丹麦的绿色建筑实践

ARCHITECTURAL JOURNAL建筑学报42SPECIAL COLLECTION绿色建筑・绿色建筑设计实践１ 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。

“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（ＣＯＰ　１５）的一个献礼性展示项目。

１．１ 建筑设计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。

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”郭成林赵金彦收稿日期：２００９－１２－１０在设计之初，就是一个具有强烈展示功能的建筑。

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。

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。

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。

丹麦的绿色建筑实践摘要／介绍丹麦最新的绿色建筑实践—哥本哈根大学的“绿色灯塔”这一第一个按照碳中和理念设计的公共建筑以及阿胡斯市的“生活之家”，指出在“尽量减少能耗、使用可再生能源、高效使用化石能源”的设计原则下，完全可以实现碳中和的目标；将能耗、舒适度、视觉美感等各项指标统筹考虑，也可以实现家居生活质量和住宅周围环境的价值最优化的目标。

关键词／“绿色灯塔”“生活之家”碳中和跨学科工程ABSTRACT/ This paper gives introduction to the “Green Lighthouse ”of Copenhagen Uni-versity--the first public building designed by con-cept of carbonneutral in Denmark, and also makes account of the project “Home for Life ”in Arhus City of Denmark. It points out that the goal of carbonneutral could be completely re-alized by the principle of “reducing energy con-sumption as far as possible, using renewable energy and efficiently using fossil fuel ”, and it could be realized to optimize home life quality and residential surroundings by synthesizing energy consumption, amenity and visual aes-thetic feeling, etc.KEY WORDS/ `green lighthouse ’, `Home for Life ’, carbonneutral, interdisciplinary project43ARCHITECTURAL JOURNAL 2010.1建筑学报绿色灯塔夜景绿色灯塔建设计过程中建设单位：丹麦哥本哈根大学合作单位：丹麦国家科技部哥本哈根大学哥本哈根市政府威卢克斯公司威尔法科公司设计单位：克里斯坦森设计师事务所（Ｃｈｒｉｓｔｅｎｓｅｎ　＆　Ｃｏ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｓ）能源创意：科威（ＣＯＷＩ）咨询公司建设地点：丹麦哥本哈根大学设计时间：２００８年１－５月竣工时间：２００９年１０月总用地面积：４５０ｍ２总建筑面积：９５０ｍ２摄影：亚当・莫克（Ａｄａｍ　Ｍｏｒｋ）ARCHITECTURAL JOURNAL建筑学报44SPECIAL COLLECTION绿色建筑・绿色建筑设计实践绿色灯塔能源设计技术使用示意绿色灯塔色彩的文化含义以及入口处理剖面中庭通风ＬＥＤ照明太阳热能系统夜晚制冷热　泵水箱季节蓄热系统热敏地板嵌入式入口外遮阳系统新鲜空气进风口高保温性能建筑墙体混合通风太阳能集热板45ARCHITECTURAL JOURNAL 2010.1建筑学报位于绿色灯塔中庭天花板最显眼处的艺术雕塑—仪器有屋顶窗二层采光分析一层平面二层平面三层平面（绿色部分表示日光系数低于３％）无屋顶窗有屋顶窗无屋顶窗有屋顶窗无屋顶窗三层采光分析首层采光分析ARCHITECTURAL JOURNAL建筑学报46SPECIAL COLLECTION绿色建筑・绿色建筑设计实践绿色灯塔中庭天窗采光１．２ 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Ｄａｙｌｉｇｈｔ　Ｖｉｓｕａｌｉｚｅ”，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。

项目由于体量较小，功能也比较单一，所以从结构设计上没有什么特别的地方，值得说明的是它的地基采用我们所谓的满堂红片筏基础，现浇混凝土，它的上部结构采用钢结构作为主要承重结构。

围护结构采用预制件，工厂加工制作，现场吊装。

１．３ 能源设计项目能耗概念设计以实现ＣＯ２零排放为目标。

作为可持续、无碳、环保的建筑，必然会把能源的消耗与使用，作为一个重点课题来研究。

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。

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。

这个技术对于中国的大部分夏天有着充足日照，冬天又非常寒冷的地区，有着一定的借鉴价值。

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。

９）　能源数据项目供热消耗指标初步估计为２２ｋＷｈ／ｍ２・ａ。

按预计方案，下列能源可以满足热能供应需求：３５％为可再生能源太阳能，来自于屋顶上的太阳能光伏电池。

６５％为热泵驱动的区域热能，由储存在地下的太阳能热能供给，对生态环境不会造成威胁。

热泵可将区域热能利用效率提高约３０％（按目前汇率计算，该项目每年的区域供热成本为１９００欧元左右）。

这一能源设计是整个丹麦进行的首次崭新尝试，是一次具有真正意义的试验。

从长远来看，此方案可被推行至欧洲大部分地区的办公楼和厂房建设项目，并将成为未来ＣＯ２零排放问题的创新解决方案而得到更广泛的应用。