日本式建筑新理念:紫蠶循環呼吸
巨大的蠕蟲緩慢地移動著身軀,呼吸間不時抖落身上致命的孢子,幸存的人類躲在防毒面具后,駕駛滑翔翼翻飛其間,用笛聲控制蠕蟲運動的方向。
26年前,日本著名導演宮崎駿在動畫《風之谷》里用這樣一幅場景,警示人類工業文明無節制破壞環境的惡果。
26年后,一只巨大的建筑蠕蟲——日本世博館“紫蠶島”,靜靜地臥在上海世博園的A片區。所不同的是,“紫蠶”在呼吸間不再釋放病毒,而是吸收陽光、存儲雨水、吸取自然空氣。
7月21日,日本館宣傳推進總監尾高健告訴本報記者,日本館建筑的一大特色就是通過六根“循環呼吸柱”充分利用風、水、光等自然能源,解決平時生活中所需要的能源。
其實,“循環利用”幾乎主導了目前日本建筑節能技術發展的思路。
記者當天參觀日本館“零排放城市” 展區時發現,從常見的污水處理技術到利用人體重力發電的地板,似乎任何一種容易溜走的“廢棄”資源、能量都能被日本建筑設計師充分利用。而且就像在日本館,這些新技術也已經在日本列島的許多建筑上開始運用。
“循環呼吸”
日本館的六根“循環呼吸柱” 長短不一,從“紫蠶”背部貫穿而下,直至底部的冷卻層。
尾高健介紹說,六根柱子三長三短,三根突出的透明空心柱在“紫蠶”頂部形成三個煙囪狀凸起。平時,風從這些煙囪狀的柱子吸收進來,進入空心柱,經過柱子上一個個小的排氣孔排出冷氣,幫助展館降低溫度。
記者從日本館公關處得到的資料顯示,空心柱還能有效形成上升氣流,排出館內較熱的空氣,解決了建筑自然換氣問題,并降低館內空調負荷。
另外三根稍短的循環呼吸柱是凹槽,在“紫蠶”頂部形成三個凹陷。降雨時,從屋頂灑落的雨水,流向凹槽,自動清潔了屋頂。灑落的雨水隨后通過這三根循環呼吸柱,流進地下凈水池,經由納豆菌磚處理后,雨水便可以用于場館外壁的噴灑系統,實現清潔展館,并降溫的作用。
尾高健告訴記者,日本館的生活用水部分也來自這些經過處理的雨水。
他進而表示,白天,外部光線經由循環呼吸柱向下層導入,實現了世博館中央部分室內空間的自然采光。
除了六根循環呼吸柱,日本館良好的采光設計也有賴于日本館外墻的獨特設計。日本設計師將用兩張ETFE薄膜構成一個中空單位,并在其中嵌入了紫色的非晶體太陽能電池。眾多這樣的中空單位合在一起就組成了日本館獨特的紫色“發電膜”外墻構造。ETFE的透光性很好,這樣外墻在實現采光的[FS:PAGE]同時,也利用陽光發電,大大提高了能效。
實踐中的“零排放城市”
日本館“紫蠶島”雖然設計精巧,但并不全然是實驗性新技術的首秀地,建筑本身所蘊含的不少循環利用技術或思路在日本列島早有廣泛應用,日本世博館此次就專門開辟了“零排放城市”展區,做相應介紹。
和日本館利用納豆菌塊凈化雨水類似,記者當天在參觀中看到,不少日本城市已經可以利用立方體生物塊、活性膜脫離、活性炭等生物科技,將被工業廢水污染的水源凈化成飲用水。
更重要的是,日本設計師在實踐“零排放城市”理念時,總是將一個建筑看做整體思考。
當天,尾高健就向記者介紹了一種適用于普通家庭的“未來虛擬系統”。這一系統類似智能電腦,家庭主婦只需打開這個系統,就能顯示住宅各項電器的能源消耗情況,以及家庭可以在利用的能源。
這一技術在日本也已經相對成熟。在日本九州島,北九州電力研究所在一所“智能屋”里安裝了一套類似系統,該系統已能實時監控家庭內部每一個插座的能耗情況,并依據戶主是否在家,調節不同插座和電器的能耗情況。
實際上,日本設計師整體思考建筑節能,循環利用內部能源的能力,早已超越了一家一戶的小范圍,開始覆蓋大型建筑。
在日本諸多“零排放”摩天大樓中,東京商業區的六本木能源中心大廈(Roppongi Hills Energy Center)極為巧妙地安排了電力、熱能和水資源的循環利用。
本報記者從大廈設計者日本毛利建筑有限公司了解到,大廈底層安裝有數臺功率強大的汽輪機。汽輪機發電時所產生的熱能,會被引入貯有冷水的特殊裝置,冷水在熱能作用下氣化,成為汽輪機的新動力;而電力在傳輸過程中的巨大損耗也不會白白浪費,工程師已成功地將這些輸送損耗用于驅動熱力裝置,為大廈提供暖氣和制冷服務。
根據毛利建筑公司計算,這樣的循環利用幫助六本木能源中心大廈減少了18%的二氧化碳排放,42%氮氧化合物排放。大廈對傳統能源的依賴度也由此減少了16%。
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