周穎
新加坡是一個小國,自身生產能源的能力非常有限,但同時,因其社會經濟發(fā)達,能耗巨大,所以“零能耗”建筑的理念和方案一出現,立刻引起了新加坡政府的注意,并迅速將其付諸實踐,大力推動。
顧名思義,“零能耗”建筑即能源可以自給自足的建筑。一般指在實現低耗能的基礎上,補充太陽能、風能和淺層地能等可再生能源,達到節(jié)約或者不用傳統(tǒng)化石能源的目的。
目前,國際通行的“零能耗”建筑主要是指通過最佳整體設計,利用最先進的建筑材料以及節(jié)能設備,達到房屋所需能源或電力100%自產的目標?!傲隳芎摹苯ㄖ⒉皇钦f建筑不耗能,而是指對不可再生能源的消耗為零,用的能源主要是太陽能、風能和生物質能。
“零能耗”建筑是新興事物,在全球范圍尚處在起步階段。據國際著名媒體報道,截至2017年,全世界也只有500座“零能耗”商業(yè)建筑、2000個“零能耗”住宅單元。新加坡在2019年修建了全島第一家“零能耗”建筑:新加坡國立大學設計與環(huán)境學院新樓。這座六層綠色建筑屋頂上覆蓋著1200塊太陽能電池板,每年可以產生500兆瓦能量,不僅足夠滿足樓內師生需求,還略有結余,將能量反向輸回給新加坡國立大學的主電網。
另外,這個建筑還有一個巨大的出挑屋檐,為內部房間遮陽,且采用較為松散的布局,引導交叉通風,以減少能源消耗。此后,新成立不久的新加坡管理大學也建造了一座名為“聯通管大”的“零能耗”建筑,同樣使用太陽能為建筑提供能源。
與此同時,該建筑還配備了被動置換冷卻裝置系統(tǒng),可節(jié)能約44%、節(jié)省約300平方米的設備用建筑面積,使用智能感控系統(tǒng)管理能源使用情況,減少電器、插頭待機時的能源消耗。在兩座大學的“零能耗”建筑落成之前,新加坡建筑局的一座舊建筑亦通過改造,實現了“零能耗”。
根據新加坡建筑局提供的信息,所有“零能耗”建筑具有以下幾個特征:首先,建筑所需能源完全來自清潔、可再生的太陽能。第二,“零能耗”建筑內采用“未來辦公室”模式,特點是使用整合性的設計,包括三個部分:“被動設計”——采用輕型管道、柜架等;“積極解決”——用通風系統(tǒng)設計替代現有的制冷系統(tǒng);“主動控制”——人體運動探測、碳排放探測,以大大降低能耗。第三,整個建筑形成綠色系統(tǒng),建筑的屋頂和墻壁都要種植綠色植物。第四,建筑實現自然光采集以及自然通風。
新加坡政府制定了一個計劃:到2030年,新加坡80%的建筑都能成為綠色建筑甚至是“零能耗”建筑,做全球“最綠色”的城市。