綠色建筑是在全生命周期保持低能耗且實現(xiàn)環(huán)境友好的建筑。通過節(jié)能技術(shù)和設(shè)計提升低碳水平、因地制宜利用可再生能源降低能耗、綠化屋頂改善局部循環(huán)……近年來,一些國家不斷推廣綠色建筑,進行了許多有益的探索和嘗試,有效地減少了建筑的碳排放。
德國
被動房,節(jié)能環(huán)保受關(guān)注
冬天不用開暖氣,夏天不用開空調(diào),濕度常年維持在40%—60%,PM2.5值維持在75以內(nèi)……近年來,起源于德國的被動房以其較高舒適性和能耗大大低于傳統(tǒng)建筑的特性,受到越來越多的關(guān)注。
在德國西南部城市海德堡,緊鄰老城的列車新城是目前全球最大的被動房建筑群之一。這片由廢棄貨運站開發(fā)的新區(qū)占地面積達116公頃,以其先進的節(jié)能效用和較高的生活質(zhì)量,成為海德堡的新名片。在去年舉行的第二十六屆聯(lián)合國氣候變化大會上,列車新城被列為可持續(xù)城市發(fā)展的最佳實踐范例。
“穿衣戴帽”環(huán)保設(shè)計
根據(jù)德國被動房研究所的定義,被動房是指“僅通過新風(fēng)系統(tǒng)的后冷卻或熱補償來實現(xiàn)熱舒適的建筑”。換言之,被動房通過給整個建筑物“穿衣戴帽”,提高建筑保溫隔熱性能和氣密性,并充分利用自然通風(fēng)、日曬采光等被動熱源,降低建筑物的碳排放。
從海德堡火車站步行15分鐘,記者來到列車新城,只見公園綠地和人工河道等景觀貫穿其間,一幢幢白色房屋整齊排列。乍一看,眼前這些房屋并沒有特別之處,“穿衣戴帽”如何實現(xiàn)?
被動房與傳統(tǒng)建筑的區(qū)別首先體現(xiàn)在外墻。在德國,一般民用建筑的外墻厚度在350毫米左右,而列車新城被動房則超過500毫米,其中包含200—325毫米的保溫層。窗戶亦是如此,相比一般建筑標配的雙層玻璃窗,符合被動房標準的節(jié)能窗有3—4層,并且玻璃層間還灌入惰性氣體,附以可升降的外遮陽設(shè)備,極大地降低了熱傳導(dǎo)和熱流失。即使在冬夜,室內(nèi)玻璃表面溫度也不會低于17攝氏度。外墻底部的地基部分同樣也被保溫材料蓋得嚴嚴實實。
地基再往下,是被動房除保溫層外的另一個核心裝備——新風(fēng)系統(tǒng)。室外的新鮮空氣進入被動房室內(nèi)前,首先要經(jīng)過深埋地下的進氣管,進氣管利用地面余溫將其預(yù)熱至5攝氏度,此后這些空氣再經(jīng)由送風(fēng)設(shè)備過濾、滅毒、殺菌,并通過新風(fēng)換氣機與室內(nèi)渾濁氣體熱交換,吸收其80%的熱量,保證了室內(nèi)空氣質(zhì)量清新且溫度適宜。
盡管被動房的原理聽起來并不復(fù)雜,但要真正建造卻絕非易事。德國經(jīng)過長達20余年的實踐,摸索形成了一套認證體系。不管是建筑能耗、房屋氣密性,還是暖通設(shè)備、新風(fēng)系統(tǒng)、保溫層、門窗等設(shè)施都有一系列基于數(shù)據(jù)的驗收標準,只有通過了所有檢測,提交多達15份材料證明,才能被認證為被動房。
為了達到被動房能耗標準,列車新城內(nèi)每個建筑項目籌建時都有經(jīng)過認證的被動房規(guī)劃師參與討論,并針對項目各自的特點給出不同的能源供應(yīng)方案并制定節(jié)能策略。
除了被動房建筑本身,列車新城還有許多節(jié)能減排的環(huán)保設(shè)計。新城內(nèi)每戶居民家中都安裝了智能電表,以監(jiān)測能源消耗并確定潛在的節(jié)能領(lǐng)域;由遠程管理系統(tǒng)控制的LED路燈,則可以根據(jù)城區(qū)實際需求調(diào)整照明亮度。
如果從高處俯瞰整個新城,則會發(fā)現(xiàn)更多玄機。大面積的綠色屋頂上,不同顏色的景天科和禾本科花草混種,色彩繽紛,賞心悅目。
這樣的綠色屋頂不僅可以美化環(huán)境,更是調(diào)節(jié)溫度的好幫手。研究顯示,在德國,有植被覆蓋的屋頂與裸露屋頂?shù)臏夭钭罡呖蛇_40攝氏度。植被可以減少屋頂結(jié)構(gòu)層的溫差變化,從而延緩下方防水層、保溫層、建筑層的老化,增加建筑使用壽命。此外,綠色屋頂還可以儲存雨水,從而降低洪水風(fēng)險,并為野生動物提供棲息地。
低碳宜居設(shè)施配套
目前,整個列車新城已建成3000套住房、兩個托兒所、兩個游樂場、一座公園、一所小學(xué)、一個社區(qū)中心以及相關(guān)商業(yè)配套設(shè)施。
記者隨后來到位于列車新城中心的伽達默廣場。時值午后,廣場上熱鬧非凡。孩童們嬉戲玩耍,青年學(xué)生或踢球或踩滑板……在高度老齡化的德國,此番景象并不常見。
“列車新城居民的平均年齡只有29歲,90%左右的居民年齡在45歲以下。”列車新城市政新聞辦公室在致記者的書面回復(fù)中表示。
節(jié)能環(huán)保的被動住宅、交通便利的地理位置、親近自然的社區(qū)景觀……列車新城成為海德堡一房難求的熱門板塊,吸引大批年輕民眾搬來此處。在當(dāng)?shù)刂饕淖夥恐薪榫W(wǎng)站上,列車新城僅剩3套空置房源正在出租。
“這里的居住體驗真的太棒了。樓下是綠地和水源,房間里非常舒適,能源消耗也比普通住宅要低得多,可以省下一大筆錢!本用裎樘乩蘸蛢鹤釉跇窍碌娜斯は呁孢b控船,不遠處,兩只野鴨正在悠閑地鳧水。
位于伽達默廣場一角的庫伯酒店,是海德堡第一家被動房酒店,這也成為這家酒店的最大賣點!熬频臧惭b了新風(fēng)系統(tǒng),使得房間不開窗也能保持清新的空氣。”酒店前臺工作人員艾瑪介紹,自開業(yè)以來,這座被動房酒店頗受客人歡迎,入住率在周邊地區(qū)處于較高水平。
政策支持產(chǎn)業(yè)發(fā)展
近年來,能源問題在德國持續(xù)引發(fā)關(guān)注。據(jù)統(tǒng)計,2020年,暖氣、熱水供應(yīng)及照明等家庭能源需求占德國終端能源消費的26%。提高建筑能效成為德國國家能源政策的重要一環(huán)。
1977年,德國頒布第一部節(jié)能法規(guī)《建筑保溫條例》,此后不斷修訂,并陸續(xù)推出環(huán)保領(lǐng)域的相關(guān)法律。2019年,德國通過新版《建筑能源法》,該法成為綠色低能耗建筑的標準法律框架。根據(jù)該法案,2021年起,新建建筑須達到近零能耗,2050年所有存量建筑達到近零能耗。為了達到此目標,德國政府近年來加大對被動房等節(jié)能建筑的推廣力度,包括列車新城在內(nèi)的許多節(jié)能綠色環(huán)保建筑項目在德國各地紛紛推出。
盡管在節(jié)能環(huán)保方面有著卓越表現(xiàn),但高于一般建筑的造價,在一定程度上影響了被動房的推廣。
為此,德國政府通過推出低息貸款和建設(shè)補貼等措施支持被動房建造。以列車新城為例,德國復(fù)興信貸銀行、巴登—符騰堡州銀行面向購房者提供不同形式的低息貸款。海德堡市政府則推出總額600萬歐元的資助計劃,為新城內(nèi)的300個居住單元提供補貼,使中低收入市民也有機會入住。
被動房等新型綠色建筑的快速發(fā)展,也促進了德國環(huán)保建筑產(chǎn)業(yè)不斷擴大。從建筑方案設(shè)計及咨詢、建材研發(fā)生產(chǎn),到建筑施工、運營等各環(huán)節(jié),創(chuàng)造了大量就業(yè)崗位。僅列車新城的建設(shè),就帶來了超過6000個工作崗位。
德國在被動房等領(lǐng)域的政策嘗試,也在歐盟層面得到了認可。目前在歐洲,超低能耗的被動房數(shù)量正以每年8%的速度遞增。在越來越多的國家,按照被動房標準建造新建筑或改造、翻新建筑也被認定為實現(xiàn)減少建筑物碳排放目標的重要途徑。
巴林
巧用風(fēng)力發(fā)電
本報記者 周 輖
阿拉伯半島一角,巴林首都麥納麥。兩座上尖下寬的高樓相對矗立,仿佛一對比翼的風(fēng)帆。雙塔以3條橫梁相連接,每條橫梁上都裝有一座巨大的“風(fēng)車”。它們在經(jīng)年不息的海風(fēng)中不停轉(zhuǎn)動,為大樓源源不斷地輸送清潔能源—
這就是巴林世貿(mào)中心,一座將風(fēng)力發(fā)動機組與建筑融為一體的摩天大樓。
巴林位于卡塔爾和沙特阿拉伯之間。獨特的地理氣候條件,使得當(dāng)?shù)負碛胸S富的海風(fēng)資源,也為風(fēng)能建筑的實踐提供了良好的天然環(huán)境。
巴林世貿(mào)中心高240米,共50層,其造型靈感來源于傳統(tǒng)阿拉伯式“風(fēng)塔”。雙塔之間的3條橫梁分別位于建筑的16層、25層和35層。其上安裝的“風(fēng)車”是直徑29米的水平軸風(fēng)力發(fā)電渦輪機,“風(fēng)車”葉片每分鐘轉(zhuǎn)動38次,通過安裝在引擎艙的一系列變速箱,最終讓與其相連的發(fā)電機以每分鐘1500轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速運行發(fā)電。
站在高樓下仰望,海風(fēng)徐徐吹來,有時在地面感受不到太大風(fēng)力,但上方的“風(fēng)車”卻轉(zhuǎn)得飛快。這得益于建筑師肖恩·奇拉的巧思,他利用空氣動力學(xué)原理將兩座塔樓的平面和剖面設(shè)計成橢圓形和帆形,使來自海上的風(fēng)集中通過雙塔之間。
具體而言,橢圓形截面使雙塔間的空間陡然變窄,構(gòu)造成一個負壓區(qū)域,將塔間的風(fēng)速提高了20%,從而大大提升了風(fēng)力發(fā)電渦輪機的工作效率;而三角風(fēng)帆形狀的樓體則起到導(dǎo)風(fēng)板作用,引導(dǎo)更多的風(fēng)吹向低處的風(fēng)力發(fā)電渦輪機,讓3座風(fēng)力發(fā)電機以大致相同的速度轉(zhuǎn)動。
據(jù)介紹,3座風(fēng)力發(fā)電渦輪機每年約產(chǎn)生1200兆瓦時的電力,可滿足巴林世貿(mào)中心約15%的電力需求,相當(dāng)于300個巴林家庭一年的用電量,約等于200萬噸煤或者600萬桶石油的年發(fā)電量。
除了獨特的“風(fēng)車”,巴林世貿(mào)中心在設(shè)計和建設(shè)過程中還采取了多項措施以降低碳排放。例如,在室外環(huán)境和空調(diào)房間之間設(shè)置緩沖空間,降低熱空氣溫度并減少空氣對流傳熱;在沒有遮陽設(shè)施的外立面使用低遮陽系數(shù)的高性能太陽能玻璃,以此獲得盡可能少的太陽能熱量;大樓還在入口處設(shè)置水池,對進入建筑內(nèi)部的空氣進行降溫……
自2008年建成以來,巴林世貿(mào)中心獲得多個建筑與環(huán)保領(lǐng)域的重要獎項。奇拉表示,用嚴謹科學(xué)的設(shè)計實現(xiàn)建筑可持續(xù)愿景,是這座建筑傳遞出的重要信息。
當(dāng)前,巴林正通過多種形式發(fā)展包括太陽能、風(fēng)能和垃圾發(fā)電等在內(nèi)的可再生能源項目。據(jù)當(dāng)?shù)孛襟w報道,巴林政府已通過“2030愿景”計劃,提出一系列關(guān)于保護自然環(huán)境、減少碳排放和促進可持續(xù)能源發(fā)展的措施。由此制定的國家可再生能源行動計劃,力爭到2025年,可再生能源發(fā)電量達到全國發(fā)電總量的5%,到2035年時該數(shù)字上升為10%。
巴西
注重氣候適應(yīng)性
本報記者 畢夢瀛
走進巴西東南部城市庫里蒂巴的豪爾社區(qū),街道兩旁整齊的深色房屋中,一座風(fēng)格簡約的純白色房屋分外搶眼。走上前,率先映入眼簾的便是屋頂上一片生機盎然的綠色。
房屋主人兼設(shè)計者科斯廷和他的家人已在這里生活了5年。這座房屋不僅建筑方案簡單經(jīng)濟,入住后也易于維護,是一種可復(fù)制性較強的、經(jīng)濟環(huán)保的氣候適應(yīng)性建筑。
建筑領(lǐng)域是碳排放大戶,因而也成為全球碳減排的重點領(lǐng)域。隨著綠色建筑的不斷發(fā)展,氣候適應(yīng)已成為當(dāng)前建筑行業(yè)重要研究方向之一。氣候適應(yīng)性建筑在設(shè)計中以所在區(qū)域的氣候狀況為基礎(chǔ),從人體舒適度出發(fā),充分考慮季節(jié)、陽光、風(fēng)向、降雨和濕度等氣候因素,以求提升建筑的節(jié)能性能,同時讓使用者擁有綠色健康生活。
在科斯廷家中,極簡環(huán)保的設(shè)計理念體現(xiàn)在種種細節(jié)之中——
屋頂綠地種有多種本土喜光景觀植物,其土壤層下疊鋪了由花崗巖、瀝青、黏土等材料組成的支撐層、隔熱層、隔水層、排水層等。這樣的設(shè)計既優(yōu)化了屋頂?shù)姆浪Ч,又可在夏季降低室?nèi)溫度、冬季減少熱量流失。
屋頂上的蓄水池和水泵組成了雨水收集系統(tǒng)!皫炖锏侔投嘤,這個系統(tǒng)不僅可以確保雨水被充分用于灌溉院內(nèi)植被,還能減輕下水道排水壓力!笨扑雇⒄f。
8塊閃亮的太陽能電池板構(gòu)成了房屋的發(fā)電系統(tǒng)。當(dāng)?shù)卣膭蠲癖娛褂们鍧嵞茉,科斯廷僅用一周時間便拿到了安裝太陽能屋頂電站的審批許可,并有專人上門安裝、調(diào)試設(shè)備。他向記者介紹:“這組太陽能電池板功率超過兩千瓦,每日轉(zhuǎn)換的電能供給家庭日常生活使用綽綽有余!
此外,通體白色的房屋本身也起到了反光、減少吸熱的作用。房屋內(nèi)沒有安裝空調(diào),電扇也很少使用,這要歸功于房屋的自然通風(fēng)設(shè)計。房屋所有環(huán)境都實現(xiàn)了自然通風(fēng),并通過沿盛行風(fēng)向設(shè)置大開口來增強空氣流通。
交談之間,一只綠色的蜂鳥突然到訪,飛速扇動著翅膀,在花叢間穿梭?扑雇Υ肆(xí)以為常,“除了蜂鳥外,蜜蜂、蝴蝶也是家中常客。這些辛勤的花粉傳播者對促進院內(nèi)植物的健康生長功不可沒。”
科斯廷給記者算了一筆賬,盡管房屋的設(shè)計聽起來復(fù)雜,但實際上造價并不高,“與其他同等規(guī)模的獨院住宅相比,節(jié)省了近1/3的建造費用。”
在巴西,氣候適應(yīng)性建筑已成為一種常見建筑類型。能源與環(huán)境設(shè)計先鋒(LEED)2021年公布數(shù)據(jù)顯示,在2019年年度全球十大LEED市場排名中,巴西認證的綠色環(huán)保建筑數(shù)量位居全球第五。巴西非常重視推廣綠色建筑,許多地區(qū)推出相應(yīng)政策,支持發(fā)展秸稈、木屑等生物質(zhì)建材,推廣以工業(yè)廢渣、建筑渣土等為原料的新型建材,努力降低建材消耗。
“我的設(shè)計雖然簡單,但能在環(huán)保節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展的條件下充分滿足我們一家的生活需求。如果這種理念和設(shè)計可以影響到其他人,讓他們也做出簡單而有益的改變,何樂而不為?”采訪結(jié)束時,科斯廷笑著說。
上一篇:
下一篇: