光伏建筑一体化——在伦敦“水晶”感受未来绿色楼宇

“伦敦是城市发展的最佳实验室。”9月4日伦敦当地时间晚6点30分，伦敦市市长鲍里斯&dot；约翰逊顶着一头标志性蓬乱金发，出现在西门子举办的城市气候领导力颁奖典礼上。在他的管理下，伦敦这一曾被许多人称为“雾都”的城市正走在可持续发展的前沿。绿色楼宇、混合动力公交车、先进的交通系统等，都是约翰逊在任期内提出的应对方案。

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傍晚时分的“水晶”外景

“伦敦承诺到2025年减少60%的温室气体排放。很长时间以来，我们都在努力改善伦敦的环境。”说这番话时，约翰逊正站在伦敦东部新建的一座标志性建筑—“水晶”前的草坪上。“水晶”是去年9月西门子在伦敦投资了3000万英镑建设的大厦。

“水晶”是约翰逊钟爱的大厦之一：不仅因为其外形独特，更因为它是世界上最具可持续性的大厦。目前，伦敦楼宇的二氧化碳排放量占到了全市二氧化碳排放总量的三分之一。科学家们称，伦敦楼宇的节能潜力最大，如果采用更先进的节能技术，伦敦至2025年可以减少约1000万吨二氧化碳。

让我们透过“水晶”看一看伦敦对未来城市中绿色楼宇有什么样的期盼。

建筑会“呼吸”

“水晶”依靠皇家维多利亚码头，在一片居民楼、酒店、仓库、起重机和港区构成的天际线中矗立着其另类的轮廓，由玻璃和钢材筑成的外形让人不由得联想起立体主义风潮时期的作品。

“水晶”是目前世界上最大的可持续发展城市规划展览中心，其内部设有2000平方米展示城市未来的展区，向游览者免费开放。平时，人们可以在里面办公，能容纳100多张办公桌的办公区，为来自世界各地的基础设施专家、研究伙伴、规划师和学者提供办公空间。另外，还有一个会议区，可容纳270人参会。

站在“水晶”外观察，可以看到大厦的外形设计下窄上宽，光滑的外壁上有许多个面，四下里折射出周围的环境：港口银色的水面、公园绿地，还有向O2Arena体育场运送乘客的红白相间的有轨电车。这样的设计可以使低层在楼顶的庇护下不会照射到过多阳光，从而避免大厦内温度过高。设计者对玻璃幕墙的布局进行了专门设计，使室内日间既能拥有良好的采光，又不会在中午时室温过高。此外，他们一方面大量采用回收再利用材料，另一方面又尽量减少“水晶”的建材用量。

“水晶”需要的一部分电能来源于屋顶上覆盖的光伏电池组，它可以收集阳光，并利用太阳能发电。“这些光伏电池组可满足”水晶“20%的用电需求。”西门子有关负责人介绍，不过单靠光伏技术是很难满足“水晶”这么大建筑的用电需求，所以其他电能来自于公共电网。

在供热方面，“水晶”则能自给自足。它的热能同样来源于自然环境。“在夏天，当需要降低室温时，我们就将热量排出大厦，排入地下。”西门子有关负责人说，“到了冬天，我们再将热能从地下抽上来，为大厦供暖。”这一装置的管道埋入地下150米深处，系统的热泵可以满足大厦内全部的供暖需求、约三分之二的热水需求以及约三分之二的空调用能需求。

要合理利用这么多来自外部环境的能源，最大限度提高能源的利用效率非常重要，西门子的Desigo楼宇管理系统解决了这个问题。Desigo利用“水晶”楼顶的气象站和众多传感器来采集关于大厦室内外温度、房间占用情况及空气质量等众多信息，每隔一分钟更新一次信息。根据这些信息，Desigo能判断是否通过窗户通风就可以保证室内空气的良好流通，以及是否关闭闲置办公室中的供暖设备。如此既可节约成本，又可减少能耗。

夜幕降临。最后一些员工和来宾陆续离开“水晶”宫，返回家中。当温度降到20℃以下之后，大厦的窗户将自动开启，让新鲜空气流入室内。新鲜空气同时还对大厦地基中的一块巨型水泥板起到冷却作用，这样可以降低次日大厦内的室温。如此一来，“水晶”仿佛成为一座会自动“呼吸”的建筑。

技术俯仰皆见

“水晶”每天的运转除了不需要使用任何矿物燃料，还实现了水循环的全面利用。西门子的技术可以全面回收利用大厦内用水，并对收集到的每一滴雨水加以利用。

“水晶”中的一切都经过精密的规划，我们新建的这座可持续发展楼宇技术中心就是要将尖端的技术与先进的设计完美结合在一起，充分利用每一丝可以利用的能源。”西门子全球城市科技中心的项目经理WernerKruckow博士说。

“水晶”的楼体形状非常有利于它收集雨水。”Arup咨询公司的环境工程师AnokheeShah介绍，“楼顶可以收集雨水，然后积水经过层层过滤，流入巨大的地下蓄水池。接下来再利用薄膜过滤层、碳过滤器和紫外线照射消毒技术对蓄水池中的水进行净化处理，直到最后达到饮用水的水质。”西门子的先进技术和伦敦有名的多雨天气，使得理论上收集的雨水即可满足“水晶”内85%的饮用水需求。此外，收集的部分雨水还通过楼顶的太阳能集热装置进行加热，可满足“水晶”内约20%的热水需求。即便是用过的废水也不会排入下水道；相应装置会回收废水，对其进行净化，然后这些水又成为洗手间用水或用于浇灌大厦花园。为此，“水晶”还设立了专门的废水处理中心。

与同类办公楼相比，“水晶”的能源耗用量低出近50%，二氧化碳排放量减少65%左右。“水晶”同时获得LEED和BREEAM两项大奖—它们均是针对可持续发展的环保型设计和建筑的严格认证体系。

想象空间巨大

建筑节能带来的想象空间非常巨大。目前，城市建筑物的耗能量占全球总耗量的40%，而且城市建筑物因使用电能和热能而排放的温室气体约占全球排放总量的20%。采用能效最高的照明系统、空调系统、IT系统与安防系统，能够将城市建筑物的能源需求量减少30%到40%。因此，建筑物一直被各个城市看作最有潜力的节能目标。此前西门子已经为墨西哥建成了该国“最绿色”的办公大厦，纽约也邀请了西门子将其拥有120年历史的音乐厅改造成具有尖端楼宇技术的样板。

除了这些标志性建筑，一些企业已经如约翰逊所愿在尝试将自己的办公大楼打造成节能建筑。位于伦敦东部金丝雀码头附近的毕马威就是这样的一家企业。

金丝雀码头是伦敦两个主要的金融中心之一，另一个是传统的伦敦金融城。林林总总有30多座摩天大楼，包括英国第二高的OneCanadaSquare。从外形看上去，“只有”18层高、能供5000名员工同时办公的毕马威办公楼似乎并不出众。不过，它却是一座地地道道的绿色大厦。

2006年，毕马威从金丝雀码头集团购得加拿大广场15号。毕马威想在这里建设其在英国的总部，也是毕马威全球最大规模的办公楼。毕马威相关负责人告诉记者，建设之初，毕马威就希望能打造走在节能环保最前沿的可持续标志性建筑，从而展示公司杰出专业人才携手为客户创造价值的独特方式。办公楼最终建成后，其碳排放量相当于同类建筑的50%，低于每年每平方米40千克二氧化碳。根据CarbonTrust调查，这一数字还不到英国知名A/C办公建筑的五分之一。其中应用到的尖端节能技术可圈可点，比如热电冷三联产装置的燃气发电机，据说这一发电机发电时的碳排放量低于普通发电，并且经过设计，发电的余热用于为建筑供暖和制冷。这座建筑在2009年竣工后曾获得BREEAM“杰出”等级认证，这是当时可获得的最高国际绿色建筑等级认证。

根据英国2010年的建筑规范，伦敦新建项目的环境绩效必须提高25%。这一标准从2016年开始适用于住宅开发项目，从2019年开始适用于非居住房产项目。约翰逊说，我们还通过提高用水效率、洪水和地表水管控及绿色空间等一系列政策制定了相关标准，让房地产开发项目能够为伦敦适应气候变化做出最大贡献。

技术进步带来的好处之一是，尖端节能技术的使用并不会增加成本。由于减少了耗电量与用水量，近90%的减排技术投资都能收回。伦敦的多个项目已经证明了改造伦敦建筑的商业价值和经济可行性，回收投资成本只需要7年时间，接下来还能减排大量二氧化碳和节省成本。

约翰逊每次来到“水晶”都表现得充满欣喜。对他来说，或许眼前的“水晶”就是所有伦敦乃至全球建筑物的未来。“伦敦是城市发展的最佳实验室。由于在伦敦开展项目的成本比英国其他城市高一些，所以任何一个项目必须具有足够的商业价值。这意味着能在伦敦开展的项目，就可以在英国其他地方甚至是全世界被轻松放大和复制。”