绿色灯塔——零碳排放生态型建筑——解析丹麦首个按碳中和理论设计的公共建筑倪露建筑10802200804133“绿色灯塔”简介丹麦零排放生态建筑——“绿色灯塔”“绿色灯塔”项目是迄今为止丹麦第一个按照碳中和理念设计的公共建筑,位于哥本哈根市内的哥本哈根大学校园内,该建筑为3层的圆形建筑,总建筑面积950m2,具体用途为哥本哈根大学科学系学生的学习、生活、就业监管咨询中心。“绿色灯塔”项目是无CO2排放的零排放生态型建筑。手绘分析手绘分析图“绿色灯塔”的目标在于展示节能型建筑需求和建筑质量、健康室内气候以及良好的日光,是可以通过可持续和创新的建筑设计方法达到平衡的。该项目已于2009年10月20日正式交付使用运营,是2009年在哥本哈根召开的联合国气候变化峰会(COP15)的一个献礼性展示项目。”绿色灯塔“夜景建筑设计上的处理1)建筑的创作灵感“绿色灯塔”的创作来源于中国的“日晷”,克里斯坦森建筑设计事务所的设计师们,根据“日晷”创作了其圆柱外加倾斜顶面的造型,充分表现出建筑与太阳之间的密切关系。项目合作各方希望该建筑竣工后,成为哥本哈根、丹麦、及至整个欧洲环保建筑的榜样,因此,命名为“绿色灯塔”。2)建筑的色彩设计建筑的外部色彩设计是斑驳的绿色,内部为奶白色,创意萃取于丹麦民间饮食文化,一种独具特色的奶酪—外表呈斑驳的绿色,内部则是奶白色。室内颜色3)圆柱体的建筑外形该建筑的设计目标是实现最佳的能耗效率、建筑质量、健康的室内气候,和良好的采光条件。也就是说,“绿色灯塔”在设计之初,就是一个具有强烈展示公能的建筑。既要展示建筑的各个不同的立面在接受日照、采集太阳能即时的数据变化,又可以作为建筑使用,因此,其最佳形状就是做成圆柱形。4)中庭“绿色灯塔”采用了大中庭设计,其用意一是根据其用途刻意设计出一种开敞、通透、开放的空间;二是为参观者聚集时提供集中讲解的功能考虑;三是采用烟囱效应自然通风;四是为了提高整个建筑内部自然采光的均匀度。5)露台建筑的露台是一种过渡空间,设计师为这个建筑设计了一个比较大的开放式露台,目的就是为建筑的使用者们提供一个可以用来放松、观景、临时小憩的公共空间。露台夜景6)入口“绿色灯塔”的入口,做了嵌入式处理,目的是将就场地比较狭窄的空间,不使雨棚占用过多的空地空间,同时增加建筑体型上的变化。露台景观7)名为仪器的雕塑—“绿色灯塔”佩戴的艺术品丹麦国家建筑规范里,有一个有趣的规定:每栋公共建筑,可以拿出相当于预算1.5%的资金来做艺术装饰。为此丹麦国家艺术院的两名艺术家,为该建筑做了一个名为“仪器”的艺术雕塑,这个雕塑看起来像一个探测器,其主体由8个“手臂”组成,每个手臂上装有30面小镜子。艺术家说,如果天空晴朗阳光灿烂的话,仪器每一个“手臂”上,会在一年内的两天时间里,由两面小镜子投影在中庭的地板上形成一个圆形的光环。采光设计采光设计建筑的内部照明以自然采光为主,结合丹麦当地的光气候条件,除了在建筑立面安装了适量的竖窗,还在建筑的顶部设置了一定数量的智能电控屋顶窗,这无疑给建筑的中庭,带来了巨大的光照度的变化。建筑师们花在采光模拟计算上的时间,较之以往的任何建筑,都要多出许多。此次采光计算,采用“采光模拟分析计算软件DaylightVisualize”,该软件经过国际照明协会的鉴定,是一款非常精确的计算软件,其对光照分析计算的结果,与实测结果最大误差不超过4.9%,平均误差仅有2.9%。工程师们应用该采光软件,对建筑的每一个房间与角落,按全云天、半阴天、晴天等几种情况,对全年的几个标志时间段春分、秋分、夏至、冬至分别进行了计算,对有眩光的部位,及采光系数小于3%的部位,进行反复的设计和比较,直到满意。从中庭往天窗看能源设计1)能源使用的总体思路“绿色灯塔”的能源设计总体原则,一是降低能源需求,二是尽量使用可再生能源,三是高效使用化石能源。2)良好的围护结构保温性能丹麦地处北欧,气候比较寒冷,建筑良好的保温性能是建筑节能的重要环节。为此,“绿色灯塔”在外墙设计,门窗选择上花了大量的时间,这里值得一提的是太阳热的采集和防止问题。在夏天,太阳过热是负面的,此时我们需要太阳的光线,却要求把太阳的热量隔绝在室外;而在冬天,我们在需要太阳光线的同时,也需要太阳的热量。因而,使用同一个传热系数的Low-E玻璃,不能全面解决问题,因此,“绿色灯塔”采用了与窗户相匹配的多种智能电控室内外遮阳、隔热窗帘等产品。3)太阳能集热板近300m2的南向屋顶面积,除了少部分用作屋顶天窗采光外,大部分用于安装太阳能集热板和光伏电池。项目采用的太阳能集热板,满足了建筑本身的热水需要,同时,夏天建筑本身使用剩余的来自太阳的热量,将通过管道传入地下的季节性蓄热设备,以备冬天使用屋顶太阳能集热板4)太阳能光伏电池“绿色灯塔”的屋顶上45m2的太阳能光伏电池是建筑物主要能量来源,可满足照明、通风和维持热泵的运转需求。5)热泵热泵主要用来作为太阳热能及地热能的循环利用,实现建筑物的供热和制冷,从而保证了季节性储热的优化利用。6)热敏地板在丹麦的气候条件下,建筑内的地板可以用作热储存器,尤其是在冬天,把白天的热量储存在地板内,可以使得第二天工作期间,不再使用过多的热源来加热建筑。同时,地板供热比起空调供热来,人的感觉要舒适一些。7)季节性蓄热技术项目使用了季节性蓄热技术,这项技术的实质,是在夏天太阳能量过剩的时候,将一些热能以一定的形式储存在地下,待到冬天能源短缺时,再行放出使用。8)能源中控系统和能耗记录系统整个建筑分为9个区域,均设有光感、温感、风感、CO2等若干个探头,对这些区域进行监控,一旦发现有需要,例如光照不够,温度不够,空气质量不好,这些探头就会把信息发到中央处理中枢的电脑上,该电脑再根据室外的气候情况,通过自控系统,采取开关窗、启闭窗帘、启闭电灯等措施,使用最佳策略,改善室内气候。同时,能源的使用记录系统,还将随时记录各个区域的供热、热水、通风、照明等项的耗能情况,以供分析和研究。“绿色灯塔”项目,仅靠对日光合理设计使用,我们就节约了几乎过去照明用电的38%的能量。结合自然通风等环节,该项目通过精心的建筑设计,就使能耗降低了几乎75%。结束谢谢!