世博園里的綠色建筑

舉世矚目的上海世博會正在向我們走來。科技的創新為世博會提供了強大的技術支撐，是歷屆世博會上令人難忘的展示亮點。在世博園區建設中，新技術、新能源、新材料被大量采用。世博會將通過一連串的建設，體現“城市，讓生活更美好”的主題。從本期開始，我們將推出“世博科技看點”系列報道，全面展示世博會的場館建設、垃圾處理、節能照明、水資源利用等方面的科技成果。——編者 

　　德國詩人歌德曾說：建筑是凝固的音樂。然而，音樂絕不能缺少綠色的音符。上海世博園的建筑廣泛采用新能源、新技術、新材料，代表著21世紀的建筑新思潮———節能、環保、綠色、和諧。世博建筑中，最大的亮點當數由世博軸、中國館、主題館、世博中心和演藝中心所組成的“一軸四館”。作為世博會的永久建筑，“一軸四館”不僅外觀亮麗、最大程度地發揮其自身實用性，也在綠色環保方面做出了表率。 

　　世博軸：傾瀉而下自然光 

　　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。世博軸采用“陽光谷”自然采光、江水源熱泵技術等多項生態技術。世博軸屋頂沿縱向設置了6個矩形圓錐玻璃幕墻，從屋頂貫通至地下二層，可以使自然光透過“陽光谷”傾瀉而下，滿足部分地下空間的采光，實現主動采光、自然通風和雨水收集功能，有效節約能源，體現了綠色世博的理念。 

　　另一個突出的特點是索膜結構。世博軸的屋頂采用跨度為98米、長度為833米的膜材覆蓋，達到了遮陽、節能、造型自由的效果。在陽光的照射下，由膜覆蓋的世博軸內部充滿自然漫射光，無強反差的著光面與陰影區分，內部空間視覺環境開闊和諧。夜晚內部的燈光透過屋蓋的膜照亮夜空，使得世博軸的體型顯現出夢幻般的效果。這里的空調系統完全采用江水源、地源熱泵系統，實現空調冷熱源100%%采用可再生能源。世博軸體現了綠色、節能、環保的設計理念。 

　　中國館：東道主的技術體現 

　　在中國館古典大氣的外部造型下，隱藏著許多環保新技術。中國館由國家館、地區館和港澳臺館三個部分組成。從建筑設計方面來說，中國館斗冠部分為層層出挑的造型，這種自遮陽體型能大幅減少進入室內的熱量，減少降溫所需的能耗。采用超白透明玻璃，加大透光率，減少玻璃對周邊環境的反射污染。地區館外廊為半室外玻璃廊，用被動節能技術提供冬季保溫和夏季通風。地區館屋頂的中國館還將運用生態農業景觀等技術措施有效實現隔熱。此外，中國館的冰蓄冰空調技術的應用將大大降低用電負荷，建筑節能系統將使其能耗比傳統模式降低25%以上。 

　　館里的屋面裝新型太陽能光電板，裝機容量達0.302兆瓦，年發電量30萬度，用電節能約相當于107萬噸標準煤，預計可減少二氧化碳排放量285噸。在景觀設計方面加入環境自節要素。中國館屋頂設計的雨水收集系統可以收集雨水，進行綠化澆灌、道路沖洗，實現雨水的循環利用。中國館總體綠化布置分為多個層面，包括地面綠化及13米平臺地區館屋頂綠化。同時，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。 

　　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’。”中國館的多項技術，真正體現了“城市，讓生活更美好”的世博主題。 

　　主題館：映照城市的肌理 

　　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。 

　　據了解，主題館在造型上運用了獨具上海特色的“弄堂”、“老虎窗”等元素，在屋面上設計了一定比例的天窗作為展廳中部的自然采光。展館布置南北通透，側采光天窗上還設計部分開啟窗，增加自然通風的作用，達到良好的節能效果。主題館展覽空間體量巨大，根據使用需求和功能分區采用不同的空調系統設計，對常年使用的部分設置獨立冷熱源的小系統。同時，主題館大尺度的挑檐，用于遮擋夏季陽光的直射，起到節能降耗的效果。 

　　主題館屋面安裝大面積太陽能發電裝置。這是目前國內最大的單體建筑太陽能屋面，總裝機容量約2.825兆瓦。太陽能板面積達3萬平方米，年發電量約250萬度，用電節能約相當于893噸標準煤，預計可減少二氧化碳排放量2375噸。采用并網發電運行方式，將太陽能發電傳回城市電網中。 

　　館內的屋面造型特殊，便于匯水。“老虎窗”的屋面造型變化將原本大尺度的屋面劃分成中等尺度的匯水面積，每個向下彎折的屋面形成坡屋頂。屋頂引導雨水進入多斗制排水天溝，經雨水收集和處理設備過濾、沉淀，可用于場地綠化的灌溉或水景觀，也可用于沖洗便器。 

　　除南北廣場上超過3萬平方米的平面綠化外，東西兩側外墻上在墻體材料外側安裝了約4000平方米立體生態綠化墻面，這是目前世界上最大的生態墻。夏季，生態墻可阻隔熱輻射，并使外墻附近的溫度降低。而到冬天，生態墻既不影響墻面吸收太陽輻射熱量，同時又可以起到保溫層的作用，使周圍的風速降低，延長外墻的使用壽命。 

　　世博中心：充滿智慧的綠色建筑 

　　世博中心是上海世博會期間運營管理的主要場所，擔負著重要使命。場館采用全鋼結構，施工速度快、能耗小，施工作業對周邊污染小。建筑材料選擇的是新型環保的組合幕墻、呼吸式玻璃幕墻系統和低輻射中空玻璃等新一代產品，滿足了人們在室內對充足陽光和清新空氣的追求。其建筑外墻設有遮陽系統，減少能耗，創造舒適的室內環境。大空間會議廳利用玻璃采光系統引入自然光，起到自然光照明、隔熱效果。 

　　2008年8月，世博中心率先獲得中國綠色建筑認證——住房和城鄉建設部首批“三星級綠色建筑設計評價標識”證書，以及綠色建筑示范工程。其總耗能低于國家節能標準規定的80%，建筑節能率達到62.8%，預計每年可節約2160噸標準煤，屋頂綠化面積比例可達52%以上，可再生利用的建筑材料使用率大于5%。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，也達到了節能的目的。 

　　世博中心采用了大量新能源、新技術，正如設計總負責人傅海聰所說：“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。” 

　　世博演藝中心：蝶形外觀降能耗 

　　在建筑設計上，世博演藝中心采用了江水源冷卻系統、氣動垃圾回收系統、空調凝結水與屋面雨水收集系統，注重可再生材料的使用，目標是成為一座“綠色生態建筑”。 

　　演藝中心的蝶形外觀，立面簡潔、體型系數小，從設計體型上減少了空調的負荷與能耗，從而降低了整個建筑的能耗。主體部分懸挑結構，實現外遮陽效果。采用性能優良的建筑外圍護結構，即屋面采用鋁板及保溫層，外墻采用外保溫，玻璃幕墻采用中空玻璃。上殼局部采用玻璃天窗，充分利用自然光。演藝中心還大面積采用LED新型光源進行屋蓋照明，耗電量少，節能環保。 

　　此外，世博演藝中心利用就近的江水源熱泵機組，冬季制熱比一般燃油燃氣方式能效高，節約運行費用30%%左右。夏季用江水作為冷卻水，由于水溫一般低2~3度，可以使制冷效率提高約7%。