在英國倫敦南郊的貝丁頓小鎮,有一個外觀獨特的社區格外引人注目,它就是“貝丁頓零化石能源發展”社區,如今這里已成為世界低碳建筑領域的標桿式先驅。
生活在喧囂的都市中,誰都希望能有這樣的住所:翠綠的景觀植被盡收眼底,新鮮空氣源源不斷輸送,高密度與舒適生活、零能耗與零排放完美結合在一起,而這樣的綠色園區早在英國倫敦南郊貝丁頓的小鎮成為現實。
這里不像倫敦市區那樣繁華,但也吸引了大量目光,因為這里建成了世界上第一個零二氧化碳排放的社區,也是英國最大的環保生態小區。
貝丁頓社區常被稱作“零碳社區”,但實際上其全稱為“貝丁頓零化石能源發展生態社區”。它占地1.65公頃,由世界著名低碳建筑設計師比爾·鄧斯特設計,英國生物區域開發集團與倫敦最大的商住集團——皮博迪合作開發,總投資1500萬英鎊,2002年完工并吸引了約百戶居民入住。
社區由8座三層住宅樓、一個綜合中心及綠地組成,包括公寓、復式住宅和獨立洋房在內的82套住房和2500平方米的辦公和商住面積,每套住宅都配有露天花園或陽臺,體現了住宅高密度與舒適生活的完美融合。
如今,這里已成為世界低碳建筑領域的標桿式先驅,是把環保生態科學理念引入現實生活的第一個成規模的范例。
何為“零碳社區”?
“零碳社區”并不是完全沒有碳排放,而是通過利用太陽能、節能建筑、綠色交通等手段在城市社區內發展低碳經濟,創新低碳技術,改變生活方式,最大限度減少城市的溫室氣體排放,徹底擺脫以往大量生產、大量消費和大量廢棄的運行模式,形成結構優化、循環利用、節能高效的物質循環體系,形成健康、節約、低碳的生活方式和消費模式,最終實現城市社區零能量消耗、零需水量及零排放等多項指標,實現城市社區的清潔發展、高效發展和可持續發展。
貝丁頓社區的設計理念就是圍繞“零碳”二字,在建造過程中“就近取材”大量使用了回收的建材。
為了節約能源,建筑的95%結構用鋼材是從35英里內的拆毀建筑場地回收的。其中部分來自一個廢棄的火車站。許多木料和玻璃都是從附近的工地上“揀”的。建筑窗框選用木材而不是未增塑聚氯乙烯,僅這一項就相當于在制造過程中減少了10%以上(約800噸)的二氧化碳排放量。
零排放的供能系統
走進貝丁頓社區,迎面可見5棟40米高的棕褐色板樓,南側鋪設了大片太陽能光伏板,北側則種植著各色植物。
貝丁頓社區能源供應主要來自兩個方面:一是在建筑的樓頂和南面大面積安裝的太陽能光伏板,二是社區里建有一個利用廢木頭等物質發電并提供熱水的小型熱電廠。
貝丁頓社區安置了總面積為777平方米的太陽能光電板,峰值電量高達109千瓦/時。太陽能光電板是利用太陽電池半導體材料的光伏效應,將太陽光輻射能直接轉換為電能的一種新型發電裝置。它具備無噪音、壽命長的特點,而且一旦設置完畢就幾乎不要需要調整。除了日常生活使用以外,太陽能轉化的電能還可以供小區40輛電動汽車充電。
熱電聯產系統為社區居民提供生活用電和熱水,與傳統發電廠相比無疑更加“綠色”,優勢更為突出。首先,它不使用天然氣和電力,所使用的燃料是當地修剪的樹枝和廢木料。使用生物燃料,一是屬于變廢為寶,不產生碳排放,不會造成額外的環境負擔;二是減輕了城市樹木肥料被當作垃圾傾倒掩埋的巨大壓力。
熱電聯產系統在發電過程中所散發出的熱量也被精心利用來制造熱水,熱水通過管道送入每家每戶。每戶人家在門廳過道位置都安裝有一個1米多高的熱水筒,除了因生活需要而取用熱水外,熱水筒還可以在室溫較低時自動釋放熱量,幫助保暖。采取這些措施后,只要沒有特殊需求,居民家中就不必再安裝暖氣,整個社區也沒有安裝中央供暖系統,這就減少了一大塊能源消耗。
此外,社區的熱電聯產廠、太陽能電池系統還與國家電網相連。一般情況下,可滿足社區需要,多余部分供給國家電網;用電高峰時,國家電網可以補充。現在英國為了鼓勵居民在自己家中安裝太陽能等綠色發電設施,推出了將多余電能入網可以獲得相應經濟收益的政策,這可以幫助社區居民減少交納的相關費用。
零能耗的保暖系統
英國為高緯度島國,冬季寒冷漫長,有半年時間都為采暖期。為了減少采暖對能源的消耗,設計師精心設計并巧妙地循環使用熱能,基本實現了零采暖。
走入社區映入眼簾的當屬屋頂上一排排五顏六色的漏斗狀“煙囪”。這些“煙囪”并不是一種裝飾。而且是以風為動力的自然通風管道——風帽。風帽是一種自然通風裝置,具有特殊的開口設計,能隨風向而旋轉,一個通道排出室內的污濁空氣,另一通道則將室外的自然風通過管道引入室內。在此過程中,廢氣中的熱量同時對室外寒冷的新鮮空氣進行預熱,最多能挽回70%的熱通風損失,從而節省保暖所需的能源。
房屋保溫也是設計師的一項考慮。社區各建筑物設計朝陽,可以最大限度地從太陽光中吸收熱量。每戶住宅還設計有朝陽的玻璃房,夏天隔熱,冬天保溫,可以最大限度保留房屋熱量。他們還通過加厚建筑墻壁,使屋頂、墻和地面形成超級絕緣外套。
建筑墻壁材料使用了可積蓄熱能的材質建造,厚度超過50厘米。墻壁共分三層,外面的兩層分別是混凝土空心磚和石磚,中間夾著一塊巖棉。這種結構除能防止室內外溫差造成的熱量流失外,還具有一定的蓄熱性能。當溫度過高時,房屋即可自動儲存熱能,甚至可以保留每個家庭煮飯時所產生的熱量,等到溫度降低時再自動釋放,以此減少暖氣的使用。把室內熱量儲存起來,保證室內溫度不會有太大波動。
在沒有暖氣和空調的情況下,室內溫度夏季為20—25攝氏度,冬季達10—15攝氏度。冬天不冷,夏天不熱,太陽能、風能和水源熱能聯動,實現空間內通風、制熱、除濕等滿足人居舒適性的各項效果。
真正的“綠色”社區
貝丁頓社區不僅零能源,而且零碳,無廢棄物排放,是真正的“綠色”環保生態小區。居民用屋檐上流下來的雨水沖洗馬桶、澆灌花草,水龍頭里流出的是用太陽能加熱的水,燒飯用的沼氣是食物殘渣在地下發酵產生的,連自己身體散生的熱量也能被精準地收集并充分利用。整個小區只使用可再生資源產生的能源,就能滿足居民生活所需,不需要向大氣釋放二氧化碳,以有效減少能源、水和汽車的使用率。
一般家庭的能耗主要在取暖、照明、做飯、用水、家用電器和汽車用油。小區建設對每一細節都做了避免使用石油天然氣、零碳排放的統籌考慮。室內選用最新高效節能型的灶具、冰箱、洗衣機;照明全部用節能燈,即使一戶的所有房間都開著燈,也只有120瓦。選用雙沖水廁具,曝氣龍頭和淋浴器。這些措施估計可使每戶每年節約用水55500升。減少能耗意味著減少開支,小區的能源檢測值顯示,家庭供熱(取暖和熱水)消耗的能源只有一般家庭的10%;耗水量只有英國平均值的50%。
貝丁頓社區一方面利用各種節水設施,另一方面充分利用雨水和廢水。屋頂的雨水部分流入陽臺花園儲水罐,用于花園澆灌,部分流入地下儲水罐,經處理后用于廁所。停車場使用滲水磚,減少雨水流失,從空中花園、道路和人行道流走的水排入到開發區前面,既提高了溝渠的水位,又吸引了許多野生動物。
小區的廢水通過小規模生物處理系統過濾掉食物、植物等之后,進入地下水罐補充雨水,用于沖洗廁所。濾出的“有機物”保留在溫室中作肥料,用來培養觀賞植物。在地下大型儲水罐收集的雨水和再循環水在小區中約占水消耗的1/5。
貝丁頓社區在外觀上也實現了真正的“綠色”。在建筑樓頂的北面和其他一些可利用的空間,種有耐陰耐旱、根系較淺的景天屬植物,以達到自然調節室內溫度的效果。冬日,景天類植物就是防止室內熱量流失的綠色屏障;夏天,這些隔熱降溫的綠色屏障上還會開滿鮮花,把整個貝丁頓社區裝扮成為美麗的大花園。
此外,由于住宅樓采用梯形設計,樓上的住戶也可以擁有“梯田”一樣的自家花園,二層的陽臺花園與北面一幢樓的鄰居用天橋相連。空中花園基本用植物覆蓋屋頂,既減少了熱輻射,又為鳥類提供了棲息地,這也成了“零碳社區”吸引居民的重要原因。