节能建筑的盛宴节能建筑的盛宴背景：世博会上的建筑材料和技术，往往都标志着一个时代的最高水平，也预示了下一个时代的方向。结合近年来的趋势，我们看到随着人们环保节能意识的增强以及各国对环保节能材料推广的政策引导和扶持，受益最多的就是建筑用生态环境材料。基于其独特的功能特性，环保节能材料已经成为建材领域中最具潜力的生力军。作为东道国的国家馆，中国馆的设计理念不仅体现世博会的主题，也考虑到环保问题。设计师何镜堂院士表示：“我们在设计中国馆时极度重视环境与能源问题，有一套完整的环境保护与能源节约策略体系，旨在以建筑表述环境宣言 。 ”关键词：世博会 绿色 节能 新型材料正文“科技世博、生态世博”是上海世博会筹备工作遵循的重要理念。已经开工建设的世博园区中，新技术、新创意、新能源、新材料被大量采用。建筑是凝固的音乐，世博园区不仅仅是音乐，更是一幅绿意盎然的怡人画卷。各种建筑、展馆凝结着世博会所展示的科技与文化成果，反映着世博会所思考和前瞻的理念。它们代表着 21 世纪的建筑新思潮节能、环保、绿色、和谐，将为 21 世纪的人居提供示范。 中国馆作为上海世博会的“绿色地标” ，中国馆在古典大气的外部造型下，隐藏着许多环保新技术。而这些技术都是以“节能”二字为核心要求。 首先，中国国家馆造型层叠出挑，在夏季上层形成对下层的自然遮阳，减少了降温所需的能耗。地区馆外廊为半室外玻璃廊，用被动式节能技术为地区馆提供冬季保温和夏季通风。地区馆屋顶“中国馆园”还将运用生态农业景观等技术措施有效实现隔热。 在建筑形体的设计层面，设计者力争实现单体建筑自身的减排降耗，在建筑表皮技术层面，充分考虑环境能源新技术应用的可能性。比如，所有的窗户都是使用低耗能的双层玻璃。此外，中国馆的制冰技术的应用将大大降低用电负荷，建筑的节能系统将使能耗比传统模式降低 25%以上。 中国馆不仅通风性能良好，还采用了许多太阳能技术。中国馆的顶部、外墙上会装有太阳能电池，以确保提供强大的能源，有望使中国馆实现照明用电全部自给。在景观设计层面，加入循环自洁要素。在国家馆屋顶上设计的雨水收集系统，可以实现雨水的循环利用，利用天然的雨水进行绿化浇灌、道路冲洗。在地区馆南侧大台阶水景观和南面的园林设计中，引入小规模人工湿地技术，利用人工湿地的自洁能力，在不需要大量用地的前提下，为城市局部环境提供生态化的景观。四根立柱下面的大厅是东西南北皆可通风的空间，在四季分明的上海，无论展会期间各种气候如约而至，让观众都能感到有一股股与人体相宜的气流在抚摸自己的肌肤。外墙材料为无放射、无污染的绿色产品，比如所有的门窗都采用 LOM-E 玻璃，不仅反射热量，降低能耗，还可能会喷涂一种涂料，将阳光转化为电能并储存起来，为建筑外墙照明提供能量。地区馆平台上厚达 1.5 米的覆土层，可为展馆节省 10%以上的能耗。国家馆顶上的观景台也可能引进最先进的太阳能薄膜，储藏阳光并转化为电能。顶层还有雨水收集系统，雨水净化用于冲洗卫生间和车辆。主体建筑的挑出层，构成了自遮阳体型，已经为下层空间遮阴节能了。所有管线甚至地铁通风口都被巧妙地隐藏在建筑体内。 汉堡馆不需要从国家电网输入 1 度电，也不需要空调和暖气，却能四季保持室内 25左右的恒温。这样一座“神奇”的房子，出现在上海世博会的城市最佳实践区，它来自于德国的汉堡。在世博会期间，这幢叫做“汉堡之家”的建筑会记录自己的能耗数据，为未来改进房屋节能技术提供参考。更令人期待的是，很多现有的房屋都可以通过改建，在一定程度上达到它的“神奇”节能效果。建筑节能与世博汉堡市给上海世博会带来一个新概念被动房，这些房屋基本不需要主动从外界输入能量，就可以提供舒适的现代化生活环境，也称为低能耗房。 事实上，被动房通过空气置换，达到良好的隔热目的，从而不需要使用传统的暖气或空调。称其为“被动” ，是指该建筑的主要能源来自于太阳能、人体和电器的余热。 汉堡馆就是一幢被动房，融居住与工作功能于一身，它也将是中国境内第一幢获得认证的被动房。 被动房在湿热的长三角区域前景广泛，它每平方米的年均电耗仅 50 度，相当于德国普通办公楼的四分之一。 “汉堡之家”是一幢高约 18 米的红砖房，形如对着四个方向打开的“抽屉”叠放在一起，面积约2300 平方米。既提供内部展览空间，而房子本身也是展览的对象。它不依靠空调和暖气，内部就能四季保持 25左右的恒温这主要是因为它的体积紧凑，保温效果和气密性良好，从而降低了冬季和夏季的采暖、制冷能耗。阳光、人体或室内电器等被动热源的余热，就能满足房内绝大部分的热需求量，汉堡政府称它为“具备生态学最高水准的可持续建筑” 。进入展馆，会感觉到自己就是一个生命机体的一部分，可以通过自身的能量对这个机体产生影响。马德里馆在过去的十几年中，西班牙马德里市政府进行了欧洲规模最大的社会住宅建设，以“竹屋”和“空气树”为代表的可再生能源、新型环保材料、先进的生态技术以及有效的建造流程在建设中得到广泛应用。竹屋，顾名思义，其建筑外面覆以竹材，景观设计独特，并能为建筑物起到遮挡阳光的作用。竹材不仅可以提供保温、除噪、遮光的功能，而且冬季遮风挡雨，夏季防晒防热，即环保前卫，又舒适宜人。据悉，该竹屋造价不菲，但租金却不高，在马德里当地作为公共廉租房提供给低收入人群居住。空气树为十边型的钢结构建筑，并将安装自动开启的百叶窗，以提供更好的气候环境。此外，空气树将安装直径为七米的引风机来提供通风功能；其屋顶还安装有太阳能板，可以实现能源自给。记者获悉，在上海展出的空气树内部还将布满植物，无需空调，树内外温差即可达到近八度， 新加坡馆环保节能设计是展馆一大亮点。外墙开缝设计和围绕一楼中心区域的冷水池，能有效地调节馆内温度，从而避免大量能耗。同时，整座建筑将大量采用可回收利用的建筑材料。底层特设冷水池和藏于灌木丛中的水雾器，能为进出展馆的参观者们带来丝丝清凉，同时，水回收后会经过过滤后继续循环利用。新加坡馆造型酷似一只微微开启的音乐盒，外墙上的各种突起正如一个个跳跃的音符。偌大一个馆，除了二层演艺厅和夹层采用空调系统外，其他空间都没安装空调。 “玄机”何在？答案就暗藏在外墙设计之中。设计师们探讨了一种自然式设计方式，所谓的“自然式”就是不依靠耗能巨大的空调系统，而是通过展馆设计来营造一个舒适清凉的环境。外墙上跳动的音符很美，还很科学。整个展馆采用了自然通风和隔离吸热等设计来降低展馆整体能耗。幕墙的斜度和上部边缘能帮助最小化太阳热能吸收，铝板虽然也会吸收太阳热能产生的辐射温度，但从幕墙到人行缓坡的空间，又足够让热气有效散发。展馆外墙的造型向内倾斜，形成阴影，从而减少日晒吸热。幕墙的上下两部分之间的距离，缓坡两侧的缝隙以及幕墙本身的设计都朝着这个方向进行了完善。这些空间包裹于展馆外墙（铝板幕墙）内部。像个隔层将安装空调的空间完全遮阴，从而通过减少阳光直射的吸热降低空调的冷却负荷，但它们的缝隙又容许微风拂过，保持缓坡和楼梯上的访客感觉舒适。设计师们还研究了太阳照射的方向和风向。朝南开的“大口”便是为吸风和迎客而设的，它有效促进了馆内通风和温度调节，减少了大量能耗。而幕墙本身也有遮阴的作用，不需要其他更多的耗电措施。展馆将安装低能耗却能使封闭空间内的大量空气流动的大直径风扇，以保持穿过空间的空气流动，在最热的天气中或者自然空气流动停滞时加强舒适感。即使是演艺厅这些安装空调的有限空间，由于它们包裹于展馆外墙内部，并不被阳光直射，所以空调的冷却负荷也并不大。场馆的主要材料都可回收再利用，仅有一楼的柱子以混凝土为材料。展馆外部开口立面由可回收的铝板包围式排列而成，它们正是新加坡馆这首“城市交响曲”的“五线谱” 。细心的游客还会发现，铝板立墙悬空吊挂的结构非常特别，这样室内空间更加辽阔，光线也更变化多端。在场馆顶层“空中花园” ，游客能闻到石斛兰特有的花香，这种热带植物也是节能好手，它们有效降低了整座展馆的热能，并促进了连接顶层和二层的缓坡的空气流通。底层特设的冷水池也有降温效果，水景喷泉晶莹的水珠为参观者们带来丝丝清凉。 “这些水回收后会经过过滤后继续循环利用。 ”梁诗琪说，新加坡馆以“水”和“花园”为主要元素，这两大元素既是资源匮乏的新加坡实现可持续发展的关键所在，同时也是新加坡馆环保节能的重要表现。 “有了这样的自然式设计， 城市交响曲才能奏响。 ”伦敦“零碳馆”据了解， “零碳馆”的一大亮点是建筑顶部拥有众多随风灵活转动的五彩“风帽” 。 “风帽”利用温压和风压将新鲜空气源源不断送入建筑内部，并将室内空气排出。在通风过程中，建筑同时可利用太阳能和“江水源”系统对进入室内的空气进行除湿和降温。餐具也可以发电？这是伦敦“零碳馆”吸引参观者的另一大看点。据陈硕介绍， “零碳馆”所需的电能和热能，可以通过“生物能热电联产系统”对餐厅内各种有机废弃物、一次性餐具等降解而获得。降解完成后，最终余下的“产品” ，还能用作生物肥，真正实现变废为宝。“零碳馆”的另一大亮点是墙体表面附着的特殊荧光涂料，建筑白天储存的太阳能量将在夜间释放荧光，减少照明能耗，使展馆成为会发光的房子。此外， “零碳馆”还将通过玻璃窗采光和发电的完美结合来展示“会发电的窗户” 。芬兰馆芬兰馆就将建筑绿色施工视为迈向节能建筑的第一步。 “冰壶”的设计也体现了许多新型的环保理念。墙壁和顶部的开口促进了自然通风；新型轻质墙面、独特的窗户结构都减少了日照引发的热强度；房顶种上植物则用来均衡热负荷。 芬兰馆的钢结构中，运用了 2 万多个螺栓和螺母，数千个金属零件中没有一模一样的，这种设计更加方便冰壶的拆除，并运往最终搭建地点。目前整个场馆有三层，但是作为展示区域的第二层层高达10.5 米。如果用户需要的话，在后续利用的时候可以加上两层地板，使整个建筑变成五层，这也是在设计之初就考虑到的。在后续利用的时候， 冰壶的墙壁上可以很容易地开更多的窗户，以符合再利用的条件。世博会给建筑行业带来一股新颖之风，加速新型材料的研发应用，建筑节能是一支生力军，在社会大力提倡低碳、环保的今天，绿色建筑已不单是绿化的问题，而是朝着节水、节电的节能方向发展。在本届世博会“城市，让生活更美好”的主题下，在吸取一系列世界各国的先进建筑节能技术外，我们应该继续探索用绿色建筑解决全球变暖、保护环境等人类面临的共同课题。