綠地生態(tài)科技展示館的綠色理念與低碳技術(shù)解析

柳閩楠

（廈門象嶼建設(shè)集團有限責任公司，福建 廈門 361000）

1 引言

值此2011世界園藝博覽會在西安舉辦之際，綠地集團抓住這個契機，打造自己的生態(tài)展示平臺，筆者作為項目的實踐者，借此機會表達對綠色建筑、低碳未來的探索嘗試，以及對人居環(huán)境的倡導(dǎo)展望。

2 綠地生態(tài)科技展示館概況

2.1 理念

項目建筑的造型大膽前衛(wèi)，取名“零屋”。遠遠望去就像一棵被殘食的樹樁（圖1）。立意來源于人類對生態(tài)的野蠻入侵，在巨大的人工作用下，一棵老樹根被切割成人類居住的容器，樹洞和樹結(jié)仿佛是對人類無聲的哭泣。

該方案的核心理念是“零屋”，我們從三方面詮釋它的“零”:“零介入”、“零能耗”、“零排放”。首先建筑以謙虛的姿態(tài)介入基地，植入環(huán)境，表達對環(huán)境的尊重來釋譯“零介入”。其次，結(jié)合項目設(shè)計意圖與功能用途，規(guī)劃“4項綠色低碳目標”，運用“九大系統(tǒng)四十項技術(shù)”實現(xiàn)“零能耗”與“零排放”。

圖1 零屋

建筑的平面形狀是圓形，總建筑面積1200m2，地上726m2，地下531m2。設(shè)計以一條清晰的流線引導(dǎo)游客從建筑的二層主入口進入展館參觀“綠地企業(yè)展示區(qū)”，再由豎向鋼梯帶領(lǐng)游客進入“未來之家展示區(qū)”，然后進入“生態(tài)技術(shù)展示區(qū)”，最后通過陽光房由一層出口離開，游覽完全程。同時設(shè)計師考慮到了無障礙設(shè)計，將殘障人士入口設(shè)在一層，并通過垂直電梯完成游覽。

2.2 項目定位

作為園藝博覽會中的一棟企業(yè)自建永久性展示建筑，在項目定位之初有以下幾方面思考。

2.2.1 功能定位

考慮到本項目既是園博會的展示建筑，具有很強的展覽功能需求，又作為定位為綠色低碳大背景下的企業(yè)館，因此它必須是有個性的綠色生態(tài)建筑，并將其作為展品本身展示出來，以實現(xiàn)展覽、展示、建筑、綠色多重功能的統(tǒng)一。

2.2.2 綠色目標

生態(tài)科技館需要在綠色理念與技術(shù)應(yīng)用上具備創(chuàng)新性、先進性與展示性，并實現(xiàn)集成化應(yīng)用。結(jié)合項目功能為生態(tài)科技展示館確定“4項綠色低碳目標”:①建筑常規(guī)運行“0能耗”，②生態(tài)設(shè)計呼應(yīng)博覽主題，③感知自然與環(huán)境的建筑，④展示與建筑一體化。

2.3 技術(shù)應(yīng)用

具體而言，該項目通過“一體化通風(fēng)舒適系統(tǒng)”、“綜合采光系統(tǒng)”、“室內(nèi)綠化與環(huán)境品質(zhì)”、“形態(tài)結(jié)構(gòu)”、“高效圍護與智能遮陽系統(tǒng)”、“能源再生利用系統(tǒng)”、“綠色環(huán)保以及特種建筑材料應(yīng)用”、“場地環(huán)境整合設(shè)計”、“主動設(shè)備應(yīng)用”等技術(shù)實現(xiàn)上述目標。

3 技術(shù)整合情況

該項目盡可能通過利用各種建筑場地自然環(huán)境資源的綠色節(jié)能技術(shù)，在不降低舒適度的前提下實現(xiàn)建筑節(jié)能，加上自然采光、綠色照明等技術(shù)，從根本上將建筑基礎(chǔ)能耗降低到極低水平；另外太陽能光伏建筑一體化（BIPV）、太陽能熱水、地源熱泵等多種形式再生能源的利用，從產(chǎn)能角度實現(xiàn)建筑常規(guī)運行用能的平衡。

生態(tài)科技展示館通過自然通風(fēng)、熱壓式通風(fēng)、地道風(fēng)系統(tǒng)、被動式太陽能采暖等被動式技術(shù)手段，加上儲能蓄熱材料，實現(xiàn)場館熱舒適，一般情況下建筑運行不用空調(diào)，僅極端工況下（小于10%）考慮利用可再生能源的地源熱泵、太陽能熱水等實現(xiàn)熱舒適（圖2）。

圖2 互動交互展示

在場地環(huán)境自然條件最佳情況下，建筑優(yōu)先進行太陽能加強的熱壓通風(fēng)，當熱壓通風(fēng)效用不足時，系統(tǒng)自動調(diào)整進入到通風(fēng)換氣性能更強的風(fēng)壓動力通風(fēng)模式，或者實現(xiàn)舒適性能更強的地道風(fēng)通風(fēng)模式，如果上述模式還是不能獲得舒適，則進入地源熱泵、太陽能熱水舒適實現(xiàn)工況。

圖3 一體化通風(fēng)舒適系統(tǒng)

地道風(fēng)是實現(xiàn)該項目利用自然資源低能耗被動運行的核心，根據(jù)季節(jié)不同，室外新鮮空氣通過設(shè)置在場地周邊不同部位（或樹陰下、或烈日里）的捕風(fēng)口進入地下通風(fēng)井道，利用土壤溫度相對穩(wěn)定原理，獲取地熱能，同時通風(fēng)井道中設(shè)置卵石穩(wěn)溫儲能系統(tǒng)，主要在地道內(nèi)部鋪設(shè)卵石，以儲存和穩(wěn)定一部分的熱量，保證地道送風(fēng)的溫度穩(wěn)定均勻。通風(fēng)井道中同時設(shè)置除塵殺菌防潮排水等措施，并對進入的新風(fēng)進行檢測確保進入室內(nèi)空氣的潔凈。進入室內(nèi)的空氣通過不同的輸送系統(tǒng)供給參觀人員與室內(nèi)設(shè)備，實現(xiàn)系統(tǒng)高效運行。而系統(tǒng)的送風(fēng)動力則來自于太陽能發(fā)電（圖3）。

圖4 室外環(huán)境景觀生態(tài)系統(tǒng)

場地環(huán)境的改善與美化設(shè)計是項目實現(xiàn)低能耗運行的基礎(chǔ)性工作。該項目通過設(shè)置人工濕地與水環(huán)境、鄉(xiāng)土植物復(fù)層綠化遮陽防風(fēng)技術(shù)、透水鋪裝與環(huán)保地面技術(shù)、涼霧景觀系統(tǒng)等設(shè)計改善場地小氣候。并通過人工濕地礫石景觀對室外熱環(huán)境進行季節(jié)性調(diào)控，夏季水漫蒸發(fā)降溫，冬季水枯卵石接受太陽輻射蓄熱（圖4）。

綠色照明技術(shù)也是該項目的一大亮點，針對不同區(qū)域與功能，規(guī)劃設(shè)計了環(huán)境基礎(chǔ)照明，展示重點照明，室外景觀照明。同時利用無線控制，實現(xiàn)基礎(chǔ)照明隨人流的增減和日光的強弱自動調(diào)節(jié)明暗；重點照明隨參觀人員的有無自動開閉；可與窗簾、送風(fēng)系統(tǒng)等實現(xiàn)聯(lián)動照明智能控制。

上述所有系統(tǒng)均通過建筑自身的智能樓宇系統(tǒng)自動實現(xiàn)，無需額外人工干預(yù)。

4 結(jié)語

生態(tài)科技展示館作為探究人與自然和諧共生的嘗試，希望能夠成為感知自然與環(huán)境的建筑。該項目所采用技術(shù)的實現(xiàn)與建筑自然環(huán)境狀況息息相關(guān)，通過各類生態(tài)與技術(shù)指針系統(tǒng)實時反饋自然環(huán)境與建筑系統(tǒng)的變化。通過各類生態(tài)感知、技術(shù)感知、環(huán)境感知、氣候感知等設(shè)計，使得建筑成為一個融入環(huán)境有機的活著的存在。類似魚兒感知水質(zhì)、陽光與水位的太陽輻射狀況感知、相變色變的溫度感知、隨著季節(jié)變化的建筑形態(tài)與運行狀況調(diào)整的設(shè)計不一而足。

［1］劉先覺.生態(tài)建筑學(xué)［M］.西安:中國建筑工業(yè)出版社，2009.

［2］李繼龍.型式的技術(shù)解讀——高技生態(tài)建筑解析［D］.天津:天津大學(xué)，2003.