美國七大超綠色政府建筑

　　北京時間12月24日消息，據(jù)國家地理雜志網(wǎng)站報道，這組照片展現(xiàn)的是7座“超綠色”的美國政府建筑，包括國家可再生能源實驗室研究支持設(shè)施、建有紐約最大樓頂花園的摩根郵件處理設(shè)施、疾病控制預(yù)防中心總部以及海軍第33號大樓在內(nèi)的建筑紛紛榜上有名。 

　　1.國家可再生能源實驗室研究支持設(shè)施 

國家可再生能源實驗室研究支持設(shè)施(圖片來源：Patrick H. Corkery, NREL)

　　美國政府清潔能源研究小組正在坐落于落基山山麓的國家可再生能源實驗室研究支持設(shè)施內(nèi)開展研究工作，他們的目標是展現(xiàn)更理想建筑的未來發(fā)展前景。由于科羅拉多州夜晚的空氣和強烈的陽光幫助冷卻、加熱和照亮800多名工作人員所處的辦公空間，耗資6400萬美元的實驗室研究支持設(shè)施的能耗只有典型辦公大樓的一半。實驗室負責人丹·阿維祖表示：“據(jù)我們所知，這是世界上能效最高的建筑。”

　　這座H形大樓座落于科羅拉多州的戈爾登，是美國聯(lián)邦政府——美國最大的單一能源消費者——一項努力的前鋒，旨在證明消耗極少量電量也能進行復(fù)雜多變的工作。除了國家可再生能源實驗室研究支持設(shè)施外，其他一系列政府建筑也在提高能效方面取得不小成就，它們通過富有創(chuàng)造性的設(shè)計克服了令人頭疼的障礙。

　　國家可再生能源實驗室研究支持設(shè)施于6月投入使用，這里的工作人員負責分析美國有關(guān)太陽能、風能以及其他可再生能源的研究數(shù)據(jù)，以及在建筑物能耗研究方面取得的進步。此外，他們擔負著將讓相關(guān)技術(shù)實現(xiàn)商業(yè)化的這項艱巨任務(wù)。

　　H形研究支持大樓的長邊面朝北方和南方，允許所能受到的光照實現(xiàn)最大化。玻璃窗內(nèi)的凹面裝置將陽光折向白色高反射天花板，光線在天花板發(fā)生的漫反射能夠為所有辦公空間提供照明。天花板上裝有42英里(約合68公里)長的塑料管，夏季時負責冷卻水循環(huán)，冬季則負責將水加熱。輻射冷卻和加熱從室外環(huán)境獲得巨大幫助，窗戶打開可讓夜晚的冷空氣進入，起到冷卻作用，風扇利用排氣式太陽能集熱墻在白天吸收的空氣又可起到加熱作用。

　　太陽能集熱墻是一項由再生能源實驗室的科學家研發(fā)的革新技術(shù)。在日照情況下，暗色穿孔金屬板捕獲的太陽能足以將空氣加熱9攝氏度。厚重的混凝土墻和富有創(chuàng)造性的一層下方的地下“熱量迷宮”或者說低矮的管道夾層可幫助調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。

　　研究支持大樓在美國綠色建筑委員會的LEED(領(lǐng)先能源與環(huán)境設(shè)計建筑的英文縮寫)認證體系中獲得最高分，有望在2010年末獲得白金評級。國家可再生能源實驗室高級工程師奧托·范·格特表示，這座建筑應(yīng)該被視為成熟技術(shù)使用的一次“進化”，而不是一座獨一無二的革命性設(shè)施。他說：“所采用的所有策略都具有極高的可復(fù)制性，其中很多技術(shù)適用于所有建筑和所有地址位置?！?

　　2.一座長有會呼吸皮膚的辦公大樓 

一座長有會呼吸皮膚的辦公大樓(圖片來源：Lee Foster, Alamy)

　　一座建筑的外殼通常被稱之為“建筑物圍層”，但這座“苗條”的18層聯(lián)邦辦公大樓(座落于舊金山市區(qū)的梅森大街和第七大街)的設(shè)計者并沒有采用這種傳統(tǒng)方式，而是用一層暴露于室外環(huán)境的“活皮膚”包圍這一空間。灣區(qū)常年溫度在9攝氏度至18攝氏度之間，是采用自然通風方式的理想之所。從建筑西北側(cè)窗戶吹過來的穿堂風和東南側(cè)的玻璃幕墻能夠冷卻大約70%的空間，為1700名聯(lián)邦雇員提供舒適的辦公環(huán)境。自2007年以來，他們便在這座辦公大樓工作。

　　這座會呼吸的建筑由美國聯(lián)邦政府總務(wù)管理局負責管理，其公共建筑部門專員鮑勃·派克現(xiàn)在仍記得在克林頓政府執(zhí)政末期最初提出這一設(shè)計想法時的情形。他說：“建筑師說他們設(shè)計了一座建筑，絕大多樓樓層都無需安裝空調(diào)，聽到這些話，我們所有人都呆住了。過了幾秒鐘，我們心里便想‘他們?yōu)槭裁匆谂f金山裝空調(diào)？我們到底在想什么？’?！?

　　國能源部的勞倫斯·伯克利國家實驗室負責對建筑物的自然通風進行建模，其建筑技術(shù)專家菲利普·哈維斯表示，舊金山的這座建筑采取的夜間對建筑結(jié)構(gòu)進行預(yù)冷卻的方式也適用于其他氣候條件。雖然自然通風本身無法滿足夜間溫度并不是很低的潮濕地區(qū)的需要，但我們還是有必要提高這種被動式冷卻方式所占的比重。他說：“在設(shè)計房屋和辦公大樓之初，我們應(yīng)該做到謹慎并且深謀遠慮。在美國的很多氣候條件下，我們可以降低傳統(tǒng)空調(diào)的能耗甚至消除空調(diào)的使用?！弊匀煌L可將這個耗資1.44億美元的建筑項目的冷卻成本降低86%，估計每年可節(jié)省50萬美元運營成本。


　　3.紐約最大樓頂公園  

紐約最大樓頂公園（圖片來源：Gerald Merna, USPS）

　　曼哈頓市中心沒有太多地方可用于建造一座占地2.5英畝(約合1公頃)的公園，在一座7層辦公大樓的樓頂，美國郵政服務(wù)公司找到了這樣的地方。每天，這座辦公大樓的工作人員要為紐約市民處理和分類1200萬封郵件。2009年，這個紐約市的最大綠色屋頂——位于第九大道和第三十大街的摩根郵件處理設(shè)施的樓頂——正式開放。

　　這座樓頂公園設(shè)有大量長椅和一道藝術(shù)墻并栽種了本土耐旱多年生植物，負責為1800名工作人員的辦公空間降溫，他們每天要處理曼哈頓和布朗克斯寄出的大量信件和郵包。對于擁有巨大辦公空間的城市設(shè)施而言，空調(diào)費用是一項主要成本。因此，在2007年改造黑色瀝青屋頂時，郵政服務(wù)公司開始探索各種方式，以降低表面溫度，最后決定在樓頂建造一座公園。這座辦公樓的樓頂能夠承受大量土壤和植被的重量，建公園這一想法讓整座大樓在很多方面受益。

　　綠色屋頂?shù)脑O(shè)計壽命為50年，是瀝青屋頂?shù)膬杀?。公園植被——包括珊瑚毯、ground covers、John Creech等耐旱地被植物——可以吸收降雨。郵政服務(wù)公司表示，夏季時，這些植被可將流入紐約排水系統(tǒng)的徑流量減少75%，冬季時則可達到40%。此外，郵政服務(wù)公司還可以將舊屋頂?shù)?0%進行回收再利用。

　　郵政服務(wù)公司最初估計，耗資400萬美元的綠色屋頂每年可節(jié)省3萬美元的能源成本，官員們最近表示摩根郵政設(shè)施的能源成本實際上降低了一半，每年節(jié)省100萬美元資金。這不僅要歸功于綠色屋頂，同時也歸功于針對這座建于1933年的建筑的能量外漏情況進行的一系列改進，其中包括替換1600個舊窗口。

　　摩根郵政設(shè)施以埃德溫·摩根的名字命名，他曾經(jīng)是紐約的一名郵遞員，后來曾在西奧多·羅斯福執(zhí)政時期擔任紐約郵政總局局長。隨著郵政服務(wù)公司首個綠色屋頂?shù)母〕鏊?，這座地標性建筑在美國郵政史上留下濃重一筆，除了綠色屋頂外，美國還將啟動大量項目，用于大幅降低全美郵政系統(tǒng)的能耗。根據(jù)計劃，美國郵件處理和郵寄的能耗將在2015年之前降低30%以上。

　　郵政服務(wù)公司在摩根郵政設(shè)施實施了一項為期兩年的監(jiān)視計劃，用于測試綠色屋頂對這座建筑以及周圍地區(qū)，也就是切爾西邊緣區(qū)域的影響。郵政服務(wù)公司可持續(xù)部門副總裁山姆·普爾克拉諾表示：“我們一直希望能夠遏制曼哈頓的熱島效應(yīng)?！?


　　4.疾病控制預(yù)防中心總部

疾病控制預(yù)防中心總部

　　美國政府的疾病控制與預(yù)防中心總部坐落于一片綠地，綠地環(huán)繞12層弧形亞特蘭大塔，里面散布著一條條步行小道。這一設(shè)計不僅可以吸引人們前來健身，同時也能節(jié)省能源。疾病控制與預(yù)防中心的總部耗資1.15億美元，于2006年投入使用。在設(shè)計上，這座建筑可減弱這座炎熱南部城市不斷加劇的熱島效應(yīng)。綠樹成蔭的小道和具有滲透性的鋪路材料，窗戶上的遮光劑以及反射性屋頂材料均可減弱佐治亞州的陽光，為工作在這里的1000多名工作人員提供舒適的工作環(huán)境。此外，屋頂上還安裝了一個熱傳導(dǎo)能量回收系統(tǒng)，可在夏季時冷卻進入大樓的空氣，冬季時對空氣進行加熱。

　　亞特蘭大建筑公司tvsdesign項目經(jīng)理米卡赫·羅森表示：“這一項目的成功關(guān)鍵就是進行全方位的設(shè)計。”這座建筑采用低反射率玻璃，內(nèi)外均涂有極薄的金屬涂層，用于吸收陽光和隔熱。圓形鋁材料幕墻讓照射進大樓的光線實現(xiàn)最大化，當自然光線足以滿足工作需要時，室內(nèi)的光線管理系統(tǒng)便會減弱電燈光線的強度

　　這座建筑以參議員阿倫·斯佩克特的名字命名，他最初是賓夕法尼亞州的共和黨人，后成為民主黨人，曾擔任疾病控制與預(yù)防中心預(yù)算小組委員會的主席?！?·11”恐怖襲擊事件發(fā)生后，這座建筑配備了一個大型緊急行動中心。項目預(yù)算包括土地成本，設(shè)計建造費用以及嘗運營和設(shè)備費用。即使將疾病控制與預(yù)防中心應(yīng)對任何公共健康危機——例如炭疽熱恐慌和流感爆發(fā)——所需要的技術(shù)考慮在內(nèi)，中心總部的能效也要比典型辦公大樓高出20%。

　　5.海軍第33號大樓 

海軍第33號大樓（圖片來源：Naval Facilities Engineering Command）

　　美國海軍在建造綠色建筑方面的第一次嘗試是對華盛頓特區(qū)阿那卡斯提亞河附近的一座建筑進行改造，這是一個雄心勃勃的項目。在設(shè)計上，這座建于內(nèi)戰(zhàn)爆發(fā)前10年的建筑最初充當一個生產(chǎn)車間。1998年，海軍設(shè)施工程司令部(NAVFAC)的建筑工程師和設(shè)計師對這座建筑進行了改造，完工后將其作為自己的“根據(jù)地”。這是一座平淡無奇的軍隊風格建筑，坐落于華盛頓海軍船舶廠，被稱之為“第33號大樓”。它采用紅磚結(jié)構(gòu)，被譽為在設(shè)法提高歷史遺留建筑能效方面的典范。

　　由于不能對建筑的外部做出任何改變，海軍方面必須采取大量措施，保持其原有特征。改造過程中，他們要與首都華盛頓無數(shù)負責文物保護的部門打交道。所有陳舊但通風良好的單層窗戶必須完整地保留下來。為了做到這一點，海軍方面創(chuàng)造了一種“超級窗戶效應(yīng)”，方法是在現(xiàn)有窗戶內(nèi)側(cè)安裝雙層中空玻璃。

　　由于最初是一家45英尺(約合14米)高的開敞式工廠，后來又充當一個倉庫，巨大的空間很適于建造一個“樓中樓”。在現(xiàn)有的外殼內(nèi)部，海軍建造了一座4層建筑，采用新型保溫墻體和屋頂組合件?，F(xiàn)在，這座建筑為大約400人提供辦公空間，此外還建有一間圖書館、儲藏室和機械室。

　　海軍設(shè)施工程司令部總工程師辦公室的高級建筑師邁克爾·查普曼表示，所有的挑戰(zhàn)都是值得的。他說：“利用陳舊的建筑是最綠色的方式?！彼芯哂锌沙掷m(xù)性的建筑設(shè)計成本估計在這項耗資2100萬美元的建筑項目中只占8.5萬美元，每年估計可節(jié)約5.8萬美元能源，不到兩年便可收回成本。

　　6.沙漠中的冷卻塔 

沙漠中的冷卻塔（圖片來源：NREL）

　　在猶他州沙漠南部一個狹窄細長的峽谷，美國國家公園管理局打造的綠色建筑與獨特的自然環(huán)境巧妙融合在一起。在猶他州斯普林戴爾的錫安國家公園，砂巖懸崖的顏色隨坡度發(fā)生變化，從奶油色變成粉紅色，再變成紅色，映襯著無云的藍色天空；兩座2000年投入使用的下向通風冷卻塔在游客中心拔地而起。

　　沙漠的高溫將泵入塔頂蜂巢式結(jié)構(gòu)的水蒸發(fā)，蒸發(fā)產(chǎn)生的冷卻空氣因其自身重量在塔內(nèi)下降，最終流入建筑。整個過程無需使用風扇。這一建筑設(shè)計兼顧了自然景色和冷卻質(zhì)量。美國能源部國家可再生能源實驗室與公園管理局合作進行了冷卻塔的建筑，實驗室主要負責人保羅·托塞里尼表示：“我們一開始就考慮到當?shù)氐臍夂驐l件。走進峽谷，你會發(fā)現(xiàn)大量水從峽谷壁上流下來，水分的蒸發(fā)起到了冷卻作用?！?

　　當?shù)氐亩緶囟仍诹阆?.6攝氏度至15.5攝氏度之間，為了幫助供暖，建造者修建了一道厚厚的黑色特朗布壁，朝向太陽。這種太陽能吸熱壁以法國建筑師費利克斯·特朗布的名字命名，正是他普及了這種被動太陽能吸收技術(shù)。隨著建筑物溫度降低，特朗布壁會釋放吸收的熱量，負責在夜間為建筑物供暖。如果需要的話，游客中心還可以使用供暖電器。此外，輻射頂板也可以起到供暖作用。所有系統(tǒng)可讓整座建筑的能耗只相當于使用典型供暖和冷卻系統(tǒng)的不到10%，每年可節(jié)省1.6萬美元。

　　錫安國家公園每年的游客人數(shù)超過250萬，在配套交通設(shè)施的幫助下，游客采取的出行方式發(fā)生了根本性改變。在此之前，一個夏日迎來的私家車數(shù)量通常超過3000輛，汽車長龍從兩車道公路一直延伸到只有400個停車位的停車場。交通擁堵不僅影響了游客的游覽心情，同時也威脅到峽谷內(nèi)野生動植物的生存。在峽谷3個獨立生態(tài)系統(tǒng)的交匯點，共生活著900種只在猶他州發(fā)現(xiàn)的植物物種。

　　公園的新班車系統(tǒng)使用清潔燃料丙烷。項目總投資2400萬美元，包括購買30輛巴士和建造一座巴士維護中心的成本。托塞里尼表示，節(jié)能設(shè)計與建筑本身融為一體，成本與典型的游客中心相當。

　　7.南方特色的可持續(xù)建筑 

南方特色的可持續(xù)建筑（圖片來源：U.S. Department of Energy）

　　佛羅里達州的薩比納島建有美國環(huán)境保護局的一座建筑，長長的門前走廊讓人們產(chǎn)生一種錯覺，誤以為這座低矮的白色建筑坐落于一家南方種植園。實際上，這是一座計算與地理空間學研究實驗室，走廊只是眾多節(jié)能設(shè)計中的一個。

　　這座建筑于2008年投入使用，環(huán)境保護局海灣生態(tài)學部門的20多名科學家在這里工作，研究人類活動對海洋、港灣和濕地生態(tài)系統(tǒng)的影響。他們幫助制定策略，降低環(huán)境中的有毒化學物質(zhì)數(shù)量。由于建模工作需要使用消耗大量電量的計算機系統(tǒng)，環(huán)境保護局通過降低冷卻和照明等其他方面的能耗讓整座建筑的能效實現(xiàn)最大化。

　　光線的顏色和巨大的走廊可幫助熱量發(fā)生偏斜。實驗室裝有大量窗戶和天窗，可減少對人工照明的依賴程度。但在這樣一座位于佛羅里達州鍋柄狀突出地帶的堰洲島，使用玻璃將面臨不小挑戰(zhàn)。2004年，伊凡颶風橫掃佛羅里達海灣沿岸，摧毀了計算與地理空間學研究實驗室所在地區(qū)的6座建筑。這一地區(qū)面積16英畝(約合96畝)，當時共有40座建筑。為了抵御颶風，很多窗戶都安裝了抗撞玻璃，屋頂也主要采用鋁材料，因為傳統(tǒng)的木瓦容易在遭遇熱帶風暴時松動。

　　節(jié)約用水同樣是設(shè)計這座建筑時考慮的一個重要因素。實驗室的小便池和馬桶均使用百分百的循環(huán)水，由屋頂?shù)挠晁占?。憑借一系列節(jié)能設(shè)計，這座建筑獲得美國綠色建筑委員會LEED銀獎?wù)J證。環(huán)境保護局海灣生態(tài)系統(tǒng)部門的設(shè)施負責人克萊·比徹爾表示：“我認為在可持續(xù)方面作出努力非常重要，這能夠反映出我們的態(tài)度。我們都要為此付諸行動。”