世界各地的太陽(yáng)能建筑

■ 李忠東 編譯

瑞士：阿爾卑斯山頂建起太陽(yáng)能生態(tài)居所

在瑞士，隨著旅游業(yè)的發(fā)展，對(duì)阿爾卑斯山脈休閑設(shè)施的要求越來越高。艾格峰位于瑞士因特拉肯市正南處，是阿爾卑斯山脈群峰之一。它因山勢(shì)險(xiǎn)峻而被視為“歐洲第一險(xiǎn)峰”，與馬特洪峰和大喬拉斯峰并稱為“歐洲三大北壁”。

人們希望能在山頂上建起房屋，有機(jī)會(huì)在里面逗留，從世界之巔眺望美麗的自然風(fēng)景。為此，瑞士有關(guān)部門廣泛調(diào)查，征求意見。其中的一個(gè)解決方案就是建造臨時(shí)性的太陽(yáng)能生態(tài)居所，然后用直升飛機(jī)將其運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)，并安裝在下面鋪設(shè)了埋入式管道的支墩上。

由西米尼·阿奇特圖拉設(shè)計(jì)的這種居所引人注目，完全能夠自給自足，而且搬運(yùn)起來對(duì)支墩不會(huì)造成任何破壞。 臨時(shí)性的太陽(yáng)能生態(tài)居所設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，生活空間包括6個(gè)鋪位、1個(gè)浴室和1個(gè)休息室。特別值得一提的是巨大的窗戶，不但可以使游客盡情地飽覽壯麗的山光水色，而且還能讓珍貴的太陽(yáng)熱量進(jìn)入。當(dāng)太陽(yáng)下山時(shí)，熱窗簾有助于熱量的保存。

墻壁上安裝有能量為4kW的太陽(yáng)電池板，可防止積雪覆蓋生態(tài)居所。雖然能通過太陽(yáng)能發(fā)電來滿足游客的基本供電需求，但是設(shè)計(jì)者還打算用地板下的供暖系統(tǒng)給居所加熱。至于該系統(tǒng)如何供暖，詳情不得而知，但我們可以確信它不是靠電加熱?？刻?yáng)能發(fā)電系統(tǒng)融化的雪為居所提供用水，所有電器用具也由太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)供電。在發(fā)生緊急情況時(shí)，生物乙醇能滿足取暖和做飯的需要。

盡管迄今為止所公布的只是臨時(shí)性的太陽(yáng)能生態(tài)居所的一個(gè)粗略方案，資料并不詳盡，然而其意圖十分明確：這種生態(tài)居所易于拆遷，不會(huì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)造成破壞，在幫助游客盡情體驗(yàn)阿爾卑斯山古樸神奇的同時(shí)，還能保護(hù)好山巔冰雪覆蓋、山坡林木蔥蘢、山麓碧波蕩漾的高山景觀和旅游環(huán)境。

丹麥：使用太陽(yáng)能動(dòng)力的技術(shù)行政管理局辦公大樓

丹麥港口城市奧胡斯市的技術(shù)行政管理大樓以使用太陽(yáng)能動(dòng)力而聞名遐邇。這座6層大樓用天然石材砌成寬廣的南墻，外面鋪設(shè)170m2太陽(yáng)墻，墻內(nèi)有采暖通風(fēng)系統(tǒng)，還有能提供遮蔭板條墻的200 m2太陽(yáng)電池板。

建筑設(shè)計(jì)師要求能源消耗達(dá)到“被動(dòng)式節(jié)能屋”的標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)調(diào)透過設(shè)計(jì)及建材，利用極小的耗能就能維持住宅舒適度，不用空調(diào)冷氣就能實(shí)現(xiàn)冬暖夏涼，為員工提供良好的室內(nèi)空氣質(zhì)量?！氨粍?dòng)式節(jié)能屋”是指不需要主動(dòng)式采暖降溫系統(tǒng)，通過建筑物自身就可以完成舒適性室內(nèi)環(huán)境調(diào)節(jié)的房屋形式。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，奧胡斯市技術(shù)行政管理局辦公大樓每年最大的總熱量消耗為15kWh/m2，整體能源消耗最多為50kWh/m2。

作為一項(xiàng)提供經(jīng)濟(jì)適用的采暖通風(fēng)解決方案的太陽(yáng)能高科技新技術(shù)，太陽(yáng)墻的發(fā)展前景廣闊。太陽(yáng)墻板是在鋼板或鋁板表面鍍上一層熱轉(zhuǎn)換效率達(dá)80%的高科技涂層，并在板上穿有許多微小的孔和縫隙，經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)和加工處理制成的，能最大限度地將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成熱能。太陽(yáng)墻板組成太陽(yáng)墻系統(tǒng)的外殼，安裝后與傳統(tǒng)的金屬墻面(立面)相似。太陽(yáng)墻板有多種色彩選擇，易于融入建筑整體風(fēng)格。其工作原理是：室外新鮮空氣經(jīng)太陽(yáng)墻系統(tǒng)加熱后由鼓風(fēng)機(jī)泵入室內(nèi)，置換室內(nèi)污濁空氣，起到供暖和換氣的雙重功效。簡(jiǎn)單地說，太陽(yáng)墻可以最大限度地利用太陽(yáng)能，將其轉(zhuǎn)換成熱能，以熱空氣的形式傳遞到室內(nèi)。

奧胡斯市技術(shù)行政管理局辦公大樓拐角鋪設(shè)的170m2的太陽(yáng)墻看似垂直的“雕塑”，能量完全來自其內(nèi)部系統(tǒng)供應(yīng)，冬季能用來預(yù)熱空氣，夏季可讓辦公室降溫。窗戶一律設(shè)計(jì)成嵌壁式，并用上面有太陽(yáng)能光電板的遮蔭板條來遮蔭，以保護(hù)員工免受陽(yáng)光的傷害，大樓靠太陽(yáng)能光電板提供電力保障。

奧胡斯市技術(shù)行政管理局辦公大樓的密閉程度是丹麥建筑行業(yè)有關(guān)要求的兩倍，并且大量使用了具有節(jié)能環(huán)保和超低熱導(dǎo)特性的材料，比如真空隔音窗?！巴ǔＤ銜?huì)嘗試著把建筑物的節(jié)能元素隱藏起來，不過我們更愿意將太陽(yáng)墻作為含有雕塑元素的外觀，使建筑物展示一種形象鮮明的能源結(jié)構(gòu)建筑風(fēng)格?！?建筑設(shè)計(jì)師默勒說。他在2008年競(jìng)標(biāo)成功，獲得奧胡斯市技術(shù)行政管理局辦公大樓的設(shè)計(jì)權(quán)。到2010年底，建筑物竣工。

阿聯(lián)酋：利用被動(dòng)式太陽(yáng)能的新議會(huì)大廈

最近，阿拉伯聯(lián)合酋長(zhǎng)國(guó)公布了聯(lián)邦國(guó)民議會(huì)大廈的新設(shè)計(jì)，讓人眼睛為之一亮。美麗壯觀的設(shè)計(jì)不但圍繞著一個(gè)大的白色圓頂為核心展開，而且利用沙漠氣候獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，通過不求助于機(jī)械系統(tǒng)產(chǎn)生動(dòng)力的被動(dòng)式太陽(yáng)能設(shè)計(jì)，以達(dá)到總體節(jié)能的目標(biāo)。洛杉磯建筑師埃利希以現(xiàn)代與傳統(tǒng)巧妙結(jié)合的優(yōu)秀方案，擊敗了一些建筑公司的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，脫穎而出，贏得大獎(jiǎng)。

國(guó)民議會(huì)大廈設(shè)計(jì)以一個(gè)100m的穹頂結(jié)構(gòu)為中心，一種別出心裁的“沙漠之花”設(shè)計(jì)覆蓋了主要由白色大理石建成的大廈。太陽(yáng)光線通過穹頂屏幕滲透到建筑物和下面的庭院，生成一種小氣候，極大地提高大廈的能源效率。

可持續(xù)性和能源效率是設(shè)計(jì)的核心，該項(xiàng)目預(yù)計(jì)在全國(guó)發(fā)起的“可持續(xù)發(fā)展的設(shè)計(jì)方案”評(píng)比活動(dòng)中榜上有名。對(duì)于國(guó)民議會(huì)大廈綜合設(shè)施來說，被動(dòng)式太陽(yáng)能設(shè)計(jì)是減少熱量吸收和冷負(fù)荷的主要戰(zhàn)略。在白天，淺色的厚墻被用作蓄熱體，到晚上再釋放回去。大型混凝土和金屬屏蔽穹頂能夠減少直接照射到主樓的陽(yáng)光，通過采光井，天窗和嵌入式窗戶獲得的日光可以盡量使一天的人工照明減到最少。國(guó)民議會(huì)大廈位于首都阿布扎比的海濱大道，這里是全國(guó)舉行重要公民活動(dòng)和慶典游行的大道之一。埃利希和他的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)正在努力完善能源模式和其他智能解決方案，以創(chuàng)造出一流的可持續(xù)發(fā)展的設(shè)計(jì)項(xiàng)目。

孟買：別具一格的“綠色”蛋殼形大廈

香港科建國(guó)際有限公司一直堅(jiān)持創(chuàng)新意念，推出用高科技設(shè)計(jì)建造大型建筑物的方案。這家公司最新完工的案例便是為印度孟買建造的一座蛋殼形大廈，它的建筑設(shè)計(jì)總面積為3.2萬m2，內(nèi)部共13層。蛋殼形大廈應(yīng)用被動(dòng)式太陽(yáng)能設(shè)計(jì)，來達(dá)到減少熱量吸收和降低能量負(fù)荷的目的。建筑物高處有一座花園，里面樹木翠綠，花草遍布，是人們休息的好地方。它的最大功能還在于調(diào)節(jié)溫度，能利用天然植被幫助大樓降低表層溫度。大廈采用太陽(yáng)能光電板和屋頂風(fēng)力渦輪機(jī)就地發(fā)電，為整個(gè)建筑供應(yīng)能量。廢水回收系統(tǒng)確保了節(jié)約用水，解決了澆灌植物和景觀的用水。

卡塔爾：仙人掌式摩天大樓巍然聳立

不久前，卡塔爾市新建的市政事務(wù)及農(nóng)業(yè)（MMAA）辦公大樓交付使用。這個(gè)出自曼谷美學(xué)建筑師之手的摩天大樓的造型別具一格，酷似一個(gè)高聳入云的仙人掌。據(jù)介紹，摩天大樓和毗鄰的植物園圓頂設(shè)計(jì)的靈感都源于仙人掌。

卡塔爾是亞洲西南部的一個(gè)阿拉伯國(guó)家，位于波斯灣西南岸的卡塔爾半島上，與阿聯(lián)酋和沙特阿拉伯接壤，海岸線長(zhǎng)550km。它被沙覆蓋，屬于熱帶沙漠氣候，夏天最高氣溫可達(dá)46℃，冬季涼爽干燥，最低氣溫7℃，年平均降水量?jī)H125mm。為了適應(yīng)沙漠嚴(yán)重缺水的氣候，仙人掌的葉子變成短短的小刺，以減少水分蒸發(fā)，又能夠作為阻止動(dòng)物吞食的武器。與此同時(shí)，它的莖演化為肥厚含水的形狀，根須覆蓋范圍非常大，以便下大雨時(shí)吸收最多的雨水。就這樣，這種植物在炎熱干燥的沙漠環(huán)境里成功地生存下來。

作為沙漠建筑的一大典范，卡塔爾市政事務(wù)及農(nóng)業(yè)辦公大樓設(shè)計(jì)得非常節(jié)能，可以充分利用窗戶上的遮陰物。在白天，根據(jù)陽(yáng)光的強(qiáng)度，遮陰物能打開或者關(guān)閉，阻止過多的熱量。這些設(shè)計(jì)與仙人掌的選擇十分類似，仙人掌就是在晚上而不是白天進(jìn)行蒸發(fā)以維持水分，堪稱運(yùn)用仿生學(xué)的又一精彩例子。在卡塔爾市政事務(wù)及農(nóng)業(yè)辦公大樓的基腳邊建有一個(gè)圓頂?shù)闹参飯@，它里面除了有一個(gè)可提供食用植物的花園外，還建有生態(tài)機(jī)器系統(tǒng)，這是一套充分利用水資源的綠色環(huán)保系統(tǒng)，能將整座大樓的污水過濾凈化，達(dá)到中水的標(biāo)準(zhǔn)之后再用來灌溉植物以及沖廁等。