01
低成本的節(jié)能建筑
The Edge辦公樓
該項目是一棟10層高的辦公樓,建在15米寬的地塊上,是加拿大最大的太陽能墻之一,墻面上560塊光伏電板,可以滿足建筑80%的電力需求。
建筑與城市電網(wǎng)相連,在晴天時反向供給多余的電力。設(shè)計采用隔熱三層玻璃和四層玻璃系統(tǒng),使舒適的北向日光照亮開放的樓面層。
在夏季日間,北側(cè)窗戶不需要安置百葉,建筑內(nèi)也幾乎不需要人工照明。
項目周圍區(qū)域預(yù)計50年內(nèi)不會再進行開發(fā),太陽能墻的投資回收期僅為5至8年,因此太陽能墻面提供了可持續(xù)的效益,而且每年將減少26噸二氧化碳進入大氣層。
極簡的室內(nèi)設(shè)計降低了建造成本,熱泵和照明設(shè)備沿中心吊頂布置,創(chuàng)造出連續(xù)的裸露混凝土天花,便于除濕。風(fēng)管沿梁布置,電路系統(tǒng)位于現(xiàn)澆混凝土地面的管道內(nèi)。
02
世界首個被動房超市
MPREIS超市
這家被動房超市項目位于因斯布魯克Tirol地區(qū)的Natters,磚木混合結(jié)構(gòu),建筑面積1061平米,于2014年建造。
這是一家連鎖超市,名叫MPREIS,該項目是它的第二個被動房項目。它的第一家超市建于2012年,采用了被動房,也是世界上第一個被動房超市,建筑面積1177平米,是砌體結(jié)構(gòu),實際使用過程中,超市的整體能耗降低了約三分之一,預(yù)計投資成本可在七年內(nèi)全部收回。
鑒于第一個被動房超市項目所取得的成功經(jīng)驗,以及所獲得的經(jīng)濟效益,使得超市經(jīng)營者決定將其所有超市均按照被動房標(biāo)準(zhǔn)建造。
該項目的氣密性測試結(jié)果為n50=0.26/h。在外圍護結(jié)構(gòu)性能方面,外墻、樓板、屋面的傳熱系數(shù)分別為0.15 W/(㎡K)、0.16W/(㎡K)、0.13 W/(㎡K)。外窗框材、玻璃以及整窗的傳熱系數(shù)分別為0.95W/(㎡K)、0.64W/(㎡K)和0.87W/(㎡K),玻璃的g值為0.52。
對于超市的門,設(shè)計師做了特別的處理。為了避免太多的室外冷空氣滲入內(nèi)部客流高峰時期,設(shè)計師設(shè)計了一個門斗作為緩沖區(qū)域,在建筑的氣密層上采用具有優(yōu)越氣密性能的自動玻璃滑動門作為外門,并在室內(nèi)門口處設(shè)置了一個專用的加熱器,用于加熱通過外門滲透進入室內(nèi)的冷空氣。
超市入口處設(shè)計
優(yōu)良的氣密性與外圍護結(jié)構(gòu)相結(jié)合,可以大大減少超市的供熱需求。
建筑物的供熱需求被最大限度地降低的前提下,設(shè)計師適應(yīng)措施,根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件,使用一個特殊的能源使用,實現(xiàn)真正的“被動”加熱方案:通過熱回收技術(shù),超市里用于存儲生鮮食品的冷柜所散發(fā)的熱量被收集起來,為位于地下設(shè)備間的集中采暖系統(tǒng)提供熱源。由于超市對采暖能源的需求很低,整個超市的采暖不需要使用熱泵、天然氣、電力等額外的輔助能源。單純冷柜散熱即可為采暖系統(tǒng)提供充足穩(wěn)定的熱量來源。
冷柜散熱的熱回收裝置
一套帶有高效熱交換器的大型新風(fēng)系統(tǒng)為整個超市的營業(yè)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)換氣功能,另外在地下一層設(shè)有一套小型的換氣系統(tǒng),專門用于員工用房區(qū)域的通風(fēng)換氣。兩套設(shè)備均不設(shè)預(yù)熱/冷或后加熱/制冷調(diào)節(jié)器。
由于生活熱水需求很低,因此采用小型的電鍋爐制備生活熱水。
根據(jù)PHPP的計算結(jié)果,該超市的年采暖需求為11.13kWh/(㎡a),采暖負(fù)荷為15W/㎡,包括采暖、生活熱水、用電設(shè)備、輔助用電在內(nèi)的年一次能源需求為434kWh/(㎡a)。與MPREIS新建的傳統(tǒng)超市相比,該被動房超市一年可節(jié)省1萬升化石能源,并可減排CO2約32.5噸。
03
碳中和建筑
波士頓大學(xué)科學(xué)中心
美國波士頓市的目標(biāo)是到2050年實現(xiàn)碳中和,但占據(jù)該市135英畝土地的波士頓大學(xué)的目標(biāo)是到2040年實現(xiàn)碳中和。這座高305英尺(92.964米)的計算和數(shù)據(jù)科學(xué)中心將使用地?zé)崮苓M行加熱和制冷,并作為該市實現(xiàn)碳中和目標(biāo)的一個標(biāo)志。
在波士頓大學(xué)(Boston University以下簡稱“BU”)負(fù)責(zé)大學(xué)可持續(xù)發(fā)展的副總裁丹尼斯·卡爾伯格(Dennis Carlberg)解釋說,這并不是因為學(xué)校競爭激烈,而是因為如果BU不首先做到這一點,這個城市就不可能及時達成目標(biāo)。 不僅僅是市政建筑需要做到碳中和,整個城市也是如此,而BU正指望著在校園建設(shè)一座新的建筑,來幫助學(xué)校和城市實現(xiàn)這一目標(biāo)。
靠地?zé)峋{(diào)節(jié)冷熱 從里到外節(jié)能環(huán)保
BU新的計算和數(shù)據(jù)科學(xué)中心,由建筑公司KPMB Architects設(shè)計,將包含一系列的環(huán)保倡議。這座19層的建筑將是無碳和無燃料的,沒有連接到大樓的天然氣管道;與之替代的是31個地?zé)峋總€1500英尺深,將通過地源熱泵交換加熱和冷卻系統(tǒng)。
關(guān)于該中心的電力系統(tǒng),將不會直接由可再生能源供電。但南達科他州一個風(fēng)力發(fā)電場產(chǎn)生的可再生能源將會承載該中心的電力負(fù)荷。卡爾伯格說,BU在那個風(fēng)力發(fā)電場投資了可再生能源,并認(rèn)為這比在新英格蘭建造更多的可再生能源,還能產(chǎn)生更大的影響。
該建筑用偏移堆砌的書堆形狀讓一系列的屋頂梯田和綠色屋頂一路上升,而不僅僅是在頂部才能種植綠化。這一形狀也引發(fā)了一些爭議,這座大樓將以305英尺高度成為波士頓大學(xué)校園最高的建筑,坐落在校園英聯(lián)邦大道上,成為主要阻力。
三層玻璃的窗戶系統(tǒng),可以在冬天保持室內(nèi)的熱量;而建筑物的外部將有固定的陰影,可以在夏季保護建筑物的內(nèi)部不受陽光的影響,這要歸功于百葉窗的對角線和垂直板條。這樣,再加上用水代替空氣來取暖和冷卻的熱能系統(tǒng),將使建筑更加節(jié)能。
這棟建筑的一層被提升到卡爾伯格所謂的“彈性的高度”,這意味著這座建筑比附近查爾斯河可能出現(xiàn)的洪水海拔高度還要高出兩英尺。為了防止海平面上升,這座建筑比城市建議的水位高出5英尺。它確實有一個地下室,因為上面的樓層沒有放置機械設(shè)備的空間,但是地下室也有能力安裝臨時防洪設(shè)施。
根據(jù)學(xué)校的情況,這個項目總共將花費2.9億美元。它計劃在2022年開放,屆時將容納學(xué)校的數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)和數(shù)據(jù)科學(xué)項目。
04
史上最抗凍建筑
Halley VI英國南極測量基地
蓋房子對與現(xiàn)代人來說不是啥難事,但要是在南極卻沒那么簡單了。每年有105天見不到太陽,最低氣溫達到零下55℃,風(fēng)速超過160公里每小時。這樣惡劣的環(huán)境怎么破?
別急,當(dāng)然有辦法,這個號稱最抗凍的房子就可以泰然處之。
它就是Halley VI英國南極測量基地,外觀看起來就好像從科幻電影中走出來的戰(zhàn)艦,位于130米厚的布倫特冰架上。
由來自英國的Hugh Broughton Architects公司設(shè)計,不僅能夠抵擋住風(fēng)雪,而且還可以移動。
共有八個模塊組合而成,一個紅色的和七個藍色的。采用堅固的鋼結(jié)構(gòu)制造,并包覆在高度絕緣的復(fù)合玻璃鋼面板中。
而且,每個模塊下都有液壓支撐腿,而支撐腿上還有類似滑雪板的裝置。
因為海冰上最大承重只有9.5噸,所以只能將預(yù)制結(jié)構(gòu)拆分。然后,在使用雪橇將材料一點一點運到指定地點,并組裝在一起。
排列成一條直線,并垂直于盛行風(fēng)的方向,這樣,就不會被暴風(fēng)雪掩埋。
當(dāng)然,每一個液壓腿也大有益處,既能抬高建筑,避免積雪,又可以方便搬家。
那為什么要搬家呢?原來,布倫特冰架是漂在海上的,并每天以近2米的速度漂向大海,為了安全建筑就要在必要時向反方向移動。
同時,在Halley VI周圍還布置了七個GPS傳感器(稱為“哈雷生命周期”網(wǎng)絡(luò))監(jiān)視冰架運動,防止冰架突然斷裂。
除此之外,這并不是一個單純的科學(xué)研究基地,內(nèi)部的生活設(shè)施也是一應(yīng)俱全。據(jù)介紹,最多可容納52人一起生活。
值得一提的是,就算沒有人在里面的時候,還可以通過自動供電系統(tǒng)來保持運行。包括進行實驗和測量,并將數(shù)據(jù)收集好后自動傳給工作站。
憑借其創(chuàng)新的設(shè)計,這個基地獲獎無數(shù)。當(dāng)然,深受人們喜歡還有一個原因,就是它地處橢圓形的極光帶區(qū)域,經(jīng)常抬頭就能看見極光。
05
臺北最貴生態(tài)豪宅
陶朱隱園
項目于2016年建成,建筑面積4233平方米,是一座以垂直森林為原創(chuàng)的建筑地標(biāo),取名自中國春秋時代陶朱公(范蠡),傳承其利己、利鄰、利天下的理念,以公益精神回饋世人。被美國CNN評選為2016年全球九大城市地標(biāo)之一。每套售價約2.2億元,臺北最貴生態(tài)豪宅。
從松高路看去,建筑體和諧呈現(xiàn)出建筑和結(jié)構(gòu)的概念。居住在周邊4個街區(qū)的居民說,這座大樓有4種各不相同且令人驚訝的形態(tài):
V形、X形、橢圓形、錐形
設(shè)計的主旨是:“城市要像一個生態(tài)系統(tǒng),市中心好似森林,高塔好似可以棲居的樹。”在身披綠植且形態(tài)感和視覺沖擊力兼具之外,該項目標(biāo)志著在城市中心真正建立一個召喚動植物回歸的生態(tài)體系,并形成一個亞熱帶生物多樣化的新巢。
這個20層的雙螺旋結(jié)構(gòu)的居住區(qū)自下而上有90°的伸展扭轉(zhuǎn),簡潔又標(biāo)準(zhǔn)化的雙螺旋形居住層垂直疊加,層與層間順次旋轉(zhuǎn)4.5°,多種視覺形態(tài)通過凹凸面的變化呈現(xiàn)出來。
這種扭轉(zhuǎn)是對4個主要目標(biāo)的回應(yīng):
① 整合了建筑體的南、北錐體區(qū)域并尊重城市特性。
② 將露天空中花園的面積最大化(不計入容積率)。這樣一來,露臺的種植面積將遠遠超過要求的10%。
③ 為所有居民提供獨特的臺北天際線全景,尤其是朝向臺北101塔和中心商業(yè)區(qū)的觀景條件。
④ 利用漸進式的幾何形體形成多變的標(biāo)準(zhǔn)層,通過繁茂的綠植和視覺遮擋來保證每個公寓單元的隱私。
項目所在的位置是該區(qū)域最后也是最大的一塊住宅用地,這個設(shè)計概念是想建立一個真正低能耗的垂直景觀片段。所以這棟建筑采用生態(tài)化的設(shè)計,不僅把有機廢物和污水的再利用整合在一起,還采用了所有可再生能源技術(shù)和其他最先進的納米技術(shù)(BIPV太陽能光伏發(fā)電、雨水回收利用、堆肥等)。因此,該項目的目標(biāo)是提高能效并通過綠色建筑官方認(rèn)證,并滿足臺北發(fā)布的關(guān)于高環(huán)境質(zhì)量的規(guī)范。
06
面朝大海春暖花開的被動房
MM Hause住宅
MM Hause被動房項目,位于西班牙巴利阿里群島首都帕爾瑪,由OHLAB設(shè)計師工作室設(shè)計,外墻保溫采用堡密特Baumit外墻保溫系統(tǒng),保溫層厚度15厘米。嚴(yán)格保證房屋所有節(jié)點采取完善的配件及處理方式,從設(shè)計和實施上完全避免熱橋。
該項目根據(jù)PASSIVHAUS被動房標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,以達到最大的能源效率。外墻的熱損失已經(jīng)降到最低限度,外維護結(jié)構(gòu)的密封性已經(jīng)最大化,以通過每個空間的加壓測試。新風(fēng)熱交換器確保換氣不浪費能量,甚至淋浴蒸汽和烹飪產(chǎn)生的熱量也加以循環(huán),轉(zhuǎn)化為可利用的熱量。
基于這種設(shè)計,制冷也無需耗費多少能耗,因為多余的熱量已被有效利用掉。加熱熱水的能量則幾乎完全來自太陽能設(shè)備。整個項目的能耗需求只有11kWh /㎡a(每平米千瓦時)(而馬洛卡(Mallorca)這一地區(qū)的平均房屋能耗為85到100每平米千瓦時)。
該項目根據(jù)當(dāng)?shù)靥柟庹辗较颍匦纹露燃熬坝^情況,采取最佳朝向排布,達到最大化的能源效率方案。房子像由四個盒子組合而成,分別是:廚房,客廳和餐廳,主臥室和客房,既保障了獨立性又確保使用的連貫性。每個盒子放置的位置和朝向都經(jīng)過仔細設(shè)計,為客戶提供最佳的視野和舒適度。
臥室朝東,面向花園和貝爾維爾城堡; 生活室和餐廳朝東南,面向海洋和花園; 廚房朝南,面向蔬菜園; 在客廳的閣樓上,露臺朝向海景,客廳大窗戶朝南,允許冬季陽光溫暖房屋的主要空間,而屋頂?shù)奈蓍軇t提供夏季遮陽。正是理想中的“面朝大海,春暖花開”。
傾斜的屋頂形成的雨水收集系統(tǒng),滿足灌溉和生活用水需求。利用在房屋盒子和地形坡度之間產(chǎn)生的間隙,安排了兩個獨立的水箱,分別為40 m3和8 m3。該項目在水源上能完全自給自足。房屋周圍還包含了一個花園和一個蔬菜園,南面種植有落葉的樹木,使夏天有樹蔭遮蔽。
該項目的建設(shè)預(yù)算很低,能源維護費用也很低。真正做到了保護環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展,在提供舒適的家園同時不需要增加額外經(jīng)濟負(fù)擔(dān)。
07
南半球最環(huán)保的超高層
悉尼國際大廈
悉尼國際大廈是了澳大利亞第一個目標(biāo)碳中和的超高層綜合體項目。
澳大利亞新南威爾士州政府承諾至2050年實現(xiàn)凈零碳排放,而這一項目通過實踐展示了企業(yè)能夠幫助實現(xiàn)這一目標(biāo)。
本項目是大型的商業(yè)辦公綜合體,基地面積為75000平方米,建筑面積約30萬平方米,包含了三棟外形相似但各具特色的辦公塔樓以及低層商業(yè)和住宅組成,最高的塔樓達到217米高。在外形上,塔樓的長軸方向達到了85米,通過平面上的凹槽設(shè)計和立面上的設(shè)備層和戶外平臺的分割,將超高層塔樓劃分成充滿節(jié)奏和韻律的幾個部分,而從達令港遠眺項目又渾然一體,充滿活力。
項目平面圖
項目的三棟塔樓的平面向東西向拉長,兩端為半圓形。設(shè)計減少東西向的幕墻面積以避免西曬導(dǎo)致供冷負(fù)荷的增加。三棟塔樓都將北側(cè)設(shè)計為核心筒和公共空間活動(服務(wù)、休息和會議空間),稱為“垂直村落”,為內(nèi)部辦公空間遮擋了陽光,從而減少辦公區(qū)域的能耗需求。
塔樓的3D體型分析
項目采用了太陽路徑分析減少能耗和窗戶的眩光、改善自然采光。幕墻設(shè)計進行了專項研究,并通過量化分析和模擬進行了設(shè)計參數(shù)的優(yōu)化,目標(biāo)減少室內(nèi)空間的熱負(fù)荷和眩光,同時擁有最大化自然采光和視野。塔樓上懸挑的遮陽構(gòu)由垂直和水平兩種組成,構(gòu)件的尺寸隨著高度變化,使得高樓層獲得較少的日光,低樓層獲得較多的日光。遮陽部件最大的尺寸達到1.8米深,3.7米長,可以承受159km/h的風(fēng)速。
幕墻的遮陽系統(tǒng)
在設(shè)計上,50%的項目面積是公共開放空間,所以建筑師和景觀建筑師考慮了空間由誰來使用并精心設(shè)計。項目主要的基礎(chǔ)設(shè)施主要放置在77000平方米的地下室中,因此將裙房的屋頂形成了開放空間,種植了各種植物,為基地提供了生態(tài)多樣性。
裙房屋頂?shù)木G色花園
項目采用了區(qū)域供冷系統(tǒng),項目每年從悉尼港灣獲得并排出15萬兆升的海水排出冷凍水機房的熱量。傳統(tǒng)的冷卻塔效率低且消耗大量的水。冷凍水機房和水泵采用了高效的變速科技,最大負(fù)荷可達72MWr,但不使用自來水散熱,每年可以節(jié)約1000萬升的水。采用海水也帶來了新的挑戰(zhàn),需要避免海水的侵蝕以及避免海水中的生物進入系統(tǒng)中,項目采用了多種合適的材料和高壓過濾技術(shù)來應(yīng)對。辦公、居住和商業(yè)功能共享地下室的一個空調(diào)系統(tǒng),這比采用多個機房設(shè)備更為高效。
場地內(nèi)的水回收處理機房能夠每天能夠處理項目和周邊建筑的總計1百萬升的廢水。2014年回收處理了1.11億升的廢水,相當(dāng)于44座奧運會游泳池中的水。收集的雨水被儲存在9萬升的水箱中,用于大樓的景觀區(qū)域的澆灌。
大樓采用了冷梁——這一節(jié)能的空調(diào)系統(tǒng),加上100%的新風(fēng)、非循環(huán)供應(yīng)空氣系統(tǒng)。對于這樣規(guī)模的高層建筑而言,這種不尋常的供冷系統(tǒng)提供了高水平的能源效率和良好的室內(nèi)空氣質(zhì)量。
照明為電能節(jié)約提供了最大的機會,在照明設(shè)計時進行了詳盡而復(fù)雜的建模和分析,以實現(xiàn)最佳的布局和最高的能效,并采用了智能照明控制系統(tǒng),該系統(tǒng)使用可尋址部件,允許更個性化和精細化的控制,以及沿建筑周長的單獨照明分區(qū)。
另一個挑戰(zhàn)是在屋頂安裝足夠的光伏發(fā)電板,以抵消雨水回收系統(tǒng)運行和建筑公共區(qū)域產(chǎn)生的能耗和碳排放。
塔樓頂部的光伏系統(tǒng)
項目主要的技術(shù)和特色——通過合理建筑和工程設(shè)計,項目實現(xiàn)了75%的能耗削減,并在屋頂裝滿了太陽能光伏板,并利用海水作為空調(diào)系統(tǒng)的冷源。
與傳統(tǒng)的建設(shè)方法相比,塔樓建筑目標(biāo)減少20%的建筑隱含碳,業(yè)主Landlease希望挑戰(zhàn)現(xiàn)有的模式,推動供應(yīng)商和承包商尋找更加低碳的方法。因此不少供應(yīng)商同意為他們的產(chǎn)品獲得了零碳認(rèn)證,因為他們也能獲益。項目中對于20種主要使用的材料進行了全生命周期分析。
混凝土是建筑隱含碳的主要來源之一,大約占到25%。在招標(biāo)工程中,對于不同承包商的混凝土土配比進行了隱含碳的分析,在保證結(jié)構(gòu)性能的基礎(chǔ)上優(yōu)化配比,以減少隱含碳排放。本項目優(yōu)化混凝土的成分,并采用礦物和廢棄物例如粉煤灰和磨細高爐礦渣來替代部分水泥,在某些建筑部件中可以替代65%的水泥。項目同時采用現(xiàn)場混凝土攪拌站,減少攪拌卡車交通運輸約3萬次和5000噸的二氧化碳排放。
為了減少鋼筋的碳排放,Landlease和供應(yīng)商合作研究鋼筋的生命周期和各種生產(chǎn)方式的碳排放。項目最終選取了最高效的和最低碳排放的生產(chǎn)方式,原材料中有較高比例的回收鋼材,采用電弧爐生產(chǎn)并且使用100%可再生能源電力。鋼筋產(chǎn)品貢獻了隱含碳減排總量的4%。
辦公建筑實現(xiàn)澳大利亞綠色建筑的設(shè)計六星級,居住建筑實現(xiàn)澳大利亞綠色建筑的設(shè)計五星級。項目獲得NABERS能源之星的五星級認(rèn)證,比澳大利亞同類辦公建筑減少了50%的碳排放,項目也是世界上第一座獲得WELL Core & Shell白金認(rèn)證的建筑。
大樓要求租戶簽訂綠色租賃協(xié)議,保證運營的每個階段都能實現(xiàn)可持續(xù)。項目建立了社區(qū)碳排放基金,保證在99年的租約中實現(xiàn)碳中和。
來源 | 歐美綠色建筑
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