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香港首座零碳建筑——“零碳天地”——本月正式對公眾開放。
據(jù)悉,這片耗資2.4億港元打造的城市綠洲,包括了一棟集綠色科技于一體的兩層建筑,以及環(huán)繞其四周的全港首個原生林景區(qū)。該建筑通過綠色設(shè)計和清潔能源技術(shù),不僅成功抹去了建筑自身的碳痕跡,還有多余的電力回饋城市電網(wǎng)。
那么,“零碳天地”如何實現(xiàn)真正的零碳?處處彰顯著綠色環(huán)保的“三部曲”功不可沒。
曲一:因地制宜,減少能源依賴
從33攝氏度的戶外走進“零碳天地”內(nèi),記者頓感輕松許多。四處打量一番,卻只看見頭頂?shù)牡跎仍诠ぷ?。究竟是什么讓“零碳天地”如此清涼?
香港建造業(yè)議會“零碳天地”總監(jiān)李貴義博士道出了其中的第一個秘密,就是被動式建筑設(shè)計——因地制宜,最大限度地利用自然資源,力求從源頭減少建筑物對能源的依賴。全方位的被動式建筑設(shè)計不采用特殊的機械設(shè)備,而是利用輻射、對流和傳導(dǎo)使熱能自然流經(jīng)建筑物,并利用建筑物本身的性能控制熱能流向,從而達到采暖或制冷的目的。其顯著特征是建筑物本身作為系統(tǒng)的組成部件,不但可以反映本地的氣候特點,而且在適應(yīng)自然環(huán)境的同時充分利用了自然環(huán)境的潛能,目的是全面解決建筑設(shè)計的固有問題。
例如,“零碳天地”的屋頂北高南低,水平仰角為21度,屋頂?shù)奶柲馨迥軌蜃畲笙薅鹊亟邮芄庹?,同時也有利于室內(nèi)采光。屋檐向低處延伸,形成深邃的遮陽板,可以避免陽光直射,降低空調(diào)能耗。建筑墻面均采用大面積的低輻射玻璃窗,可以更好地采集自然光。這種玻璃窗不僅透光性能良好,還能有效減少熱傳遞,比香港有關(guān)條例允許的最高總熱值低80%。
整座建筑大致坐北朝南,迎風(fēng)而立,利用從海面吹來的自然風(fēng)為室內(nèi)通風(fēng)。設(shè)在室內(nèi)地板上的送風(fēng)口是整棟建筑的“呼吸器官”,送風(fēng)口與室外的捕風(fēng)口相連,自然風(fēng)從捕風(fēng)口進入,經(jīng)過地板底部,再進入室內(nèi)時可比原來的溫度低5攝氏度。
曲二:主動監(jiān)管,提高能源效益
“零碳天地”強調(diào)順應(yīng)自然的建筑設(shè)計,而在被動建筑設(shè)計無法滿足日常需求的時候,就需要主動技術(shù)(如智能建筑管理)的干預(yù)輔助,調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境。
智能建筑指的是通過對建筑物的4個基本要素,即結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)和管理,以及它們之間的內(nèi)在聯(lián)系,以最優(yōu)化的設(shè)計,營造一個投資合理又擁有高效率的便利快捷、高度安全的環(huán)境空間。
“零碳天地”擁有一套獨具特色的智能建筑管理設(shè)備,就如一個“管家”,掌控著整座建筑一切。這個“管家”依靠分布在主建筑內(nèi)外的2800個探測器,掌握室內(nèi)外的溫度、濕度、光照和二氧化碳情況。當(dāng)室內(nèi)溫度超過28攝氏度時,智能管理系統(tǒng)就會命令地板上的送風(fēng)口輸出冷氣。據(jù)李貴義介紹,將送風(fēng)口安裝在地板上,冷氣可以直接吹向參觀者,而不用將整個空間吹冷,因此制冷溫度無需像一般冷氣的12攝氏度~14攝氏度那么低,只需16攝氏度~18攝氏度就能取得同樣的效果。
曲三:轉(zhuǎn)廢為用,可持續(xù)建設(shè)回饋城市
節(jié)能增效的設(shè)計和技術(shù)確實能為建筑增添不少綠色成分,但要實現(xiàn)真正的“零碳”,還需要更進一步。為了徹底消滅建筑物本身的碳痕跡,“零碳天地”用太陽能和生物柴油自行發(fā)電。
位于主建筑地下一層的生物柴油發(fā)電裝置是“零碳天地”的心臟,心臟里的“血液”均為提煉自食用廢油的100%生物柴油。生物柴油是一種由酯交換工藝制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料,是一種含氧量極高的復(fù)雜有機成分混合物。生物柴油通過特制設(shè)備發(fā)電,發(fā)電的余熱被用來制冷,制冷后的余熱再用來除濕,形成發(fā)電、制冷、制熱的三聯(lián)供,從而使得能源的利用率達到70%,而傳統(tǒng)發(fā)電廠的能源利用率只有約40%。
與化石柴油相比,生物柴油的含硫量更低,使用后可大大減少二氧化硫和硫化物的排放。生物柴油不含可能會對環(huán)境造成污染的芳香族化合物,燃燒尾氣對人體的損害程度也低于化石柴油,還具有良好的生物降解特性,在自然環(huán)境中容易被微生物分解利用。生物柴油是一種可再生能源,其資源不會像石油、煤炭那樣會枯竭,且燃燒后產(chǎn)生的二氧化碳也比傳統(tǒng)燃料少很多。此外,生物柴油源自植物,植物在生長過程中吸收二氧化碳?!傲闾继斓亍泵磕晔褂?萬升生物柴油,其每年的發(fā)電量不僅足以負擔(dān)起整座建筑131兆瓦時的能耗重任,還能產(chǎn)生多余的電能,可用于回饋城市。
為了讓“零碳天地”更好地融入香港,設(shè)計師還在主建筑南面打造了香港首個原生林區(qū)。
雖然香港的綠色建筑環(huán)保評核體系早在1995年就已推出,但建筑物的用電量仍占香港總用電量的九成。建造業(yè)議會希望借助“零碳天地”之力,從“零碳天地”開始,向市民傳遞綠色建筑生活的正能量。