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“科技世博、生態世博”是上海世博會籌備工作遵循的重要理念。已經開工建設的世博園區中,新技術、新創意、新能源、新材料被大量采用。整個世博會將通過一連串的建設,努力營造一個“藍天白云,水清地綠”的良好生態環境,最終體現“城市,讓生活更美好”的主題。
建筑是凝固的音樂,世博園區不僅僅是音樂,更是一幅綠意盎然的怡人畫卷。各種建筑、展館凝結著世博會所展示的科技與文化成果,反映著世博會所思考和前瞻的理念。它們代表著21世紀的建筑新思潮——節能、環保、綠色、和諧,將為21世紀的人居提供示范。
從已經公布的一些方案中,我們選取了部分有代表性的建筑,告訴大家:綠色建筑是怎樣煉成的。
《一軸四館篇》
中國館:綠色地標
作為東道國的國家館,中國館的設計理念不僅體現世博會的主題,也考慮到環保問題。
在中國館古典大氣的外部造型下,隱藏著許多環保新技術。何鏡堂院士表示:“我們在設計中國館時極度重視環境與能源問題,有一套完整的環境保護與能源節約策略體系,旨在以建筑表述‘環境宣言’。”
整個團隊正力爭將中國館建設成為上海世博會的“綠色地標”。
挑戰:調節室溫
應對:自遮陽體系,半室外玻璃廊
中國國家館造型層疊出挑,在夏季上層形成對下層的自然遮陽;地區館外廊為半室外玻璃廊,用被動式節能技術為地區館提供冬季保溫和夏季拔風;地區館屋頂“中國館園”還將運用生態農業景觀等技術措施有效實現隔熱。
挑戰:減排降耗
應對:節能照明系統,制冰技術
中國國家館在建筑形體的設計層面,力爭實現單體建筑自身的減排降耗。在建筑表皮技術層面,充分考慮環境能源新技術應用的可能性。比如,所有的窗戶都是使用低耗能的雙層玻璃。中國館的制冰技術的應用將大大降低用電負荷,建筑的節能系統將使能耗比傳統模式降低25%以上。
挑戰:節能環保
應對:通風性能,太陽能技術
中國館不僅通風性能良好,還采用了許多太陽能技術。中國館的頂部、外墻上會裝有太陽能電池,以確保提供強大的能源,有望使中國館實現照明用電全部自給。
挑戰:循環自潔
應對:雨水收集系統,人工濕地技術
在景觀設計層面,加入循環自潔要素。在國家館屋頂上設計的雨水收集系統,可以實現雨水的循環利用,利用天然的雨水進行綠化澆灌、道路沖洗;在地區館南側大臺階水景觀和南面的園林設計中,引入小規模人工濕地技術,利用人工濕地的自潔能力,在不需要大量用地的前提下,為城市局部環境提供生態化的景觀。
世博軸:讓陽光傾入地下
作為世博園區最大的景觀軸線,世博軸是上海世博會在綠色建筑方面的一次大膽嘗試。除了在建筑造型及交通功能上的巨大突破,世博軸還蘊含了多項先進生態技術, 而不能將其視為單純的交通樞紐。
挑戰:綠色地下空間
應對:“陽光谷”和下沉式花園
地下空間給人的印象大多是昏暗與沉悶,然而世博軸的“陽光谷”使得這一問題迎刃而解。6個巨型圓錐狀“陽光谷”分別分布在世博軸的入口及中部,它們的獨特形態能夠幫助陽光自然傾斜入地下,既利于提高空氣質量,又能節省人工照明帶來的能源消耗。
當然,光有陽光還不夠,在世博會期間,“陽光谷”里還將迎來五彩繽紛的植物。通過精心的藝術打造,這里將呈現一個令人流連忘返的“地下花園”,盡顯生態環保的魅力。
挑戰:調節室溫
應對:江水源、地源熱泵
除了生機盎然的“陽光谷”,世博軸還通過生態技術展現冬暖夏涼的宜人特點。設計巧妙利用這個巨大公共通道的下面樁基及底板鋪設了700公里長的管道,形成地源熱泵。地源熱泵是一種利用地下淺層地熱資源,既可供熱又可制冷的高效節能空調系統,此如利用世博軸靠近黃浦江的優勢,引入黃浦江水作冷熱源,用全生態綠色節能技術營造舒適宜人的室內環境。
挑戰:循環自潔
應對:環狀玻璃幕墻
與其它場館的雨水收集概念相類似,每個“陽光谷”形似廣口花瓶的環狀玻璃幕墻,除了形成良好的透視效果,還可用于雨水收集。大量雨水被儲存在地下室,經過層層過濾,不僅可以自用,還用于周圍其他場館的灌溉與清潔。
主題館:科技新秀
上海世博會主題館將向世人展現“城市,讓生活更美好”的上海世博會主題,作為世博會的永久性場館,主題館在節能降耗方面獨具匠心。
“主題館的設計方案既突出反映了上海城市肌理的特征、城市生活的記憶空間和上海令人陶醉的城市意象,還考慮了外墻與屋面的保溫與隔熱、屋面通風與采光等各項建筑要素”,有關專家曾表示:“建成后的主題館,將是代表上海現代化城市面貌的經典建筑,成為一座綠色、節能、環保的場館。”
挑戰:節能發電
應對:太陽能屋面
主題館屋面大面積鋪設太陽能板,采用并網發電運行方式,將太陽能發電傳回城市電網中。太陽能總發電量2.57兆瓦(1兆瓦等于1000千瓦),為目前國內最大的單體面積太陽能屋面。太陽能板面積達3萬平方米,年發電量可達250萬度,每年減少二氧化碳排放量約2500噸。
挑戰:調節室溫
應對:生態綠墻
主題館東西立面設置垂直生態綠化墻面,面積達5000平方米,為目前世界最大的待建生態墻。夏季,可利用綠化隔熱外墻阻隔輻射,并使外墻表面附近的空氣溫度降低,降低傳導;冬季,既不影響墻面得到太陽輻射熱,同時可形成保溫層,使風速降低,延長外墻的使用壽命。
挑戰:滿足復雜的鋼結構設計
應對:綠色鋼材
上海世博會主題館的設計融合了“里弄”、“老虎窗”等老上海建筑元素。為了既凸顯建筑風格,又倡導綠色科技,環保、節能、可重復使用和綠色功能的鋼材成為首選。
世博中心:充滿智慧的綠色建筑
世博中心是上海世博會最重要的場館之一,世博中心設計總負責人傅海聰說:“在世博中心的設計中,‘綠色、節能、環保’是綠色建筑設計的宗旨。我們通過樸素而有效的技術手段,對能源、水消耗、室內空氣質量和可再生材料的使用等多方面進行控制,使世博中心成為一座充滿智慧的綠色建筑。”
挑戰:節水
應對:雨水收集系統
屋面的雨水將被收集起來用于道路沖洗和綠化灌溉,并通過綠地和滲水材料鋪裝的路面、廣場、停車場等進行雨水蓄滲回灌,盡可能充分利用水資源。
挑戰:節能
應對:自然采光、遮陽系統、低溫送風系統、冰蓄
冷系統等
自然采光是最經濟有效的節能方式,合理的設計使大部分功能空間獲得了良好的自然采光。建筑外墻設有遮陽系統,在炎熱的夏日,可以阻擋一部分直射的陽光,減少過多熱量進入室內,既減少能耗,又創造了舒適的室內環境。此外,低溫送風系統、冰蓄冷系統等設計,降低了空調的運行能量,保證了室內空氣質量,也達到了節能目的。
挑戰:環保
應對:污染小的建筑材料、先進的幕墻系統
世博中心采用全鋼結構,施工速度快、能耗小,施工作業對周邊的污染小。建筑材料也相當講究,選擇使用新型環保的節能材料。建筑外墻采用玻璃結合鋁板、陶板、石材等形式不同的組合幕墻,呼吸式玻璃幕墻系統(又稱雙層幕墻或熱通道幕墻)和低輻射中空玻璃等新一代產品的運用,滿足了人們在室內對充足陽光和清新空氣的追求。
世博演藝中心:永不落幕的城市舞臺
總建筑面積12萬平方米、24小時持續運營、360°多功能場館、每年250場演出、音樂俱樂部、電影俱樂部、文化娛樂集聚區,2010年的世博演藝中心無疑將成為上海全新的時尚文化地標。
挑戰:有限空間的可持續利用
應對:多功能、可變幻場館
世博演藝中心主場館在功能上達到了變換自如的境界。通過舞臺的靈活設置、可伸縮可升降活動座椅的設計,配合相應的場館技術手段,實現場地功能的轉換。
而設置于屋頂桁架內的自動升降隔斷和天橋系統等也為場館規模的調整作出貢獻。當隔斷隱藏于場館頂部時,這是一個容納18000個座位的中心式多功能場館;而活動隔斷降下后,則可分別轉換為12000座、8000座或5000座的不同規模的劇場。
挑戰:建筑形態的生態節能
應對:飛碟狀外觀、周邊綠坡
世博演藝中心的弧形外觀不只是為了凸顯這座文化新地標的時尚感,其中也蘊藏著精妙的環保構思。下層圓弧表面形成自遮陽體系,在高溫季節避免陽光直射,同時為玻璃屋頂的地下空間進行自然采光。
仔細瞧瞧,你還會發現在“飛碟”的外圍有著養眼的“綠坡”,而非呆板的水泥。“綠坡”的作用不可小覷,事實上這是屋頂覆土技術的應用,它不僅使得世博演藝中心能完美融入周邊的水綠景觀,而且能為場館外延地下空間保溫隔熱。
挑戰:節能環保的多方面實現
應對:江水源利用、雨水收集系統、表皮節能等
江水源利用——世博演藝中心利用江水冬暖夏涼的特點,引入身旁的黃浦江水形成新型高效節能的空調系統。
雨水收集系統——在場館頂部設有雨水收集系統,能夠實現雨水的循環利用,進行澆灌與道路清潔。
表皮節能——場館表皮采用低耗能的環保材料,LED新型光源代替傳統照明,使得建筑比傳統模式耗能大大降低。
《外國展館篇》
挪威館:挪威木材與中國竹子的黏合
木材是中國古代建筑中最為典型的材料,而在挪威的木構造技術里,有一種很先進的木膠合板技術,可以做成大尺度的建筑構件,且保留木材本身固有的親切質感。
考慮了文化切入點、建構上的材料和結構特性,樹木的概念漸漸形成于挪威館的方案中。挪威館以“挪威·大自然的賦予”為主題參展上海世博會,將由15棵巨大的“樹”構成,讓人深切體會到大自然賦予挪威的萬種風情。
在挪威館設計師萊因哈德與海倫的腦海中,完美的建筑應該和自然融合,在他們的設計中,挪威館的4個展廳所闡釋的4種挪威風景,每一個都在探索這種關系:在沿海景觀的主題中是健康的能源,森林景觀則是可持續材料使用,在挪威特有的峽灣景觀里表現水文化,當然還包括極地景觀。
針對上海世博會,他們想嘗試一種奇妙的想法:通過將挪威的膠合層木和中國竹子黏合在一起結合成一種新的激動人心的產品。他們叫它“黏竹”,它成為模型樹的原材料,并可在展后再利用。
波蘭館:材料的解決方案?
波蘭館以剪紙民間藝術為主題構造設計,充滿視覺體驗。建筑團隊的三位主力設計師在設計之初便已達成共識:上海世博會波蘭館的設計不僅僅外表抓人眼球,還要講求綠色環保。其中,建筑材料的選擇成為一大重點。
這座將產生豐富視覺體驗的建筑物外部應采用什么材料?相互交織的剪紙圖案將由什么來組成?
對此,他們找到了滿意的解決方案——木板。展館的外表層受到傳統民間剪紙藝術啟發的獨特設計,選用浸漬激光切割膠合板,安裝在一塊一塊的膠合板建筑模塊上。然后再在模塊的表面裝上玻璃、聚碳酸酯,以及防水或防紫外線輻射的材料,構成墻體。在展館內部,還要安裝半透明的PCV或高密度聚乙烯合成紙的材料薄膜,再安裝展館的外部材料。展館外部、入口處的地面和展館內部都覆蓋著一層浸漬木地板(俗稱強化地板,經熱壓、成型的地板)。
芬蘭館:綠色設計+綠色施工
綠色施工是綠色建筑全壽命周期中的一個組成部分,綠色設計和綠色施工兩者缺一不可。但長期以來,人們對綠色建筑的評價卻僅局限于對建筑物的設計和建筑成品各項指標的評定上。芬蘭館就將建筑綠色施工視為邁向節能建筑的第一步。
3D計算機模型將被用來輔助芬蘭館的整個建造過程。展館的垂直承重結構由鋼材制成。正面由窄體元件組成,將在現場進行組裝。水平結構由木質框架元件組成,地板則由板塊拼成。外部正面將使用富有現代氣息的鱗狀花紋紙塑復合板,這是一種工業再生產品。中庭墻壁以及二層的一些墻壁由織物覆蓋,并可用透明織物覆蓋中庭,樓梯和電梯為獨立元件。全部建筑元件在進行制造的時候,就必須保證建筑建成后能被分解和再組裝。
在芬蘭館建筑設計師郭泰睦看來,展館的主要宗旨在于營造一種“美好生活”的愿景。美好生活的六大要素分別為自由、創造力、創新、社區精神、健康與自然。展館作為一個舒適而激發靈感的微型城市,本身就要成為健康環境的典范。
西班牙館:綠洲竹籃天然降溫
上海世博會西班牙館建筑將富有濃郁的地中海畔“斗牛王國”的風格。其外觀宛如一個流線形、不規則的“柳條編織的籃子”。
它的設計者為西班牙著名女建筑師貝娜蒂塔·塔格利亞布。她認為,世博會主題有關“城市”和“可持續性”,“這其實是任何一個希望對改善人的生活有所幫助的建筑師所關心的話題”。所以,她在設計上也試圖尋找一種能被所有人理解的方式和材料。
西班牙館實體結構將以鋼建筑材料為主,外墻將覆蓋有西班牙風格的柳條編織品,并借助西班牙不同地區能工巧匠之手,展示瑰麗的民俗圖案。建筑材料以環保材料為主,“這樣的設計不僅方便了日后的拆卸,也可以讓自然光可以隨意的透過鋼管和柳條射進室內”。
此外,從內部看來,西班牙館也是一座地道的綠色建筑。在總面積達8000平方米的大廳內,考慮到節能,展館內部主要使用了竹子和半透明紙作為材料,頂部則使用太陽能板。設計方案也考慮到了上海臺風、梅雨和高溫等氣候因素,“建筑非常牢固,而且場館設計也考慮到了如何調節室內溫度”。
日本館:會呼吸的展館
上海世博會日本館參展主題為“心之和、技之和”。這是一座“會呼吸的展館”,將與自然共呼吸,似乎延續和繼承了愛知世博會的主題理念,并融入上海世博會主題,使兩者完美結合。
日本館設計方的信條始終包含著重要的一條——“我們一直在節能、節材、節水、可再生能源和保護環境等各方面探索更優化設計。”
展館外部由可發電的超輕型薄膜包圍,而展館內將使用循環式呼吸孔道等最新技術。環境控制技術的使用,使得光、水、空氣等自然資源最大限度得到利用,透光性高的雙層外膜配以內部的太陽電池,實現了高效導光、發電,可以充分利用太陽能資源。
在結構方面,由于日本館采用了屋頂、外墻等結成一體的半圓形的輕型結構,使得施工上對周邊環境影響較小。其中一部分將展示節能技術、凈水技術等尖端科技。
《城市最佳實踐區篇》
滬上·生態家:零能耗
綠色亮點:充分融合了傳統生態手法,集成應用了“節能減排、資源回用、環境宜居、智能高效”等四大領域的低成本適用技術和部分前瞻性技術,生動詮釋了最佳實踐的生態環保理念。
“滬上·生態家”的原型是位于上海市閔行區的我國第一座生態示范樓,包括綜合辦公樓、多層公寓和獨立住宅。該工程針對上海夏熱冬冷高濕氣候環境、高密度居住形態、能源資源短缺等地域氣候、資源、人文背景和現有建筑“高能耗、高污染、低品質”等突出問題,在中國率先開展了生態建筑的創新實踐,提出并詮釋了生態建筑“節約能源、節省資源、保護環境、以人為本”理念內涵。該建筑汲取了傳統民居天井采光、自然通風、景觀水體等生態手法,自主創新并集成應用了超低能耗圍護系統,太陽能、風能、地熱能等再生能源,熱濕獨立空調、雨污水等資源回用,環境智能監控等多項關鍵技術,最終建成了具有國際先進水平的示范工程。
加拿大卡爾格雷水中心:可持續的設計
綠色亮點:一座可持續的建筑,在設計和建造時始終貫徹了環保思想,每年可以減少10萬加元的能源消耗和71噸的二氧化碳排放,還可以減少72%的廢水排放,建筑的垃圾轉換回收率超過90%。
水中心所處地區是在原來工業區的基礎上發展而來的,該建筑達到了加拿大最嚴格的改造標準。這個85英畝的成功案例已成為這一地區的活動中心。這座建筑在設計和建造的時候始終貫徹了環保思想,采用的科技手段有:建筑保溫,減少能耗;可調節的窗戶,幫助監控和保持室內空氣質量;屋頂雨水收集系統,用于綠化灌溉;中水回用系統,用于沖廁;屋頂輻射降溫系統與地板下通風系統;使用可再生資源和可回收材料等。建筑的景觀設計重點在于創造盡可能多的綠色空間。例如停車場做成公園,并在周末對周邊居民開放;植物的配置體現了地方特色和場地特點等。這些設計手法的運用徹底改變了原來工業區的面貌,成為了卡爾格雷市城市更新的重要亮點。
2010年,該案例將在世博園區內以新建的一座建筑來展示。新建筑在外觀造型上與原案例類似,適當縮小尺度以適應展示場地的要求。
法國巴黎植物墻建筑:垂直花園
綠色亮點:創造性地使用植物作為構成建筑的“材料”,成功地構筑了一個充滿自然氣息的“垂直花園”。植物墻不僅為城市環境增添了勃勃生機,而且可以吸收空氣中的污染物質,減緩噪聲污染,降低建筑物吸收的太陽輻射,有利于緩解城市熱島效應。
位于巴黎塞納河畔的凱·布朗利博物館,是一個采用創新的植物墻技術使城市增添自然生機和生物多樣性的優秀案例。凱·布朗利博物館的建筑師是世界著名的建筑大師讓·努維爾。他與植物學家合作,采用其研發的無土植物研究成果,通過特殊的材料和工藝,創造性地使用植物作為構成建筑的“材料”,將150種共15000株來自世界各地的植物,“種植”在800平方米的墻面上,成功構筑了一個充滿自然氣息的“垂直花園”。
該案例將以植物墻建筑為參照原型,同時結合巴黎的另一個展館案例“一江秀水、一方沃土,培育一番生活風采”進行策展。展廳將通過搭建大型實物模型形象地表現塞納河的風貌。同時,借助先進的多媒體手段,展館將真實還原塞納河沿岸的秀麗風光,呈現給參觀者一個充滿綠色的宜居場所。