倫敦“水晶大廈”解密城市未來

楚杰

日前，由西門子公司打造的一座標志性建筑在英國倫敦拔地而起。這座被命名為“水晶大廈”的現(xiàn)代化建筑將分別用作展館和會議中心。既向人們展示新時代的節(jié)能科技創(chuàng)新成果，又是全世界業(yè)內(nèi)人士探討現(xiàn)代城市可持續(xù)發(fā)展新方向的理想場地。

新落成的大廈集合了無數(shù)最新的節(jié)能科技。大廈屋頂2/3的面積覆蓋著太陽能板，可節(jié)省20%的電能消耗。同時，大廈的溫控系統(tǒng)也具有節(jié)能效應(yīng)。西門子公司稱，“水晶大廈”是新時代節(jié)能建筑的最佳典范，它將成為倫敦城市風(fēng)景線上的一個新亮點。

會“呼吸”的建筑

“水晶大廈”坐落于倫敦的維多利亞碼頭，距奧林匹克公園僅幾步之遙?！八Т髲B”的稱謂源自于其幾何晶體結(jié)構(gòu)以及具有反射效果的建筑表面。在一片居民樓、酒店、倉庫、起重機和港區(qū)構(gòu)成的天際線中矗立著其另類的輪廓，由玻璃和鋼材筑成的外形讓人不由地聯(lián)想起立體主義風(fēng)潮時期的作品。

“水晶大廈”是目前世界上最大的可持續(xù)發(fā)展城市規(guī)劃展覽中心，其內(nèi)部設(shè)有2000平方米的城市未來規(guī)劃展區(qū)，向游覽者免費開放。當然，“水晶大廈”同時亦設(shè)有辦公區(qū)，為來自世界各地的基礎(chǔ)設(shè)施專家、研究伙伴、規(guī)劃師和學(xué)者提供工作空間。

站在“水晶大廈”外觀察，可以看到大廈的外形設(shè)計下窄上寬，光滑的外壁折射出周圍的環(huán)境：港口銀色的水面、公園綠地，還有向02 Arena體育場運送乘客的紅白相間的有軌電車。這樣的設(shè)計可以使低層在樓頂?shù)谋幼o下不會照射到過多陽光，從而避免大廈內(nèi)溫度過高。設(shè)計者對玻璃幕墻的布局進行了專門設(shè)計，使室內(nèi)日間既能擁有良好的采光，又不會在中午時室溫過高。此外，他們一方面大量采用可回收再利用材料，另一方面又盡量減少“水晶大廈”的建材用量。

“水晶大廈”需要的一部分電能來源于屋頂上覆蓋的光伏電池組，它可以收集陽光，并利用太陽能發(fā)電。“這些光伏電池組可滿足‘水晶大廈20%的用電需求?！蔽鏖T子有關(guān)負責(zé)人介紹道，不過單靠光伏技術(shù)是很難滿足“水晶大廈”這座大建筑的用電需求，所以其他電能仍來自于公共電網(wǎng)。

在夏季，當夜幕降臨。員工和來賓陸續(xù)離開“水晶大廈”，返回家中。當溫度降到20℃以下之后，建筑的窗戶將自動開啟，讓空氣流入室內(nèi)。新鮮的空氣同時還對大廈地基中的一塊巨型水泥板起到冷卻作用，這樣可以降低次日大廈內(nèi)的室溫。

“水晶大廈”在供熱方面幾乎能夠自給自足。它的熱能同樣來源于自然環(huán)境。當需要降低室溫時，“水晶大廈”就將熱量排入地下。到了冬季，“水晶大廈”再將熱能從地下抽上來，為大廈供暖。這一裝置的管道埋入地下150米深處，系統(tǒng)的熱泵可以滿足大廈內(nèi)全部的供暖需求、約三分之二的熱水需求以及約三分之二的空調(diào)用能需求。

要合理利用這么多來自外部環(huán)境的能源，最大限度提高能源的利用效率非常重要，西門子的Desigo樓宇管理系統(tǒng)解決了這個問題。Desigo利用“水晶大廈”樓頂?shù)臍庀笳竞捅姸鄠鞲衅鱽聿杉P(guān)于大廈室內(nèi)外溫度、房間占用情況及空氣質(zhì)量等眾多信息，每隔一分鐘信息會被更新一次。根據(jù)這些信息，Desigo能判斷是否通過窗戶通風(fēng)就可以保證室內(nèi)空氣的良好流通，以及是否關(guān)閉閑置辦公室中的供暖設(shè)備。如此既可節(jié)約成本，又可減少能耗。如此一來，“水晶大廈”仿佛成為一座會自動“呼吸”的建筑。

全面利用水循環(huán)

“水晶大廈”每天的運轉(zhuǎn)除了不需要使用任何礦物燃料，還實現(xiàn)了水循環(huán)的全面利用。西門子的技術(shù)可以全面回收利用大廈內(nèi)的各種用水，還能收集雨水加以利用。

“‘水晶大廈中的一切都經(jīng)過精密的規(guī)劃，我們新建的這座可持續(xù)發(fā)展樓宇技術(shù)中心就是要將尖端的技術(shù)與先進的設(shè)計完美結(jié)合在一起，充分利用每一絲可以利用的能源。”西門子全球城市科技中心的項目經(jīng)理WernerKruckow博士說。

“‘水晶大廈的樓體形狀非常有利于它收集雨水?！盇rup咨詢公司的環(huán)境工程師AnokheeShah介紹道，“樓頂可以收集雨水，然后積水經(jīng)過層層過濾，流入巨大的地下蓄水池。接下來再利用薄膜過濾層、碳過濾器和紫外線照射消毒技術(shù)對蓄水池中的水進行凈化處理，直到最后達到飲用水的水質(zhì)標準。”西門子的先進技術(shù)和倫敦有名的多雨天氣，使得理論上收集的雨水即可滿足“水晶大廈”內(nèi)85%的飲用水需求。此外，收集的部分雨水還通過樓頂?shù)奶柲芗療嵫b置進行加熱，可滿足“水晶大廈”內(nèi)約20%的熱水需求。即便是用過的廢水也不會排入下水道，相應(yīng)裝置會回收廢水，對其進行凈化，然后這些水又成為洗手間用水或用于澆灌大廈花園。為此，“水晶大廈”還設(shè)立了專門的廢水處理中心。

從倫敦開始

與同類辦公樓相比，“水晶大廈”的能源耗用量低了近50%，二氧化碳排放量減少65%左右?！八Т髲B”同時獲得LEED和BREEAM兩項大獎——它們均是針對可持續(xù)發(fā)展的環(huán)保型設(shè)計和建筑的嚴格認證體系。

要知道，目前城市建筑物的耗能量占全球總耗能量的40%，而且城市建筑物因使用電能和熱能而排放的溫室氣體約占全球排放總量的20%。采用能效最高的照明系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、IT系統(tǒng)與安防系統(tǒng)，能夠?qū)⒊鞘薪ㄖ锏哪茉葱枨罅繙p少30%到40%。因此，建筑物一直被各個城市看作最有潛力的節(jié)能目標。此前西門子已經(jīng)為墨西哥建成了該國“最綠色”的辦公大廈，紐約也邀請了西門子將其擁有120年歷史的音樂廳改造成具有尖端樓宇技術(shù)的樣板。

根據(jù)英國2010年的建筑規(guī)范，倫敦新建項目的環(huán)境績效必須提高25%。這一標準從2016年開始適用于住宅開發(fā)項目，從2019年開始適用于非居住房產(chǎn)項目?！拔覀冞€通過提高用水效率、洪水和地表水管控及綠色空間等一系列政策制定了相關(guān)標準，讓房地產(chǎn)開發(fā)項目能夠為倫敦適應(yīng)氣候變化做出最大貢獻?！眰惗厥虚L約翰遜如是說。

技術(shù)進步帶來的好處之一是，尖端節(jié)能技術(shù)的使用并不會增加成本。由于減少了耗電量與用水量，近90%的減排技術(shù)投資都能收回。倫敦的多個項目已經(jīng)證明了改造倫敦建筑的商業(yè)價值和經(jīng)濟可行性，回收投資成本只需要7年時間，接下來還能減排大量二氧化碳和節(jié)省成本。

約翰遜每次來到“水晶大廈”都表現(xiàn)得充滿欣喜。對他來說，或許眼前的“水晶大廈”就是所有倫敦乃至全球建筑物的未來?！皞惗厥浅鞘邪l(fā)展的最佳實驗室。由于在倫敦開展項目的成本比英國其他城市高一些，所以任何一個項目必須具有足夠的商業(yè)價值。這意味著能在倫敦開展的項目，就可以在英國其他地方甚至是全世界被輕松放大和復(fù)制?！奔s翰遜說。

“水晶大廈”是西門子計劃修建的全球三個城市能力中心中的第一座，也是最大的一座。談到為何選擇倫敦作為首站，西門子管理委員會成員、基礎(chǔ)設(shè)施與城市業(yè)務(wù)領(lǐng)域首席執(zhí)行官博樂仁解釋道，倫敦在城市與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面取得的業(yè)績突出，同時與西門子的合作也頗為深入——典型的合作項目包括，為倫敦交通擁堵收費系統(tǒng)提供設(shè)計、建造和運行相關(guān)服務(wù)，收費區(qū)覆蓋倫敦的整個中心區(qū)域：而在未來的數(shù)年，另外兩座規(guī)模稍小的城市能力中心也計劃分別于上海和華盛頓落成。