建筑学论文上海世博会：引领建筑思潮的低碳之路

上海世博会：引领建筑思潮的低碳之路 上海世博会：引领建筑思潮的低碳之路 本刊特约记者曹佳麟斗拱迭折，形如冠盖，回形叠篆文字，独特的“中国红”历届世博会的举办，或多或少会留下些标志性建筑。如英国伦敦的水晶宫，法国巴黎的埃菲尔铁塔，比利时布鲁塞尔的原子球馆而这座耸立在黄浦江畔的“东方之冠”便是2010年上海世博会留给世人的一份建筑大礼。 伴随这份建筑大礼的还有一条“低碳之路”。 1有一种颜色叫“中国红” “红”为君子大德之色，吉利而祥和、热烈而真诚、高雅而富贵、博大而雍容。红色是中华民族最喜爱的颜色，特别是艳丽而不失沉着的故宫正色之红，甚至成为中国人的文化图腾和精神皈依。庄严华美的中国国家馆（东方之冠）便是披上与故宫一色的红衣威严耸立在黄埔江岸。 位于世博轴入口不远处的中国馆，有国家馆与地区馆构成。国家馆居中升起、层叠出挑，主体建筑高61.6m，最高点68.8m，总建筑面积为16万余平方米。国家馆的建筑造型凝聚了中国元素，从色彩到构架，都象征着中国的时代精神，成为城市中的建筑雕塑。 国家馆主体造型雄浑有力，宛如华冠高耸，天下粮仓；地区馆平台基座汇聚人流，寓意社泽神州，富庶四方。国家馆和地区馆的整体布局，隐喻天地交泰、万物咸亨。体现了东方哲学对“天“”地”关系的理解。国家馆为“天”，高耸于上，地区馆为“地”，如同基座般延展于国家馆之下，形成浑厚依托之态；而63米的绝对高度中，下部33m完全挑空，这些中心对称空间和地区馆平坦延伸的空间，为人们的自由交流提供了充分的开放场所。这种开放性、公共性，是国际建筑设计的重要理念，亦是以传统造型诠释现代科技，表现中国古代天人合一、天地交泰的传统哲学思想。 国家馆的每个空间都蕴含着中国传统文化的深邃和美妙。从”匠人营国”中的九经、九纬之道构成的屋顶平台建筑构架的文化基础；从传统建筑中斗拱榫卯穿插，层层出挑的构造方式；到以园林小品与周围环境巧妙衔接的空间平台；就连建筑外观也镌刻上古代叠篆文字，无不体现中华智慧的结晶。这些传统元素“古”意“新”解，透露出时代的新鲜气息。 “东方之冠”以一种独特的建筑语言，寄托着中国人对世博会的憧憬和梦想，也象征着中国敞开胸怀拥抱世界，值得每一位参观者细细品味。 2空中花园生态城市美景 一提到巴比伦文明，令人津津乐道、浮想联翩的首先是被誉为世界七大奇迹之一的”空中花园”。在那个美丽传说中，国王为取悦他的爱妃而特意在他的宫殿里，建造了层层叠叠的阶梯型花园，上面栽满了奇花异草，并在园中开辟了幽静的山间小道，小道旁是潺潺流水。工匠们还在花园中央修建了一座城楼，矗立在空中。巧夺天工的园林景色终于博得了美人的欢心。本届世博会上，许多展馆在顶层设置了空中花园，描绘出一幅低碳、环保的绿色画面-闲庭信步，闻香识绿，触摸自然，每个人都能分享空中绿色生活。 但，世博园里的空中花园，如何才能运用到未来的城市建设中，让人们可以随时能到自家屋顶聊天、散步，闻花香、听鸟叫。让每个人分享公共休闲绿色空间，是未来城市为居民营造生态家园的主要方向。 建设空中花园不是在屋顶放点土、种点花那么简单。 它需要较高的技术含量，既要达到绿化的目的，又要保证房屋不受影响。新加坡馆的空中花园就提供了一个好样本。 新加坡馆在顶层种满多种热带花卉，整个展馆不依靠高能耗空调系统，而是以空中花园这个“清凉帽”为基础，再配合自然通风、隔离吸热等设计，共同营造舒适凉爽的环境。 而法国馆的“空中花园”覆盖在整个建筑顶部，绿色植物从顶楼向下倾泻，一直悬垂到底层的大院子中，在场馆内庭四面形成一道道绿色的瀑布。一根根高达20多米、环绕整个室内空间硕大悬空的绿柱，让进入馆内的游客为之震撼。这些适应上海气候条件的众多绿色植物植入在立体容器内，通过复杂的滴水灌溉方式，将法式凡尔赛园林盛开在黄浦江畔，展示出法国现代化城市与古典花园相结合的城市风韵，在追求无限绿色空间理念的同时也体现了高超先进的绿墙技术。 印度馆的外部造型很像泰姬陵，穹顶是其最特别的地方，数万根盘口粗的竹子建成了世界最大的竹制穹顶。不仅如此，穹顶上还种满了绿草。绿色的草皮覆盖在中央穹顶上，浓浓的绿意中镶嵌着“生命之树”的铜制雕刻。植物与金属的融合，堪称一绝。 中国馆的屋顶花园设计灵感来源于圆明园的皇家园林九州清晏，寓意河清海晏，天下升平，江山永固，代表了古代中国山河之广阔。中国馆的屋顶花园被命名为“新九州清晏”，以中国馆为“核心州”，在其周围环绕“八大州”“田”、“泽”、“渔”、“脊”、“林”、“甸”、“壑”、“漠”，分别代表了田埂、湿地和湖泊、渔乡水岸、山峰、森林、高原平地、山沟和地隙以及沙漠和戈壁。国家馆对称齐整的布局，表现出严谨含蓄的民族气质，体现了地道的儒家思想。而屋顶花园布局自由灵活，变幻无穷，极力追求自然情调，更多地带有道家风范。两者互补，体现了构成中国传统文化结构的主体思想。 3建筑低碳指引未来之家 在自然界的发展中，人与自然的交换活动是人类社会最基本的活动。随着现代化的深入，人类一边无度的索取，一边大量的制造垃圾。当人们陶醉在对自然界胜利的同时，也在品尝着盲目行为的恶果。正确处理经济建设与自然的关系，必须用科学的生态价值观指导人类行动。 世博园E片区特设的“城市最佳实践区”是世博会历史上的首创，是来自世界各国的城市最佳实践案例的“展区”。这座作为展示、交流和推广城市最佳实践的全球平台，集新理念、新技术、新材料、新工艺的示范基地，将成为体现可持续发展的街区改造范例，对世界城市的未来发展趋势将产生积极影响。 “城市最佳实践区”云集了“汉堡之家”、伦敦“零碳馆”、马德里“竹屋”、上海“沪上生态家”、阿尔萨斯“水幕太阳能墙”、奥登塞的自行车道、麦加的“帐篷城”、四川成都的“活水公园”步入“城市最佳实践区”参观者在感受视觉冲击和心灵震撼的同时，更能感受到未来城市社区的环保魅力。 当游客们习惯了排着长队、打着伞、扇着扇子在毒辣的日头下接收高温的考验后，踏入“汉堡之家”时，不自觉的会“倒吸一口冷气”。“汉堡之家”平时馆内温度维持在25左右，令人惊叹的是，整个“汉堡之家”没有一台空调。 “汉堡之家”是中国境内首栋获得认证的“被动房”（即超低能耗房）。馆内不用依靠外部供电，通过积蓄太阳能、地热、地冷和人体热能来调节室内温度平衡，利用带热回收功能的通风系统为室内提供新风。 “汉堡之家”就像是一座“密封”的4层楼，结构紧凑，保温效果和气密性良好。平时为了切断与外界的“热交换”，游客进入参观时，工作人员先把外面第一道门关上后，再打开第二道门。暑天隔热，除了关门，建筑本身还有不少高科技元素，建筑屋顶有厚达18厘米的隔热墙，外墙也非普通墙砖，中间含20厘米厚的隔热材料聚苯乙烯。这些高隔热隔音，密封性强的建筑外墙，能够最大限度降低采暖和制冷的能耗。 而看似普通的窗户更有门道，每一扇都是特殊材料制成的三层玻璃，窗外还配有防热辐层和可移动的网状遮阳板。每层楼的靠窗地面都有送风装置，一边提供除湿新风，一边还回收屋内热量。 有着中国第一栋“零二氧化碳”公共建筑头衔的“伦敦零碳馆”在建筑理念上与“汉堡之家”有着异曲同工之妙。变废为宝，利用可再生能源是“伦敦零碳馆”的奥秘所在。正如“伦敦零碳馆”协调人陈硕所说，现在的建筑能耗很高，需要输入大量的水、电、物资等，输出废热、废水以及工作生活垃圾。“伦敦零碳馆”则是要改变这种机制不从自然界浪费能源，也不从管网中吸收能量，而是收集周边的废物垃圾，以及太阳能、风能等可再生能源，供给建筑能耗。它的理念是在不牺牲居住舒适度的前提下，达到低碳的目的。 “伦敦零碳馆”最为独特的是楼顶的“风帽”。这些随风转动的五彩“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，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。在这个有机循环的能源系统中，60%的能量来自太阳能光伏板，40%则靠蓄电池储存能量。 建筑节能减排是“伦敦零碳馆”的另一大看点。 就连餐具也可以发电，剩饭剩菜都可以利用起来内馆所需的部分电能和热能，就是通过“生物能热电联产系统”对各种有机废弃物、一次性餐具等进行降解而获得的，降解完成后余下的“产品”，还能用作生物肥。 “沪上·生态家”是以上海闵行区的一幢生态办公示范楼为原型建造而成。作为国内首座”零能耗“生态示范住宅，最大优点是高效利用可再生能源。 屋顶上巨大的太阳能光热设备可为整幢楼提供能源，独特的外遮阳系统，能在炎热的夏天随时阻挡阳光进入，起到隔热降温的作用。利用地热能调节整幢建筑温度的地源热泵，可通过管中流动的溶液将地下土壤中的温度带上来，使室内温度上升，就像中央空调一样。 “沪上·生态家”可以说是一个“垃圾造的房子”，一砖一瓦，都是本已进了垃圾堆的原材料。除了变废为宝的生态技术，最有趣的要属“三代厨房”、“三代客厅”“、乐龄之家”和“家庭水处理中心”。在“三代厨房”里，烧天然气所产生的废气70%被转化为电能，可供厨房里的电磁炉、微波炉等电器所用，家庭水处理中心把水分为白水、灰水和黑水三类，通过内部连通的管道和净化器，实现水在屋内的自身循环。“乐龄之家”即老年人的生活方式，未来，老年人可以通过一套系统检查自己的身体状况，程序很简单：坐在沙发里看电视，然后按下一个按钮，电视屏幕上将显示老人的体重、血氧含量等一系列健康指标。 从“城市最佳实践区”展示的未来住宅来看，建设必须和自然环境融合到一起，进一步使用新型节能环保建材，充分利用自然资源，发展生态建筑、绿色建筑。低碳、环保、生态、智能已经成为未来之家的基本要素。 4科技世博演绎低碳理念 翻开历史，不难发现，城市之所以美好，科技创新功不可没。如果将目光稍稍拉远，梳理那些改写人类历史的重大发明时，会惊奇的发现：在世博会的158年历史中诞生过无数的发明，电灯、电话、蒸汽机、缝纫机、洗衣机、照相机、电视机、飞机这些新技术和新产品都给当时的人们留下了憧憬未来的希望，而这些科技成就最终在如今的日常生活中一一兑现，对人类的生产生活产生巨大影响。 上海世博会上，“科技世博”的理念贯穿始终，节能、环保、循环利用、新能源、新材料等技术应用得到集中展示。国家电网馆展示的“绿色”智能电网、上汽·通用馆诠释未来的“车联网”、西门子最大LED照明系统、中国移动披露的4G通讯、芬兰馆的标签纸外墙等等高新技术涉及到方方面面。参观者在面积5.28平方公里的世博园区内体验到无处不在的低碳理念，同时也将感受低碳技术带来的美好绿色生活。 俯瞰上海世博园区，世博轴无疑是贯穿世博园的“大动脉”。在这条长约1000m、耗资近30亿的银色“大动脉”上，错落有致地分布着6个形似大喇叭花的索膜结构建筑，它们有一个好听的名字，叫“阳光谷”。 这些“盛开的大喇叭花”将阳光采集到地下空间的同时，也把新鲜空气运送到地下，既改善了地下空间的压抑感，还实现了节能。此外，雨水也能顺着这些广口花瓶状的玻璃幕墙，流入地下二层的积水沟，再汇向7000立方米的蓄水池，经过处理后实现水的再利用。 世博轴的空调系统与目前广泛使用的中央空调不同，世博轴的空调系统完全采用江水源热泵结合地源热泵的复合系统，实现空调冷热源100%采用可再生能源，其中江水源占70%、地源占30%。夏天，江水源热泵和地源热泵作为空调系统冷热源，省去了冷却塔补充水；冬天，江水和地理管散热器作为热泵系统的高温热源或低温热源。也就是说，夏天，把热气传导至黄浦江水里，冬天，则从江水里吸收热量。 这种空调系统既缓解了城市热岛效应，又可有效解决冷却塔产生的飘水、噪声、产生细菌等环境污染问题。 每天，在世博园内有上千辆供游客免费乘坐的车不停地穿梭着。如果游客够细心，便可发现有一种公交车在进入候车亭短短的几十秒时间里，会在车顶上探出一根“天线”触碰到雨棚外横出的两根不锈钢管从而完成充电过程。这是一种新型的超级电容公交车，只需在候客间隙充电不到1分钟时间，就能行驶5公里左右。 还有一种是不喝汽油只喝氢气的燃料电池观光车。这种真正的“零排放”新能源观光车，采用燃料电池技术，喝的是氢，排出的是纯净水，同时产生电流驱动汽车，最高时速为40公里/小时，续驶里程可达80公里。 “科技是世博会永恒魅力的源泉”。百年间，积聚智慧的世博会已经成为人类文明的时尚风向标。 如果说往届世博会是为工业革命展示最新的产品成果，那么，本届上海世博会最大的科技亮点就是“环保、低碳”。这是一种生活方式的改变，也是人们意识的改变，上海世博会探讨的是城市生活前景，寻求的是一条可持续发展之路，因为我们只有一个地球。 世博会是人类科技文明成果荟萃的盛会，是展示人类科技、经济、文化、艺术等各领域文明进步成果的盛会。当今，随着城市化的深入推进，城市人口加速增长，如何解决好地球、城市、人三个有机系统之间的关联和互动，值得我们每一个人深刻反思。 “城市，让生活更美好”。正如亚里士多德所说，“人们来到城市，是为了生活。人们留在城市，是为了更好地生活”。如何实现城市的和谐、可持续发展，上海世博会所展示的城市文明成果、城市建设经验、先进城市发展理念，或将为人类可持续发展留下一份丰厚的精神遗产。