丹麥零碳幼兒園
——萊恩斯太陽堡幼兒園

臧海燕 郭成林 趙金彥 / ZANG Haiyan, GUO Chenglin, ZHAO Jinyan

丹麥零碳幼兒園
——萊恩斯太陽堡幼兒園

臧海燕 郭成林 趙金彥 / ZANG Haiyan, GUO Chenglin, ZHAO Jinyan

萊恩斯太陽堡幼兒園是一個可以讓孩子們在健康的環(huán)境中享受快樂生活的幼兒園。該項目依據(jù)主動式建筑（Active House）的原則進行設(shè)計與建造，其中，自然采光和健康的室內(nèi)氣候扮演了至關(guān)重要的角色。在設(shè)計之初，該項目的愿景就是創(chuàng)造一個可以為周邊環(huán)境和日常使用者帶來積極影響的建筑。通過以下幾種方式，萊恩斯太陽堡幼兒園向世人展示了通往未來建筑之路：減少使用礦物燃料；營造健康和舒適的室內(nèi)氣候；積極投身于環(huán)境保護。

太陽堡 主動式建筑 環(huán)境 室內(nèi)氣候 能源

2011年2月，丹麥最環(huán)保的零碳綜合型幼兒園——萊恩斯太陽堡（Lions Solhuset）幼兒園正式開放。該幼兒園坐落于哥本哈根以北30km的霍斯霍爾姆自治市（H?rsholm Kommune），可容納約100名兒童和30名員工，充足的陽光和新鮮的空氣，讓孩子們能夠在健康的環(huán)境中享受充滿樂趣的生活（圖1、2）。

太陽堡幼兒園由VKR Holding A/S（VKR控股公司，威盧克斯集團母公司）及其戰(zhàn)略合作伙伴霍斯霍爾姆自治市政府和萊恩斯幼兒園（Lions B?rnehuse）共同研發(fā)設(shè)計，并由赫勒烏普（Hellerup Byg A/S）、克里斯滕森（Christensen & Co Arkitekter A/S）以及冉博爾（Ramb?ll A/S） 3家建筑公司傾力打造。

1 目標與愿景

健康的室內(nèi)氣候有利于孩子的身體健康，能幫助他們提高學(xué)習(xí)能力，并減少疾病的發(fā)生。萊恩斯太陽堡幼兒園希望為未來可持續(xù)發(fā)展的兒童保育機構(gòu)樹立新的標準，堅持 “Active House”（主動式建筑）的原則，努力為孩子、大人和環(huán)境帶來更多福音。

“主動式建筑”原則，就是要在不破壞環(huán)境的前提下，為用戶創(chuàng)造健康和舒適的生活空間，實現(xiàn)“給予比獲得更多”的愿景。它注重室內(nèi)外環(huán)境以及可再生能源，為未來可持續(xù)發(fā)展建筑建立了新的框架，致力于促進人體健康，提高生活幸福感。

主動式建筑主要從以下3個方面進行評估（圖3）。

圖3 環(huán)境、室內(nèi)氣候與能源三者的關(guān)系

（1）環(huán)境：融入當?shù)丨h(huán)境，充分利用各種資源，考慮可持續(xù)建筑在使用壽命內(nèi)對環(huán)境的整體影響，從而實現(xiàn)可持續(xù)建筑與環(huán)境的良性互動。

（2）室內(nèi)氣候：可持續(xù)建筑為居住者創(chuàng)造更加健康和舒適的室內(nèi)環(huán)境，保證充足的日照和新鮮空氣；使用的材料能夠提高生活舒適度、改善室內(nèi)氣候。

（3）能源：可持續(xù)建筑高效節(jié)能，所有能源均來自建筑本身的聚能系統(tǒng)和電網(wǎng)所收集的可再生能源。

2 未來建筑之路

整個設(shè)計過程中，設(shè)計團隊對建筑的自然采光、能源、室內(nèi)氣候等進行了詳細的系統(tǒng)性分析，依據(jù)設(shè)計圖紙，同時考慮太陽移動位置，對建筑的形狀、朝向與窗戶進行最優(yōu)化設(shè)計，確保每天乃至全年都能最大限度地利用日光和太陽能。通過以下幾種方式向人們展示了通往未來建筑之路：營造健康和舒適的室內(nèi)氣候；積極投身于環(huán)境保護；減少使用礦物燃料。

2.1 環(huán)境

太陽堡幼兒園是一座開放、透明的建筑，各功能區(qū)之間以及室內(nèi)與室外之間實現(xiàn)無縫過渡，其設(shè)計、選址和建設(shè)均設(shè)法與自然相融，努力拉近室內(nèi)與室外的距離（圖4）。建筑室外區(qū)域布置了典型的丹麥景觀，包括外面的沙灘區(qū)和草地（圖5）。孩子們在其中能夠?qū)W習(xí)如何與自然和諧相處，同時避免對環(huán)境造成破壞。

這里相當于一個迷你小城鎮(zhèn)，里面包含著大街、小巷、小廣場及娛樂室。太陽堡幼兒園建筑平面呼應(yīng)了場地的三角形態(tài)（圖6），由3大區(qū)域組成（圖7、8）：小型活動區(qū)（與集體活動室相連）；大型活動區(qū)（與集體活動室和陽光房相連、通往戶外）；公共活動室和餐廳（設(shè)在建筑中部，方便進出）。這是一個充滿樂趣、活力的新式托兒中心，建筑室內(nèi)氣候健康舒適，日照充足，空氣清新。

2.2 室內(nèi)氣候

健康的室內(nèi)氣候?qū)ν袃褐行暮蛯W(xué)校的重要性不言而喻，它有利于孩子的身體健康，提高學(xué)習(xí)能力，并減少疾病的發(fā)生。

異形坡屋頂為建筑提供了高低錯落的內(nèi)部空間，為確保最大限度地利用日光（圖9），坡屋頂上布置了多樘威盧克斯智能電控窗。智能電控窗具有自動開關(guān)及定時開啟等功能，可以保證室內(nèi)空氣流通良好（圖10）。室內(nèi)安裝了多種檢測探頭，智能控制系統(tǒng)會根據(jù)室內(nèi)溫度自動打開窗戶及換氣設(shè)備進行循環(huán)，以保證室內(nèi)空氣清新。

當陽光過于強烈時，室外遮陽簾可自動放下以遮擋過強的光線。日光通過東南及西南面的立窗以及頂部天窗照射進室內(nèi)。這所“太陽堡”獲得的光照比現(xiàn)行建筑規(guī)范所要求的光照量高3.5倍。

（1）雖然開窗面積僅占建筑面積的28%，但是，起居室的平均采光系數(shù)可達7%，即使是房間最偏僻的角落，平均采光系數(shù)也能達到4%。

（2）窗戶安裝在最佳位置，優(yōu)化日光利用、保持室內(nèi)空氣充足。

（3）所有房間至少從兩個方向獲取日照，豎直的玻璃幕墻能夠確保85%的光線穿過窗戶。

（4）以自然通風(fēng)為主，可回收熱量的機械通風(fēng)為輔，加上室外的自動遮陽簾，確保舒適的室內(nèi)氣候。

圖4 幼兒園外的草坡

圖5 幼兒園外典型的丹麥景觀

圖6 場地平面

圖7 建筑鳥瞰模型

圖8 一層平面

圖9 異形坡屋頂

圖10 智能電控窗

（5）獨特的設(shè)計、適宜的房間大小和良好的消聲裝置使居住者免受噪音的打擾。

（6）為消除不良的室內(nèi)氣候影響，項目采用高品質(zhì)環(huán)保健康的建材。

此外，為保證良好的室內(nèi)氣候，防止室內(nèi)溫度過高，保持良好的自然通風(fēng)，根據(jù)室內(nèi)需要及天氣情況關(guān)閉或打開電燈以節(jié)約能源，設(shè)計師在屋頂設(shè)置了綜合氣象站，除記錄室外風(fēng)向、風(fēng)速、溫度及降雨外，還可以與每個房間里面安裝的多個傳感器聯(lián)動，時刻監(jiān)測溫度和CO2濃度水平，調(diào)節(jié)室內(nèi)健康氣候環(huán)境。

2.3 能源

太陽堡幼兒園的設(shè)計、朝向、建筑材料、窗戶及室內(nèi)氣候智能控制系統(tǒng)符合《丹麥2015年建筑法》（the Danish Building Regulations 2015）的要求，確保了建筑能源消耗等級為1級，這還不包括房屋本身利用可再生能源技術(shù)產(chǎn)生的能源。

幼兒園是一棟三角形建筑，朝南屋頂?shù)男倍缺缺毕虻母鼮閮A斜，可以最大限度地獲取太陽能。獨特的設(shè)計使“太陽堡”充分利用太陽能等可再生能源，實現(xiàn)能源自給，除了滿足自身消耗，還有盈余能源。陽光透過屋頂和立窗源源不斷地提供能源。冬天，陽光透過窗戶為房屋貢獻了所需的一半能源，太陽能和地源熱能綜合系統(tǒng)貢獻了房屋室內(nèi)采暖和熱水供應(yīng)所需的另外一半能源。朝南屋頂上50m2太陽能集熱板可直接收集太陽能用于室內(nèi)采暖和熱水供應(yīng)，250m2太陽能電池可將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，由于其獨特的設(shè)計，每年盈余能源達9kWh/m2，滿足了房屋及其控制系統(tǒng)和家電工作的能源需求（圖11、12）。

上述盈余能源量意味著，只需要40年時間，就可以抵消建筑使用的主要建材在生產(chǎn)時產(chǎn)生的碳排放。太陽堡幼兒園從建筑全生命周期角度，實現(xiàn)了碳中和（圖13）。

圖13 預(yù)計能源需求量及總生產(chǎn)量

3 建筑材料

圖14 建筑外立面木質(zhì)覆板

太陽堡幼兒園使用的建筑材料包括屋頂窗、立窗、太陽能和地?zé)崮芫C合系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、自然通風(fēng)和機械通風(fēng)系統(tǒng)、覆層材料等。房屋立面的木質(zhì)覆板未經(jīng)任何貴金屬和溶劑浸漬（圖14）。太陽能集熱板和太陽能電池之間的屋頂覆有一層有機綠色景天屬植物，雨天時可吸收雨水（圖15）。

圖15 幼兒園屋頂?shù)木疤鞂僦参?/p>

這些經(jīng)過精挑細選的材料對人體和環(huán)境無害，從生產(chǎn)、建設(shè)、使用、一直到維修和廢棄處理，在使用年限期間始終符合可持續(xù)發(fā)展的要求。建筑表面、油漆等材料均被授予北歐“白天鵝”生態(tài)認證標志以及丹麥室內(nèi)氣候標簽（Danish Indoor Climate Label，DICL）。

4 結(jié)語

“主動式建筑”是一種應(yīng)對能源和氣候挑戰(zhàn)的前瞻性理念，即建筑開發(fā)應(yīng)重視低能源消耗、健康舒適的室內(nèi)環(huán)境，實現(xiàn)具體的建筑特性和地區(qū)氣候條件之間的良性互動。萊恩斯太陽堡幼兒園遵循主動式建筑的原則，設(shè)計獨特，通過太陽能實現(xiàn)能源自給，是世界上第一個能夠產(chǎn)生能源的幼兒園，吸引了氣候、能源以及環(huán)境等領(lǐng)域?qū)＜业膹V泛關(guān)注。這座“太陽堡”將成為未來可持續(xù)發(fā)展的兒童保育中心，在這里，孩子們充分沐浴在日光與新鮮空氣中，享受健康環(huán)境下的生活并學(xué)習(xí)如何與自然環(huán)境相處（圖16）。

圖16 幼兒園孩子們的日常生活

項目信息

建筑公司：Christensen & Co Arkitekter

客戶/投資者：霍斯霍爾姆自治市、VVKR Holding A/S和Lions B?rnehuse城市：霍斯霍爾姆自治市（H?rsholm）

攝影師：亞當 · 馬克（Adam M?rk）

占地面積：1 300m2

國家：丹麥

竣工年：2011年

臧海燕，威盧克斯（中國）有限公司

郭成林，威盧克斯（中國）有限公司

趙金彥，威盧克斯（中國）有限公司

2016-07-12

THE ZERO-CARBON KINDERGARTEN IN DENMARK: LIONS SOLHUSET

Solhuset is a kindergarten which merges the quality of sustainable living with the daily activities for children. The design is based on the Active House principles. Daylight and a healthy indoor climate play a vital role in Solhuset. From the very beginning, the vision was to create a building with a positive impact on its surrounding environment and daily users. Solhuset shows the path to buildings of the future, by contributing to reducing the use of fossil fuels, providing a healthy and comfortable indoor climate and contributing positively to the environment and its surroundings.

Solhuset, Active House, Environment, Indoor Climate, Energy