光伏建筑一體化——在倫敦“水晶”感受未來綠色樓宇

“倫敦是城市發(fā)展的最佳實驗室?！?月4日倫敦當?shù)貢r間晚6點30分，倫敦市市長鮑里斯&dot；約翰遜頂著一頭標志性蓬亂金發(fā)，出現(xiàn)在西門子舉辦的城市氣候領(lǐng)導(dǎo)力頒獎典禮上。在他的管理下，倫敦這一曾被許多人稱為“霧都”的城市正走在可持續(xù)發(fā)展的前沿。綠色樓宇、混合動力公交車、先進的交通系統(tǒng)等，都是約翰遜在任期內(nèi)提出的應(yīng)對方案。

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傍晚時分的“水晶”外景

“倫敦承諾到2025年減少60%的溫室氣體排放。很長時間以來，我們都在努力改善倫敦的環(huán)境?！闭f這番話時，約翰遜正站在倫敦東部新建的一座標志性建筑—“水晶”前的草坪上?！八А笔侨ツ?月西門子在倫敦投資了3000萬英鎊建設(shè)的大廈。

“水晶”是約翰遜鐘愛的大廈之一：不僅因為其外形獨特，更因為它是世界上最具可持續(xù)性的大廈。目前，倫敦樓宇的二氧化碳排放量占到了全市二氧化碳排放總量的三分之一?？茖W(xué)家們稱，倫敦樓宇的節(jié)能潛力最大，如果采用更先進的節(jié)能技術(shù)，倫敦至2025年可以減少約1000萬噸二氧化碳。

讓我們透過“水晶”看一看倫敦對未來城市中綠色樓宇有什么樣的期盼。

建筑會“呼吸”

“水晶”依靠皇家維多利亞碼頭，在一片居民樓、酒店、倉庫、起重機和港區(qū)構(gòu)成的天際線中矗立著其另類的輪廓，由玻璃和鋼材筑成的外形讓人不由得聯(lián)想起立體主義風(fēng)潮時期的作品。

“水晶”是目前世界上最大的可持續(xù)發(fā)展城市規(guī)劃展覽中心，其內(nèi)部設(shè)有2000平方米展示城市未來的展區(qū)，向游覽者免費開放。平時，人們可以在里面辦公，能容納100多張辦公桌的辦公區(qū)，為來自世界各地的基礎(chǔ)設(shè)施專家、研究伙伴、規(guī)劃師和學(xué)者提供辦公空間。另外，還有一個會議區(qū)，可容納270人參會。

站在“水晶”外觀察，可以看到大廈的外形設(shè)計下窄上寬，光滑的外壁上有許多個面，四下里折射出周圍的環(huán)境：港口銀色的水面、公園綠地，還有向O2Arena體育場運送乘客的紅白相間的有軌電車。這樣的設(shè)計可以使低層在樓頂?shù)谋幼o下不會照射到過多陽光，從而避免大廈內(nèi)溫度過高。設(shè)計者對玻璃幕墻的布局進行了專門設(shè)計，使室內(nèi)日間既能擁有良好的采光，又不會在中午時室溫過高。此外，他們一方面大量采用回收再利用材料，另一方面又盡量減少“水晶”的建材用量。

“水晶”需要的一部分電能來源于屋頂上覆蓋的光伏電池組，它可以收集陽光，并利用太陽能發(fā)電?！斑@些光伏電池組可滿足”水晶“20%的用電需求?！蔽鏖T子有關(guān)負責人介紹，不過單靠光伏技術(shù)是很難滿足“水晶”這么大建筑的用電需求，所以其他電能來自于公共電網(wǎng)。

在供熱方面，“水晶”則能自給自足。它的熱能同樣來源于自然環(huán)境?！霸谙奶欤斝枰档褪覝貢r，我們就將熱量排出大廈，排入地下?！蔽鏖T子有關(guān)負責人說，“到了冬天，我們再將熱能從地下抽上來，為大廈供暖?！边@一裝置的管道埋入地下150米深處，系統(tǒng)的熱泵可以滿足大廈內(nèi)全部的供暖需求、約三分之二的熱水需求以及約三分之二的空調(diào)用能需求。

要合理利用這么多來自外部環(huán)境的能源，最大限度提高能源的利用效率非常重要，西門子的Desigo樓宇管理系統(tǒng)解決了這個問題。Desigo利用“水晶”樓頂?shù)臍庀笳竞捅姸鄠鞲衅鱽聿杉P(guān)于大廈室內(nèi)外溫度、房間占用情況及空氣質(zhì)量等眾多信息，每隔一分鐘更新一次信息。根據(jù)這些信息，Desigo能判斷是否通過窗戶通風(fēng)就可以保證室內(nèi)空氣的良好流通，以及是否關(guān)閉閑置辦公室中的供暖設(shè)備。如此既可節(jié)約成本，又可減少能耗。

夜幕降臨。最后一些員工和來賓陸續(xù)離開“水晶”宮，返回家中。當溫度降到20℃以下之后，大廈的窗戶將自動開啟，讓新鮮空氣流入室內(nèi)。新鮮空氣同時還對大廈地基中的一塊巨型水泥板起到冷卻作用，這樣可以降低次日大廈內(nèi)的室溫。如此一來，“水晶”仿佛成為一座會自動“呼吸”的建筑。

技術(shù)俯仰皆見

“水晶”每天的運轉(zhuǎn)除了不需要使用任何礦物燃料，還實現(xiàn)了水循環(huán)的全面利用。西門子的技術(shù)可以全面回收利用大廈內(nèi)用水，并對收集到的每一滴雨水加以利用。

“水晶”中的一切都經(jīng)過精密的規(guī)劃，我們新建的這座可持續(xù)發(fā)展樓宇技術(shù)中心就是要將尖端的技術(shù)與先進的設(shè)計完美結(jié)合在一起，充分利用每一絲可以利用的能源?！蔽鏖T子全球城市科技中心的項目經(jīng)理WernerKruckow博士說。

“水晶”的樓體形狀非常有利于它收集雨水。”Arup咨詢公司的環(huán)境工程師AnokheeShah介紹，“樓頂可以收集雨水，然后積水經(jīng)過層層過濾，流入巨大的地下蓄水池。接下來再利用薄膜過濾層、碳過濾器和紫外線照射消毒技術(shù)對蓄水池中的水進行凈化處理，直到最后達到飲用水的水質(zhì)?！蔽鏖T子的先進技術(shù)和倫敦有名的多雨天氣，使得理論上收集的雨水即可滿足“水晶”內(nèi)85%的飲用水需求。此外，收集的部分雨水還通過樓頂?shù)奶柲芗療嵫b置進行加熱，可滿足“水晶”內(nèi)約20%的熱水需求。即便是用過的廢水也不會排入下水道；相應(yīng)裝置會回收廢水，對其進行凈化，然后這些水又成為洗手間用水或用于澆灌大廈花園。為此，“水晶”還設(shè)立了專門的廢水處理中心。

與同類辦公樓相比，“水晶”的能源耗用量低出近50%，二氧化碳排放量減少65%左右?！八А蓖瑫r獲得LEED和BREEAM兩項大獎—它們均是針對可持續(xù)發(fā)展的環(huán)保型設(shè)計和建筑的嚴格認證體系。

想象空間巨大

建筑節(jié)能帶來的想象空間非常巨大。目前，城市建筑物的耗能量占全球總耗量的40%，而且城市建筑物因使用電能和熱能而排放的溫室氣體約占全球排放總量的20%。采用能效最高的照明系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、IT系統(tǒng)與安防系統(tǒng)，能夠?qū)⒊鞘薪ㄖ锏哪茉葱枨罅繙p少30%到40%。因此，建筑物一直被各個城市看作最有潛力的節(jié)能目標。此前西門子已經(jīng)為墨西哥建成了該國“最綠色”的辦公大廈，紐約也邀請了西門子將其擁有120年歷史的音樂廳改造成具有尖端樓宇技術(shù)的樣板。

除了這些標志性建筑，一些企業(yè)已經(jīng)如約翰遜所愿在嘗試將自己的辦公大樓打造成節(jié)能建筑。位于倫敦東部金絲雀碼頭附近的畢馬威就是這樣的一家企業(yè)。

金絲雀碼頭是倫敦兩個主要的金融中心之一，另一個是傳統(tǒng)的倫敦金融城。林林總總有30多座摩天大樓，包括英國第二高的OneCanadaSquare。從外形看上去，“只有”18層高、能供5000名員工同時辦公的畢馬威辦公樓似乎并不出眾。不過，它卻是一座地地道道的綠色大廈。

2006年，畢馬威從金絲雀碼頭集團購得加拿大廣場15號。畢馬威想在這里建設(shè)其在英國的總部，也是畢馬威全球最大規(guī)模的辦公樓。畢馬威相關(guān)負責人告訴記者，建設(shè)之初，畢馬威就希望能打造走在節(jié)能環(huán)保最前沿的可持續(xù)標志性建筑，從而展示公司杰出專業(yè)人才攜手為客戶創(chuàng)造價值的獨特方式。辦公樓最終建成后，其碳排放量相當于同類建筑的50%，低于每年每平方米40千克二氧化碳。根據(jù)CarbonTrust調(diào)查，這一數(shù)字還不到英國知名A/C辦公建筑的五分之一。其中應(yīng)用到的尖端節(jié)能技術(shù)可圈可點，比如熱電冷三聯(lián)產(chǎn)裝置的燃氣發(fā)電機，據(jù)說這一發(fā)電機發(fā)電時的碳排放量低于普通發(fā)電，并且經(jīng)過設(shè)計，發(fā)電的余熱用于為建筑供暖和制冷。這座建筑在2009年竣工后曾獲得BREEAM“杰出”等級認證，這是當時可獲得的最高國際綠色建筑等級認證。

根據(jù)英國2010年的建筑規(guī)范，倫敦新建項目的環(huán)境績效必須提高25%。這一標準從2016年開始適用于住宅開發(fā)項目，從2019年開始適用于非居住房產(chǎn)項目。約翰遜說，我們還通過提高用水效率、洪水和地表水管控及綠色空間等一系列政策制定了相關(guān)標準，讓房地產(chǎn)開發(fā)項目能夠為倫敦適應(yīng)氣候變化做出最大貢獻。

技術(shù)進步帶來的好處之一是，尖端節(jié)能技術(shù)的使用并不會增加成本。由于減少了耗電量與用水量，近90%的減排技術(shù)投資都能收回。倫敦的多個項目已經(jīng)證明了改造倫敦建筑的商業(yè)價值和經(jīng)濟可行性，回收投資成本只需要7年時間，接下來還能減排大量二氧化碳和節(jié)省成本。

約翰遜每次來到“水晶”都表現(xiàn)得充滿欣喜。對他來說，或許眼前的“水晶”就是所有倫敦乃至全球建筑物的未來。“倫敦是城市發(fā)展的最佳實驗室。由于在倫敦開展項目的成本比英國其他城市高一些，所以任何一個項目必須具有足夠的商業(yè)價值。這意味著能在倫敦開展的項目，就可以在英國其他地方甚至是全世界被輕松放大和復(fù)制?！?BR>