世博園里的綠色建筑

舉世矚目的上海世博會正在向我們走來。科技的創(chuàng)新為世博會提供了強大的技術(shù)支撐，是歷屆世博會上令人難忘的展示亮點。在世博園區(qū)建設(shè)中，新技術(shù)、新能源、新材料被大量采用。世博會將通過一連串的建設(shè)，體現(xiàn)“城市，讓生活更美好”的主題。從本期開始，我們將推出“世博科技看點”系列報道，全面展示世博會的場館建設(shè)、垃圾處理、節(jié)能照明、水資源利用等方面的科技成果?！幷?nbsp;

　　德國詩人歌德曾說：建筑是凝固的音樂。然而，音樂絕不能缺少綠色的音符。上海世博園的建筑廣泛采用新能源、新技術(shù)、新材料，代表著21世紀的建筑新思潮———節(jié)能、環(huán)保、綠色、和諧。世博建筑中，最大的亮點當數(shù)由世博軸、中國館、主題館、世博中心和演藝中心所組成的“一軸四館”。作為世博會的永久建筑，“一軸四館”不僅外觀亮麗、最大程度地發(fā)揮其自身實用性，也在綠色環(huán)保方面做出了表率。 

　　世博軸：傾瀉而下自然光 

　　作為世博園區(qū)最大的景觀軸線，世博軸是上海世博會在綠色建筑方面的一次大膽嘗試。世博軸采用“陽光谷”自然采光、江水源熱泵技術(shù)等多項生態(tài)技術(shù)。世博軸屋頂沿縱向設(shè)置了6個矩形圓錐玻璃幕墻，從屋頂貫通至地下二層，可以使自然光透過“陽光谷”傾瀉而下，滿足部分地下空間的采光，實現(xiàn)主動采光、自然通風和雨水收集功能，有效節(jié)約能源，體現(xiàn)了綠色世博的理念。 

　　另一個突出的特點是索膜結(jié)構(gòu)。世博軸的屋頂采用跨度為98米、長度為833米的膜材覆蓋，達到了遮陽、節(jié)能、造型自由的效果。在陽光的照射下，由膜覆蓋的世博軸內(nèi)部充滿自然漫射光，無強反差的著光面與陰影區(qū)分，內(nèi)部空間視覺環(huán)境開闊和諧。夜晚內(nèi)部的燈光透過屋蓋的膜照亮夜空，使得世博軸的體型顯現(xiàn)出夢幻般的效果。這里的空調(diào)系統(tǒng)完全采用江水源、地源熱泵系統(tǒng)，實現(xiàn)空調(diào)冷熱源100%%采用可再生能源。世博軸體現(xiàn)了綠色、節(jié)能、環(huán)保的設(shè)計理念。 

　　中國館：東道主的技術(shù)體現(xiàn) 

　　在中國館古典大氣的外部造型下，隱藏著許多環(huán)保新技術(shù)。中國館由國家館、地區(qū)館和港澳臺館三個部分組成。從建筑設(shè)計方面來說，中國館斗冠部分為層層出挑的造型，這種自遮陽體型能大幅減少進入室內(nèi)的熱量，減少降溫所需的能耗。采用超白透明玻璃，加大透光率，減少玻璃對周邊環(huán)境的反射污染。地區(qū)館外廊為半室外玻璃廊，用被動節(jié)能技術(shù)提供冬季保溫和夏季通風。地區(qū)館屋頂?shù)闹袊^還將運用生態(tài)農(nóng)業(yè)景觀等技術(shù)措施有效實現(xiàn)隔熱。此外，中國館的冰蓄冰空調(diào)技術(shù)的應(yīng)用將大大降低用電負荷，建筑節(jié)能系統(tǒng)將使其能耗比傳統(tǒng)模式降低25%以上。 

　　館里的屋面裝新型太陽能光電板，裝機容量達0.302兆瓦，年發(fā)電量30萬度，用電節(jié)能約相當于107萬噸標準煤，預(yù)計可減少二氧化碳排放量285噸。在景觀設(shè)計方面加入環(huán)境自節(jié)要素。中國館屋頂設(shè)計的雨水收集系統(tǒng)可以收集雨水，進行綠化澆灌、道路沖洗，實現(xiàn)雨水的循環(huán)利用。中國館總體綠化布置分為多個層面，包括地面綠化及13米平臺地區(qū)館屋頂綠化。同時，在地區(qū)館南側(cè)大臺階水景觀和南面的園林設(shè)計中引入小規(guī)模人工濕地技術(shù)。 

　　何鏡堂院士表示：“我們在設(shè)計中國館時極度重視環(huán)境與能源問題，有一套完整的環(huán)境保護與能源節(jié)約策略體系，旨在以建筑表述‘環(huán)境宣言’?！敝袊^的多項技術(shù)，真正體現(xiàn)了“城市，讓生活更美好”的世博主題。 

　　主題館：映照城市的肌理 

　　主題館的設(shè)計方案既突出反映了上海城市肌理的特征、城市生活的記憶空間和上海令人陶醉的城市意象，還考慮了外墻與屋面的保溫與隔熱、屋面通風與采光等各項建筑要素。 

　　據(jù)了解，主題館在造型上運用了獨具上海特色的“弄堂”、“老虎窗”等元素，在屋面上設(shè)計了一定比例的天窗作為展廳中部的自然采光。展館布置南北通透，側(cè)采光天窗上還設(shè)計部分開啟窗，增加自然通風的作用，達到良好的節(jié)能效果。主題館展覽空間體量巨大，根據(jù)使用需求和功能分區(qū)采用不同的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計，對常年使用的部分設(shè)置獨立冷熱源的小系統(tǒng)。同時，主題館大尺度的挑檐，用于遮擋夏季陽光的直射，起到節(jié)能降耗的效果。 

　　主題館屋面安裝大面積太陽能發(fā)電裝置。這是目前國內(nèi)最大的單體建筑太陽能屋面，總裝機容量約2.825兆瓦。太陽能板面積達3萬平方米，年發(fā)電量約250萬度，用電節(jié)能約相當于893噸標準煤，預(yù)計可減少二氧化碳排放量2375噸。采用并網(wǎng)發(fā)電運行方式，將太陽能發(fā)電傳回城市電網(wǎng)中。 

　　館內(nèi)的屋面造型特殊，便于匯水?！袄匣⒋啊钡奈菝嬖煨妥兓瘜⒃敬蟪叨鹊奈菝鎰澐殖芍械瘸叨鹊膮R水面積，每個向下彎折的屋面形成坡屋頂。屋頂引導(dǎo)雨水進入多斗制排水天溝，經(jīng)雨水收集和處理設(shè)備過濾、沉淀，可用于場地綠化的灌溉或水景觀，也可用于沖洗便器。 

　　除南北廣場上超過3萬平方米的平面綠化外，東西兩側(cè)外墻上在墻體材料外側(cè)安裝了約4000平方米立體生態(tài)綠化墻面，這是目前世界上最大的生態(tài)墻。夏季，生態(tài)墻可阻隔熱輻射，并使外墻附近的溫度降低。而到冬天，生態(tài)墻既不影響墻面吸收太陽輻射熱量，同時又可以起到保溫層的作用，使周圍的風速降低，延長外墻的使用壽命。 

　　世博中心：充滿智慧的綠色建筑 

　　世博中心是上海世博會期間運營管理的主要場所，擔負著重要使命。場館采用全鋼結(jié)構(gòu)，施工速度快、能耗小，施工作業(yè)對周邊污染小。建筑材料選擇的是新型環(huán)保的組合幕墻、呼吸式玻璃幕墻系統(tǒng)和低輻射中空玻璃等新一代產(chǎn)品，滿足了人們在室內(nèi)對充足陽光和清新空氣的追求。其建筑外墻設(shè)有遮陽系統(tǒng)，減少能耗，創(chuàng)造舒適的室內(nèi)環(huán)境。大空間會議廳利用玻璃采光系統(tǒng)引入自然光，起到自然光照明、隔熱效果。 

　　2008年8月，世博中心率先獲得中國綠色建筑認證——住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部首批“三星級綠色建筑設(shè)計評價標識”證書，以及綠色建筑示范工程。其總耗能低于國家節(jié)能標準規(guī)定的80%，建筑節(jié)能率達到62.8%，預(yù)計每年可節(jié)約2160噸標準煤，屋頂綠化面積比例可達52%以上，可再生利用的建筑材料使用率大于5%。低溫送風系統(tǒng)、冰蓄冷系統(tǒng)等設(shè)計，降低了空調(diào)的運行能量，保證了室內(nèi)空氣質(zhì)量，也達到了節(jié)能的目的。 

　　世博中心采用了大量新能源、新技術(shù)，正如設(shè)計總負責人傅海聰所說：“在世博中心的設(shè)計中，‘綠色、節(jié)能、環(huán)保’是綠色建筑設(shè)計的宗旨。我們通過樸素而有效的技術(shù)手段，對能源、水消耗、室內(nèi)空氣質(zhì)量和可再生材料的使用等多方面進行控制，使世博中心成為一座充滿智慧的綠色建筑?！?nbsp;

　　世博演藝中心：蝶形外觀降能耗 

　　在建筑設(shè)計上，世博演藝中心采用了江水源冷卻系統(tǒng)、氣動垃圾回收系統(tǒng)、空調(diào)凝結(jié)水與屋面雨水收集系統(tǒng)，注重可再生材料的使用，目標是成為一座“綠色生態(tài)建筑”。 

　　演藝中心的蝶形外觀，立面簡潔、體型系數(shù)小，從設(shè)計體型上減少了空調(diào)的負荷與能耗，從而降低了整個建筑的能耗。主體部分懸挑結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)外遮陽效果。采用性能優(yōu)良的建筑外圍護結(jié)構(gòu)，即屋面采用鋁板及保溫層，外墻采用外保溫，玻璃幕墻采用中空玻璃。上殼局部采用玻璃天窗，充分利用自然光。演藝中心還大面積采用LED新型光源進行屋蓋照明，耗電量少，節(jié)能環(huán)保。 

　　此外，世博演藝中心利用就近的江水源熱泵機組，冬季制熱比一般燃油燃氣方式能效高，節(jié)約運行費用30%%左右。夏季用江水作為冷卻水，由于水溫一般低2~3度，可以使制冷效率提高約7%。