世界经典低碳建筑案例

世界经典低碳建筑案例逐一分析提要： 目前世界各国的节能住宅虽然各有特色， 但这些房子里面都装置了各种各样的节能设 备和节能系统。比如太阳能电池板、隔热屋顶、保温外墙和低辐射玻璃等等。 当今世界，设计节能建筑和研发建筑节能技术，是最瞩目的课题之一。据统计，人类每 年所消耗的能量中建筑能耗最大。 这里所谓的建筑能耗，包括人们日常生活用能，如采暖、空调、照明、烹饪、洗衣等耗 能。建筑本身耗能，是指建筑施工、拆除以及与建筑直接有关的水泥工业、钢铁工业、交通 运输等耗能在内。其中又以日常生活用能最大，材料及设备生产用能次之，施工用能仅居第 三。 节能必然成为衡量未来建筑品质的必要指标。到 2020 年，英国的非住宅建筑可以达到零 碳排放。 同样在美国， 提供低碳生活模式的住宅很有市场， 公共住宅逐渐受到欢迎便是佐证。 而我们通常说的节能建筑，是指低能耗建筑，是对建筑规划分区、群体和单体、建筑朝 向、间距、太阳辐射、风向以及外部空间环境进行研究后，设计出的建筑，前提是遵循气候 和节能的基本方法。 建筑层面的低碳设计主要体现在太阳能利用装置、风能利用装置、地热利用装置、能量 循环利用装置等。 欧洲国家对现代建筑的基本理念是：实现“低能耗、高舒适度”的完美结合，最大限度利用 自然能源， 尽量减少能源与资源浪费。 新建建筑必须是节能建筑， 楼顶都要装太阳能吸热板、 雨水收集装置和冷热空气交换器。这方面有很多成功的案例。 英国建成不用石油、煤炭等矿石燃料做能源的“零能耗”、“零二氧化碳排放”住宅小区。伦 敦郊区有个供 82 户居住的“希望屋”：电饭煲、冰箱、热水、照明等用电，全靠太阳能；墙 壁保温层厚 30 厘米；采用先进的通风设备。“希望屋”冬天采用生物资源锅炉。燃料是用麦 秸压成的圆柱小颗粒，二氧化碳排放量远低于麦秸生长过程从大气中吸收的二氧化碳。“希 望屋”用电量为同类建筑的 30%。 瑞典是世界上工业化住宅最发达的国家之一。其住宅示范区在建造过程中并不追求特别 先进的技术和产品，而是把重点放在对成熟、实用的住宅技术与产品的集成。示范小区的 1000 多个住宅单元全部依靠风能、太阳能、地热能、生物能等可再生能源。 恒温、恒湿、恒氧、低噪、适光，这些为大多数人耳熟能详的关键词，目前是国内科技 住宅先驱的核心价值， 在欧洲、 北美和日本等众多发达国家和城市较早时期就已经广泛应用， 并掀起一股绿色旋风，绿色科技住宅也被国际广泛认定为未来住宅发展所趋。 社区未来发展方向--英国贝丁顿 “这是一个全方位的永续发展社区，我们要创造一个全新的生活方式，设计一个高生活品 质、低能耗、零碳排放、再生能源、零废弃物、生物多样性的未来。” BedZED 的设计师登斯特这样来形容 BedZED。在 BedZED 项目中，我们看到设计师将废物、阳光、空气和水充分利 用，与现代人、建筑物一起进行永续的对话。废物 BedZED 低能耗的一个主要原因是其组合热力发电站发挥了巨大作用——通过燃烧木材 废物发电为社区居民提供生活用电，而且用这一过程中产生的热能来生产热水。热水罐位于每 户的核心位置，在寒冷季节可起到供暖的作用。目前 CHP 的燃料主要为附近地区的树木修剪废 料，往常这些废料被丢弃并填埋而成为城市的负担，对这些废料加以利用既可以产生能源，又 可以解决环境污染和垃圾处理的问题。 在长期计划中，以后木屑原料的来源将主要为邻近的生态公园中的速生林。经计算，整个社 区需要一片 3 年生的 70 公顷速生林，每年砍伐其中的 1/3 用来提供热能，并补种上新的树苗， 以此循环。阳光 BedZED 的家家户户都装上了太阳能光电板，由于光电板的造价较高，因此设 计者将它尽量用于多种用途，家中的热水和电车充电都来自暖暖的阳光。这些太阳能电池板可 为 40 辆汽车提供电力，这种用太阳能电力供应汽车的模式将太阳能光电板的投资回收周期从 通常的 75 年缩短到 BedZED 中的 6.5 年。虽然冬天的英国非常寒冷，但是 BedZED 却善用设计，没有任何的中央暖气系统。BedZED 的 屋顶、墙体及地面均采用高质量的绝缘材料，保证冬天住房的舒适温度。其外墙是一种夹心构 造，墙体的内芯内 300mm 厚的矿毛绝缘纤维，保证吸收的热量在 5 天内不会消散；外窗为木 窗框，具有良好的断热构造；窗户玻璃有 3 层，尽可能多地吸收热量，在夏天，这些设计又能 尽可能地减少室外高温的传导，避免了空调的使用。而另一个保持室内温度的方法则是屋顶的绿化， 将一种名为“景天”的半肉质植物覆盖于屋 顶，大大减少了冬天室内的热量散失，夏天开花时，整个生态村又成了一个美丽的大花园。这 也是住户在采暖制冷方面比常规住宅节省 90％的能源的主要原因。水伦敦降雨丰富，BedZED 通过对雨水以及生活污水的回收利用，使得水消耗量比普通住宅减少 1/3。每次降雨结束时， 位于屋顶和花园的集水设施会把雨水传送到房子的下面的储水器里，经过自动净化过滤器的过 滤，就可以直接清洗卫生间、灌溉树木以及用作公园水景。 空气 BedZED 屋顶上矗立着的一排排色彩鲜艳，外观奇特的热压“风帽”(Wind Cowl)，源源 不断地将新鲜空气送入第一个房间。这种被动式通风装置完全由风力驱动，可随风向的改变而 转动，利用风压给建筑内部提供新鲜空气，排出室内的污浊空气。 此外，其内部设有热交换器，可回收排出废气中的 50％~70％的热量，从而来预热室外寒冷 的新鲜空气。引导绿色交通为了减少现代生活的方式，BedZED 在保证居民出行方便的前提下， 引导绿色交通，有效地降低了私家车的使用，更成为 BedZED 的一项特色。 公寓和办公空间的联合开发，给居民提供了在社区内甚至自己家里上班的机会；场地内自带 的商店、咖啡店、带托儿功能的健身中心等设施又进一步减少了交通的需求；物业管理公司为 小区内的商店组织当地货源，提供新鲜的环保蔬菜、水果和其它食品的送货上门；便利的公交 系统也使人们减少对汽车依赖； 便利的自行车和电动车的使用机会， 为私家车主提供其它选择， BedZED 有足够的自行车停车场，并有与其它区连接的自行车道路；互享车辆体系（car pool） 提供了多人共享汽车的机会。“如果这个世界的第一个人都居住在普通房屋内，过现在 BedZED 居民过的生活方式，那我们需要 3 个像地球那么大的星球，才能维持我们基本的生存需要。但 是我们只有一个地球。 ” BedZED 的设计者登斯特这样说。 在全世界对能源问题高度关注的今天， BedZED 的建成和杰出表现让我们看到了希望，也许它就是人类未来居住模式的雏形。 世界最大的太阳能居住型社区——荷兰阿姆斯福特太阳能村以建筑节能为中心的、装机容量名列世界前茅的太阳能发电居住区，是当今荷兰住宅建设的 示范项目。太阳能利用是该项目的重点，辅以配套的建筑节能技术，达到节约能源和社区可持续发展的目标。 太太阳能村共有 6000 幢住宅， 10 余万人， 太阳能光伏发电能力达 1.3 兆瓦 （MW） 。 世界著名绿色建筑--德国节能住宅 现代建筑不仅仅只是应用现代建筑技术，而且还要体现生态环保，体现材料的美感、轻盈通 透等方面，生态环保意味着建筑结构材料运用的越少越好，在建筑使用期间的能耗越少越好， 而且所有建筑材料尽可能循环利用。建筑的轻盈减少材料的使用，有利于可持续发展；建筑的 通透增加使用者同外界的对话，同时让自然光线更好的使用成为可能。 德国索贝克公司设计的 R129 超级未来型节能住宅，引起了广泛关注。建筑外皮采用人工材料，质地极轻且通透，承力结构也是由中空的碳素材料构成。建筑外表皮 镀有低辐射膜，夏天阻挡热辐射进入，冬天防止热能量流失。一个可开启关闭的电子镀铬膜能 使建筑外壳分级变暗或者完全不透光。在建筑外皮结构的外表面上设置了超薄的光伏发电膜， 它只遮挡 20%的光线进入，但可以提供建筑所需绝大部分能源。 轻质碳素合成材料板作为承载地板，上面设有地暖板，冬天可根据温度需求进行自动控制， 中间还设有一种智能地板，提供能量存储的可能性，以及电、水、新风和电信管线接头的安装 空间。 室内在各个不同的功能空间没有固定的分割。可移动的单元核心由卫生和厨房装置构成，围 绕这个核心单元可以安排不同的功能房间，如书房，卧室等。这种核心单元是建筑外表皮包裹 着的生活领域唯一封闭的空间。欧洲未来住宅 Atika——西班牙的样本 这是一座将未来的居住理念、绿色建筑设计、可持续发展的城市等设计理论相结合，运用斜 屋顶技术、低能耗策略、全方位的太阳能系统（不仅是取暖，同时包括降温） 、楼宇智能化管 理体系以及模数化技术而建造一座欧洲最新的节能型住宅试点项目。 第一个 Atika 住宅的样本是在西班牙的毕尔巴鄂市（Bilbao）组装成型，并计划在未来通过汽 车运输到不同的国家组装。 由于西班牙位于欧洲南部，属于地中海气候，该气候的特点是冬天温暖，夏天炎热，通风和 空调设备是主要的能源消耗点。建筑师早已通过简单而有效的建筑手法对能源进行合理地利用：通过外墙的厚度与密度来形成 保温与隔热；白色的石灰板作为对日照最好的反射材料；利用上部的悬挑的建筑构建或者窗上 的百叶来形成阴影；狭窄的街道和阳台来确保阴影面和空气的流通；以及利用流动的水来达到 降温的效果。Atika 住宅正是在这种简单而高效的能源处理方法的基础上，加入了最新的技术与 材料。德国巴斯夫“三升房”（3-Liter House） 本项目是世界最大的化学公司——巴斯夫在一幢已有 70 年历史的老建筑基础上改造而成， 因其每年每平米（使用面积）消耗的采暖耗油量不超出 3 升（相当于当量煤约 4.5 千克）而被 称为“三升房”。改造过程中主要采用了加强围护结构的保温性能、设置可回收热量的通风系统、 截热技术等措施。与改造前相比，采暖耗油量从 20 升降到了 3 升，如按 100 平米的公寓测算， 每年取暖费可从 5400 元人民币降至 770 元，二氧化碳的排放量也降至原来的七分之一，具有 极大的经济和环保价值。 3 升房”，意即“房屋每平方米单位面积每年消耗 3 升燃料用于供暖”。“3 升房”采用了经过创新的隔热通风复合系统，新鲜空气由外部进入装置后，与一部分试图 外出的热空气相互“切磋”，再进入室内各个房间，保证居民们呼吸的每一口空气天然而清新。 整座建筑的屋顶铺上由 Neopor 泡沫材料构成的隔热面板，它含有如一颗香米大小的石墨颗粒， 拥有极强的反射热辐射本领，夏日可以拒绝阳光闯入屋内，避免室温蹿升；冬天可以防止屋内 的热气溜出户外。“3 升房”对太阳能电池板极为器重，它是整座建筑的“脑袋”。屋顶上的太阳能板群吸收太阳光，用来发电，电能随之进入市政电网，由发电所得收入来填补建筑取暖所需费用；屋侧墙壁上悬 挂的太阳能电池板，则服务于日常家居生活，例如用来洗澡的热水。 德国巴斯夫公司所属房地产公司执行主管马蒂尔斯· 亨塞尔博士（Matthias Hensel）表示，借 助‘3 升房’为可持续发展的未来奠定了基础。经过现代化改造的老房子，既有商业利益的考虑， 更有对自然资源合理利用的责任感，它提高了德国民众的生活质量。成功是显而易见的，在整 个欧洲，‘3 升房’也堪称璀璨夺目的房产案例。 英国建筑研究院办公楼 英国建筑研究院（BR E）的环境楼（Environment Building）为 21 世纪的办公建筑提供了一个 绿色建筑样板。能源系统是设计师为一个尺度适中的办公建筑精心设计的，使之成为新一代生态办公建筑的模 范之作。 它的每年能耗和 CO2 排放性能指标定为： 燃 47kWh/m2； 用电 36kWh/m2； CO2 排放量 34kg/m2。 舒适节能的暖通空调、通风与照明系统 该大楼最大限度利用日光，南面采用活动式外百页窗，减少阳光直接射入，既控制眩光又让 日光进入，并可外视景观。采用自然通风，尽量减少使用风机。采用新颖的空腔楼板使建筑物 空间布局灵活，又不会阻挡天然通风的通路。顶层屋面板外露，避免使用空调。白天屋面板吸 热，夜晚通风冷却。埋置在地板下的管道利用地下水进一步帮助冷却。安装综合有效的智能照 明系统，可自动补偿到日光水准，各灯分开控制。 建筑物各系统运作均采用计算机最新集成技术自动控制。用户可对灯、百页窗、窗和加热系 统的自控装置进行摇控，从而对局部环境拥有较高程度的控制。环境建筑配备 47m2 建筑用太 阳能薄膜非晶硅电池，为建筑物提供无污染电力。旧建材在围护结构中的再利用 该建筑还使用了 8 万块再生砖；老建筑的 96%均加以再生产或再循环利用；使用了再生红木 拼花地板； 90%的现浇混凝土使用再循环利用骨料；水泥拌合料中使用磨细粒状高炉矿渣；取 自可持续发展资源的木材；使用了低水量冲洗的便器；使用了对环境无害的涂料和清漆。 更多案例 德国邮政大楼德国邮政大楼是波恩的一座现代化标志性建筑，这栋 40 层 162.5 米高的全玻璃、钢结构的建筑 矗立于莱茵河畔。采用双层玻璃幕墙进行“空气对流”，冬暖夏凉；同时抽取莱茵河的地下水， 通过管道系统处理后，对大楼进行供暖和制冷，用过的水简单处理即可排入莱茵河，几乎没有 污染。 “整个能源系统中，唯一非常重要的能源是用于用于水循环的电能，比普通大楼使用的能耗 降低了 25%以上。”邮政大楼负责人 UweMoog 先生说，“当初为了环境的投资非常值得，50 年 内，用于大楼运转的能耗大概只有当初总投资的 1/3，而在同样时间内，普通大楼的供热、制冷、照明能耗，将会占到 75%。” 英国格林威治新千年村千年村的设计中突出了可持续发展的功能：减少了 80%的能源消耗和 30%的用水；生活废水循 环系统将雨水保留下来冲洗卫生间；40%的木材和铝制建材得到回收利用；混凝土结构的房屋 有储热作用，减少了能源消耗。村子采用了热能和电能合一的供应系统， 为住户提供中央供 暖、热水和电量。 英国蜂兰生态房这座房屋占地 550 英亩，沿湖而建，是一座生态环保的住房。建造房屋所用的材料来自废弃的 沙砾，利用地热加热和冷却，并循环利用雨水，利用太阳能和风能发电解决整座房屋的日常需 求。 新加坡 Beach Road技术及方法：太阳能光电板、雨水回收系统、自然通风系统、太阳遮光屏幕 澳洲 Frasers Broadway技术及特色： 废水回收设备、绿化屋顶、自动仪器、太阳能照明设备。 目前世界各国的节能住宅虽然各有特色，但这些房子里面都装置了各种各样的节能设备和节 能系统。比如太阳能电池板、隔热屋顶、保温外墙和低辐射玻璃等等。 试想一下：不需要开空调，房子里也会保持冬暖夏凉的感觉；收集雨水并经过处理后可变为 家居用水。表评论