01
低成本的节能建筑
TheEdge办公楼
该项目是一栋10层高的办公楼,建在15米宽的地块上,是加拿大最大的太阳能墙之一,墙面上块光伏电板,可以满足建筑80%的电力需求。
建筑与城市电网相连,在晴天时反向供给多余的电力。设计采用隔热三层玻璃和四层玻璃系统,使舒适的北向日光照亮开放的楼面层。
在夏季日间,北侧窗户不需要安置百叶,建筑内也几乎不需要人工照明。
项目周围区域预计50年内不会再进行开发,太阳能墙的投资回收期仅为5至8年,因此太阳能墙面提供了可持续的效益,而且每年将减少26吨二氧化碳进入大气层。
极简的室内设计降低了建造成本,热泵和照明设备沿中心吊顶布置,创造出连续的裸露混凝土天花,便于除湿。风管沿梁布置,电路系统位于现浇混凝土地面的管道内。
02
世界首个被动房超市
MPREIS超市
这家被动房超市项目位于因斯布鲁克Tirol地区的Natters,砖木混合结构,建筑面积平米,于年建造。
这是一家连锁超市,名叫MPREIS,该项目是它的第二个被动房项目。它的第一家超市建于年,采用了被动房,也是世界上第一个被动房超市,建筑面积平米,是砌体结构,实际使用过程中,超市的整体能耗降低了约三分之一,预计投资成本可在七年内全部收回。
鉴于第一个被动房超市项目所取得的成功经验,以及所获得的经济效益,使得超市经营者决定将其所有超市均按照被动房标准建造。
该项目的气密性测试结果为n50=0.26/h。在外围护结构性能方面,外墙、楼板、屋面的传热系数分别为0.15W/(㎡K)、0.16W/(㎡K)、0.13W/(㎡K)。外窗框材、玻璃以及整窗的传热系数分别为0.95W/(㎡K)、0.64W/(㎡K)和0.87W/(㎡K),玻璃的g值为0.52。
对于超市的门,设计师做了特别的处理。为了避免太多的室外冷空气渗入内部客流高峰时期,设计师设计了一个门斗作为缓冲区域,在建筑的气密层上采用具有优越气密性能的自动玻璃滑动门作为外门,并在室内门口处设置了一个专用的加热器,用于加热通过外门渗透进入室内的冷空气。
超市入口处设计
优良的气密性与外围护结构相结合,可以大大减少超市的供热需求。
建筑物的供热需求被最大限度地降低的前提下,设计师适应措施,根据当地条件,使用一个特殊的能源使用,实现真正的“被动”加热方案:通过热回收技术,超市里用于存储生鲜食品的冷柜所散发的热量被收集起来,为位于地下设备间的集中采暖系统提供热源。由于超市对采暖能源的需求很低,整个超市的采暖不需要使用热泵、天然气、电力等额外的辅助能源。单纯冷柜散热即可为采暖系统提供充足稳定的热量来源。
冷柜散热的热回收装置
一套带有高效热交换器的大型新风系统为整个超市的营业区域实现换气功能,另外在地下一层设有一套小型的换气系统,专门用于员工用房区域的通风换气。两套设备均不设预热/冷或后加热/制冷调节器。
由于生活热水需求很低,因此采用小型的电锅炉制备生活热水。
根据PHPP的计算结果,该超市的年采暖需求为11.13kWh/(㎡a),采暖负荷为15W/㎡,包括采暖、生活热水、用电设备、辅助用电在内的年一次能源需求为kWh/(㎡a)。与MPREIS新建的传统超市相比,该被动房超市一年可节省1万升化石能源,并可减排CO2约32.5吨。
03
碳中和建筑
波士顿大学科学中心
美国波士顿市的目标是到年实现碳中和,但占据该市英亩土地的波士顿大学的目标是到年实现碳中和。这座高英尺(92.米)的计算和数据科学中心将使用地热能进行加热和制冷,并作为该市实现碳中和目标的一个标志。
在波士顿大学(BostonUniversity以下简称“BU”)负责大学可持续发展的副总裁丹尼斯·卡尔伯格(DennisCarlberg)解释说,这并不是因为学校竞争激烈,而是因为如果BU不首先做到这一点,这个城市就不可能及时达成目标。不仅仅是市政建筑需要做到碳中和,整个城市也是如此,而BU正指望着在校园建设一座新的建筑,来帮助学校和城市实现这一目标。
靠地热井调节冷热从里到外节能环保
BU新的计算和数据科学中心,由建筑公司KPMBArchitects设计,将包含一系列的环保倡议。这座19层的建筑将是无碳和无燃料的,没有连接到大楼的天然气管道;与之替代的是31个地热井,每个英尺深,将通过地源热泵交换加热和冷却系统。
关于该中心的电力系统,将不会直接由可再生能源供电。但南达科他州一个风力发电场产生的可再生能源将会承载该中心的电力负荷。卡尔伯格说,BU在那个风力发电场投资了可再生能源,并认为这比在新英格兰建造更多的可再生能源,还能产生更大的影响。
该建筑用偏移堆砌的书堆形状让一系列的屋顶梯田和绿色屋顶一路上升,而不仅仅是在顶部才能种植绿化。这一形状也引发了一些争议,这座大楼将以英尺高度成为波士顿大学校园最高的建筑,坐落在校园英联邦大道上,成为主要阻力。
三层玻璃的窗户系统,可以在冬天保持室内的热量;而建筑物的外部将有固定的阴影,可以在夏季保护建筑物的内部不受阳光的影响,这要归功于百叶窗的对角线和垂直板条。这样,再加上用水代替空气来取暖和冷却的热能系统,将使建筑更加节能。
这栋建筑的一层被提升到卡尔伯格所谓的“弹性的高度”,这意味着这座建筑比附近查尔斯河可能出现的洪水海拔高度还要高出两英尺。为了防止海平面上升,这座建筑比城市建议的水位高出5英尺。它确实有一个地下室,因为上面的楼层没有放置机械设备的空间,但是地下室也有能力安装临时防洪设施。
根据学校的情况,这个项目总共将花费2.9亿美元。它计划在年开放,届时将容纳学校的数学、计算机科学和数据科学项目。
04
史上最抗冻建筑
HalleyVI英国南极测量基地
盖房子对与现代人来说不是啥难事,但要是在南极却没那么简单了。每年有天见不到太阳,最低气温达到零下55℃,风速超过公里每小时。这样恶劣的环境怎么破?
别急,当然有办法,这个号称最抗冻的房子就可以泰然处之。
它就是HalleyVI英国南极测量基地,外观看起来就好像从科幻电影中走出来的战舰,位于米厚的布伦特冰架上。
由来自英国的HughBroughtonArchitects公司设计,不仅能够抵挡住风雪,而且还可以移动。
共有八个模块组合而成,一个红色的和七个蓝色的。采用坚固的钢结构制造,并包覆在高度绝缘的复合玻璃钢面板中。
而且,每个模块下都有液压支撑腿,而支撑腿上还有类似滑雪板的装置。
因为海冰上最大承重只有9.5吨,所以只能将预制结构拆分。然后,在使用雪橇将材料一点一点运到指定地点,并组装在一起。
排列成一条直线,并垂直于盛行风的方向,这样,就不会被暴风雪掩埋。
当然,每一个液压腿也大有益处,既能抬高建筑,避免积雪,又可以方便搬家。
那为什么要搬家呢?原来,布伦特冰架是漂在海上的,并每天以近2米的速度漂向大海,为了安全建筑就要在必要时向反方向移动。
同时,在HalleyVI周围还布置了七个GPS传感器(称为“哈雷生命周期”网络)监视冰架运动,防止冰架突然断裂。
除此之外,这并不是一个单纯的科学研究基地,内部的生活设施也是一应俱全。据介绍,最多可容纳52人一起生活。
值得一提的是,就算没有人在里面的时候,还可以通过自动供电系统来保持运行。包括进行实验和测量,并将数据收集好后自动传给工作站。
凭借其创新的设计,这个基地获奖无数。当然,深受人们喜欢还有一个原因,就是它地处椭圆形的极光带区域,经常抬头就能看见极光。
05
台北最贵生态豪宅
陶朱隐园
项目于年建成,建筑面积平方米,是一座以垂直森林为原创的建筑地标,取名自中国春秋时代陶朱公(范蠡),传承其利己、利邻、利天下的理念,以公益精神回馈世人。被美国CNN评选为年全球九大城市地标之一。每套售价约2.2亿元,台北最贵生态豪宅。
从松高路看去,建筑体和谐呈现出建筑和结构的概念。居住在周边4个街区的居民说,这座大楼有4种各不相同且令人惊讶的形态:
V形、X形、椭圆形、锥形
设计的主旨是:“城市要像一个生态系统,市中心好似森林,高塔好似可以栖居的树。”在身披绿植且形态感和视觉冲击力兼具之外,该项目标志着在城市中心真正建立一个召唤动植物回归的生态体系,并形成一个亚热带生物多样化的新巢。
这个20层的双螺旋结构的居住区自下而上有90°的伸展扭转,简洁又标准化的双螺旋形居住层垂直叠加,层与层间顺次旋转4.5°,多种视觉形态通过凹凸面的变化呈现出来。
这种扭转是对4个主要目标的回应:①整合了建筑体的南、北锥体区域并尊重城市特性。②将露天空中花园的面积最大化(不计入容积率)。这样一来,露台的种植面积将远远超过要求的10%。③为所有居民提供独特的台北天际线全景,尤其是朝向台北塔和中心商业区的观景条件。④利用渐进式的几何形体形成多变的标准层,通过繁茂的绿植和视觉遮挡来保证每个公寓单元的隐私。
项目所在的位置是该区域最后也是最大的一块住宅用地,这个设计概念是想建立一个真正低能耗的垂直景观片段。所以这栋建筑采用生态化的设计,不仅把有机废物和污水的再利用整合在一起,还采用了所有可再生能源技术和其他最先进的纳米技术(BIPV太阳能光伏发电、雨水回收利用、堆肥等)。因此,该项目的目标是提高能效并通过绿色建筑官方认证,并满足台北发布的关于高环境质量的规范。
06
面朝大海春暖花开的被动房
MMHause住宅
MMHause被动房项目,位于西班牙巴利阿里群岛首都帕尔玛,由OHLAB设计师工作室设计,外墙保温采用堡密特Baumit外墙保温系统,保温层厚度15厘米。严格保证房屋所有节点采取完善的配件及处理方式,从设计和实施上完全避免热桥。
该项目根据PASSIVHAUS被动房标准设计,以达到最大的能源效率。外墙的热损失已经降到最低限度,外维护结构的密封性已经最大化,以通过每个空间的加压测试。新风热交换器确保换气不浪费能量,甚至淋浴蒸汽和烹饪产生的热量也加以循环,转化为可利用的热量。
基于这种设计,制冷也无需耗费多少能耗,因为多余的热量已被有效利用掉。加热热水的能量则几乎完全来自太阳能设备。整个项目的能耗需求只有11kWh/㎡a(每平米千瓦时)(而马洛卡(Mallorca)这一地区的平均房屋能耗为85到每平米千瓦时)。
该项目根据当地太阳光照方向,地形坡度及景观情况,采取最佳朝向排布,达到最大化的能源效率方案。房子像由四个盒子组合而成,分别是:厨房,客厅和餐厅,主卧室和客房,既保障了独立性又确保使用的连贯性。每个盒子放置的位置和朝向都经过仔细设计,为客户提供最佳的视野和舒适度。
卧室朝东,面向花园和贝尔维尔城堡;生活室和餐厅朝东南,面向海洋和花园;厨房朝南,面向蔬菜园;在客厅的阁楼上,露台朝向海景,客厅大窗户朝南,允许冬季阳光温暖房屋的主要空间,而屋顶的屋檐则提供夏季遮阳。正是理想中的“面朝大海,春暖花开”。
倾斜的屋顶形成的雨水收集系统,满足灌溉和生活用水需求。利用在房屋盒子和地形坡度之间产生的间隙,安排了两个独立的水箱,分别为40m3和8m3。该项目在水源上能完全自给自足。房屋周围还包含了一个花园和一个蔬菜园,南面种植有落叶的树木,使夏天有树荫遮蔽。
该项目的建设预算很低,能源维护费用也很低。真正做到了保护环境和可持续发展,在提供舒适的家园同时不需要增加额外经济负担。
07
南半球最环保的超高层
悉尼国际大厦
悉尼国际大厦是了澳大利亚第一个目标碳中和的超高层综合体项目。
澳大利亚新南威尔士州政府承诺至年实现净零碳排放,而这一项目通过实践展示了企业能够帮助实现这一目标。
本项目是大型的商业办公综合体,基地面积为平方米,建筑面积约30万平方米,包含了三栋外形相似但各具特色的办公塔楼以及低层商业和住宅组成,最高的塔楼达到米高。在外形上,塔楼的长轴方向达到了85米,通过平面上的凹槽设计和立面上的设备层和户外平台的分割,将超高层塔楼划分成充满节奏和韵律的几个部分,而从达令港远眺项目又浑然一体,充满活力。
项目平面图项目的三栋塔楼的平面向东西向拉长,两端为半圆形。设计减少东西向的幕墙面积以避免西晒导致供冷负荷的增加。三栋塔楼都将北侧设计为核心筒和公共空间活动(服务、休息和会议空间),称为“垂直村落”,为内部办公空间遮挡了阳光,从而减少办公区域的能耗需求。
塔楼的3D体型分析项目采用了太阳路径分析减少能耗和窗户的眩光、改善自然采光。幕墙设计进行了专项研究,并通过量化分析和模拟进行了设计参数的优化,目标减少室内空间的热负荷和眩光,同时拥有最大化自然采光和视野。塔楼上悬挑的遮阳构由垂直和水平两种组成,构件的尺寸随着高度变化,使得高楼层获得较少的日光,低楼层获得较多的日光。遮阳部件最大的尺寸达到1.8米深,3.7米长,可以承受km/h的风速。
幕墙的遮阳系统在设计上,50%的项目面积是公共开放空间,所以建筑师和景观建筑师考虑了空间由谁来使用并精心设计。项目主要的基础设施主要放置在平方米的地下室中,因此将裙房的屋顶形成了开放空间,种植了各种植物,为基地提供了生态多样性。
裙房屋顶的绿色花园项目采用了区域供冷系统,项目每年从悉尼港湾获得并排出15万兆升的海水排出冷冻水机房的热量。传统的冷却塔效率低且消耗大量的水。冷冻水机房和水泵采用了高效的变速科技,最大负荷可达72MWr,但不使用自来水散热,每年可以节约0万升的水。采用海水也带来了新的挑战,需要避免海水的侵蚀以及避免海水中的生物进入系统中,项目采用了多种合适的材料和高压过滤技术来应对。办公、居住和商业功能共享地下室的一个空调系统,这比采用多个机房设备更为高效。
场地内的水回收处理机房能够每天能够处理项目和周边建筑的总计1百万升的废水。年回收处理了1.11亿升的废水,相当于44座奥运会游泳池中的水。收集的雨水被储存在9万升的水箱中,用于大楼的景观区域的浇灌。
大楼采用了冷梁——这一节能的空调系统,加上%的新风、非循环供应空气系统。对于这样规模的高层建筑而言,这种不寻常的供冷系统提供了高水平的能源效率和良好的室内空气质量。
照明为电能节约提供了最大的机会,在照明设计时进行了详尽而复杂的建模和分析,以实现最佳的布局和最高的能效,并采用了智能照明控制系统,该系统使用可寻址部件,允许更个性化和精细化的控制,以及沿建筑周长的单独照明分区。
另一个挑战是在屋顶安装足够的光伏发电板,以抵消雨水回收系统运行和建筑公共区域产生的能耗和碳排放。
塔楼顶部的光伏系统项目主要的技术和特色——通过合理建筑和工程设计,项目实现了75%的能耗削减,并在屋顶装满了太阳能光伏板,并利用海水作为空调系统的冷源。
与传统的建设方法相比,塔楼建筑目标减少20%的建筑隐含碳,业主Landlease希望挑战现有的模式,推动供应商和承包商寻找更加低碳的方法。因此不少供应商同意为他们的产品获得了零碳认证,因为他们也能获益。项目中对于20种主要使用的材料进行了全生命周期分析。
混凝土是建筑隐含碳的主要来源之一,大约占到25%。在招标工程中,对于不同承包商的混凝土土配比进行了隐含碳的分析,在保证结构性能的基础上优化配比,以减少隐含碳排放。本项目优化混凝土的成分,并采用矿物和废弃物例如粉煤灰和磨细高炉矿渣来替代部分水泥,在某些建筑部件中可以替代65%的水泥。项目同时采用现场混凝土搅拌站,减少搅拌卡车交通运输约3万次和吨的二氧化碳排放。
为了减少钢筋的碳排放,Landlease和供应商合作研究钢筋的生命周期和各种生产方式的碳排放。项目最终选取了最高效的和最低碳排放的生产方式,原材料中有较高比例的回收钢材,采用电弧炉生产并且使用%可再生能源电力。钢筋产品贡献了隐含碳减排总量的4%。
办公建筑实现澳大利亚绿色建筑的设计六星级,居住建筑实现澳大利亚绿色建筑的设计五星级。项目获得NABERS能源之星的五星级认证,比澳大利亚同类办公建筑减少了50%的碳排放,项目也是世界上第一座获得WELLCoreShell白金认证的建筑。
大楼要求租户签订绿色租赁协议,保证运营的每个阶段都能实现可持续。项目建立了社区碳排放基金,保证在99年的租约中实现碳中和。
□来源
欧美绿色建筑
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