到工作人员的工作效率，甚至影响到人体的身心健康。室内环境在建筑中占有重要意义。

3.5.1 空气品质保证

建筑施工期间，通风口和建筑物通风系统的其它部分可能被污染，会在建筑完工后给居住者带来健康问题。在游客与管理中心施工期间，采取严格的室内空气品质管制方案，以防止污染。此方案包括管道系统和设备安装前、安装中及安装后的保护；对产生灰尘的作业进行限制；以及在施工结束时对通风设备进行为期两周的吹洗。

3.5.2 自然照明和通风

建筑选择以及狭长的建筑架构使得90%的室内空间都能接收阳光照射，并使自然通风达到最佳化。图14为夏至日及冬至日的阳光照射，可知，入口雨篷的形状可有效遮挡夏季阳光并最大限度使冬季阳光进入室内。使用大型外窗和高高的天花板增加采光，使游客和工作人员能够尽情欣赏花园美景，并减少了电力照明的需求量。可操作窗使新鲜空气得以进入建筑内。在行政办公室中，落地窗用木制百叶遮蔽阳光，室内冬暖夏凉。恰当的选址、尺寸、空间及造型设计，适宜的入口设计等为人们提供舒适健康的生活和工作空间。

10 湿地截面

11、12 雨水从入口雨篷降落到生物净化区

3.5.3 经济型照明系统和通风系统

游客与行政办公楼使用了数字定址照明界面（Digital Addressable Lighting Interface, DALI）系统来控制建筑中的人工照明，这表明各个区域可根据其可利用的自然光以及居住者的到来自动调节区域内的亮度级别。使用有效的数字定址照明系统，再加之能引入充足自然光。大量的过滤器和二氧化碳感测器监控器能对人居区域进行监控，并能自动控制通风系统（通风系统采用建筑的地热系统来制造热空气或冷空气），以合适的速度和温度将空气输送至建筑物的各个区域，确保了空气的优质水平，让游客和工作人员倍感舒适。

4 总结

游客及管理中心，这座纽约第一个LEED 铂金认证的建筑，自建成以来受到社会各界的关注。这座建筑取得巨大的成功，不仅由于其使用太阳能及地热系统等高技术来实现建筑的节能，更由于其低技术的策略、管理及设计，对于绿色建筑发展尚未成熟的我国也更具参考价值，具体表现为：

（1） 提升公众意识

发展绿色建筑不仅仅是物质层面的，更重要的是系统及社会效应。游客及管理中心工作人员很注重对外界绿色建筑知识的宣传和灌输。触摸屏显示信息介绍建筑的整体和细节，包括实时能源数据。建筑具有各种信息说明，包括对木材、百叶、节水便器的说明。游客及管理中心定期开展课程，不仅对建筑及整个公园进行讲解及介绍，而且对整个纽约甚至全球环境进行介绍，增强了公众对建筑的了解，更借此建筑普及了环保知识，增强了公众的环保意识及环保责任感。

（2） 整体系统及全寿命周期的设计理念

不同于传统建筑各项操作的独立进行，游客及管理中心表现为对建筑整体的设计及全寿命周期的运作。雨水收集将建筑作为一个整体，雨水经雨篷落入净化生物区，又汇入生态湿地，经生态湿地净化处理后再经建筑入口喷泉碰出，然后又流入净化生物区。园区中的植物，除具有观赏价值外还根据生态系统的生物链进行设计，实现植物无需人工灌溉。有害物综合防治法利用了生态系统内生物间的相互制约、相互依存，将化学合成杀虫剂和肥料的使用降至最低。这些设计都充分体现了将建筑作为一个整体系统的设计观念，并体现了建筑师、结构师、工程师及景观设计师的密切协作及良好沟通。

（3） 因地制宜及以人为本的设计思想

文中前面讲到，该游客及管理中心位于公园一角，紧邻一条马路，并距离另一条主街不远。建筑师不想建筑成为人们观赏公园的视线障碍，将建筑结合植物高度进行设计，并设计了会堂的绿化坡屋顶。建筑没有成为视线障碍，而是成为景观的一部分。此外，坡屋顶的设计也达到了节能和观赏效果的双重结合，也是结合特定地理条件进行设计的结果。游客及管理中心不仅注重节能，而且注重对人体的健康。室内装修注重的不是奢华而是健康环保。无挥发性及低挥发性材料的选用、空气质量的保障、保证了游客及工作人员的身心健康，实现了人与自然的和谐共生。

（4） 低技术策略

绿色建筑并不是完全依赖或追求高技术，虽然技术是实现绿色建筑的重要工具之一，但是其良好的设计才是其根本。本建筑借助建筑轴线、体型、为建筑减少80% 的能源消耗，并实现自然采光及通风，保证舒适性及室内空气质量。节水型厕所的使用，大量降低了市政供水压力。

最后，至2013年9月，游客及管理中心已经建成并投入使用整6年，每天接纳大量的游客，但是从建筑的外观到细部，依然崭新如故，可见建筑过硬的施工质量及良好的维护及管理；同时，建筑周围环境整洁，也体现出公众整体较高的环保意识。

目前，绿色建筑助推我国走向绿色低碳发展之路的同时，也面临巨大的挑战。缺乏绿色建筑设计经验，运营和维护能力较差，性能监控和能源审计的不充分等原因正在逐渐影响业主及开发商选择绿色建筑，阻碍了其发展[7]。了解游客及管理中心，这座纽约第一个LEED铂金认证建筑的设计、建造、管理、材料和能源的使用，可以为我国绿色建筑开展提供一定的启示，也有助于我国结合各地气候条件选择适合当地建筑的绿色节能方式及设计。

13 净化生物区截面

14 建筑自然采光（图片来源：http://leedcasestudies.usgbc.org/process.cfm?ProjectID=1018）

[1] NYC Mayor's Office of Environmental Coordination．Green Building [EB/OL]．[2013-10-13] ．http://www.nyc. gov/html/oec/html/green/green.shtml

[2] 住房城乡建设部. “十二五”绿色建筑和绿色生态城区发展规划[R]. 住房城乡建设部，2013

[3] 仇保兴. 进一步加快绿色建筑发展步伐[J]. 建筑节能，2011(6)：1-3.

[4] U. S. Green Building Council. LEED [EB/OL]. [2013-07-16]. http://www.usgbc.org/leed

[5] Queens Botanical Garden. Sustainable Landscapes & Buildings Project [EB/OL].[2013-10-13]. http://www. queensbotanical.org/103498/sustainable

[6] GREENGUARD CERTIFICATION. Overview of Indoor Air Quality [EB/OL].[2013-07-11]. http://www.greenguard. org/en/indoorAirQuality.aspx

[7]中国绿色科技. 中国绿色科技报告2013——站在十字路口的中国[R]. 中国绿色科技,2013

注释：

1）数字为截至2013年10月12日的统计数字

LEED Platinum Building: A Visitor & Administration Center Example

Green building is not only changing the methods of our country's architectural and building industries it is also directly related to our long-term success and welfare. Nowadays green building development is faced with a number of problems and challenges. New York City's first LEED Platinum certified building, revaluates how green buildings should adapt to local conditions and provides a reference for the development of future green buildings.

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天津大学建筑学院

2013-12-05