臧海燕 郭成林 趙金彥 / ZANG Haiyan, GUO Chenglin, ZHAO Jinyan

丹麥零碳幼兒園
——萊恩斯太陽堡幼兒園

臧海燕 郭成林 趙金彥 / ZANG Haiyan, GUO Chenglin, ZHAO Jinyan

萊恩斯太陽堡幼兒園是一個可以讓孩子們在健康的環(huán)境中享受快樂生活的幼兒園。該項目依據(jù)主動式建筑（Active House）的原則進(jìn)行設(shè)計與建造，其中，自然采光和健康的室內(nèi)氣候扮演了至關(guān)重要的角色。在設(shè)計之初，該項目的愿景就是創(chuàng)造一個可以為周邊環(huán)境和日常使用者帶來積極影響的建筑。通過以下幾種方式，萊恩斯太陽堡幼兒園向世人展示了通往未來建筑之路：減少使用礦物燃料；營造健康和舒適的室內(nèi)氣候；積極投身于環(huán)境保護(hù)。

太陽堡 主動式建筑 環(huán)境 室內(nèi)氣候 能源

2011年2月，丹麥最環(huán)保的零碳綜合型幼兒園——萊恩斯太陽堡（Lions Solhuset）幼兒園正式開放。該幼兒園坐落于哥本哈根以北30km的霍斯霍爾姆自治市（H?rsholm Kommune），可容納約100名兒童和30名員工，充足的陽光和新鮮的空氣，讓孩子們能夠在健康的環(huán)境中享受充滿樂趣的生活（圖1、2）。

太陽堡幼兒園由VKR Holding A/S（VKR控股公司，威盧克斯集團(tuán)母公司）及其戰(zhàn)略合作伙伴霍斯霍爾姆自治市政府和萊恩斯幼兒園（Lions B?rnehuse）共同研發(fā)設(shè)計，并由赫勒烏普（Hellerup Byg A/S）、克里斯滕森（Christensen & Co Arkitekter A/S）以及冉博爾（Ramb?ll A/S） 3家建筑公司傾力打造。

1 目標(biāo)與愿景

健康的室內(nèi)氣候有利于孩子的身體健康，能幫助他們提高學(xué)習(xí)能力，并減少疾病的發(fā)生。萊恩斯太陽堡幼兒園希望為未來可持續(xù)發(fā)展的兒童保育機(jī)構(gòu)樹立新的標(biāo)準(zhǔn)，堅持 “Active House”（主動式建筑）的原則，努力為孩子、大人和環(huán)境帶來更多福音。

“主動式建筑”原則，就是要在不破壞環(huán)境的前提下，為用戶創(chuàng)造健康和舒適的生活空間，實(shí)現(xiàn)“給予比獲得更多”的愿景。它注重室內(nèi)外環(huán)境以及可再生能源，為未來可持續(xù)發(fā)展建筑建立了新的框架，致力于促進(jìn)人體健康，提高生活幸福感。

主動式建筑主要從以下3個方面進(jìn)行評估（圖3）。

圖3 環(huán)境、室內(nèi)氣候與能源三者的關(guān)系

（1）環(huán)境：融入當(dāng)?shù)丨h(huán)境，充分利用各種資源，考慮可持續(xù)建筑在使用壽命內(nèi)對環(huán)境的整體影響，從而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)建筑與環(huán)境的良性互動。

（2）室內(nèi)氣候：可持續(xù)建筑為居住者創(chuàng)造更加健康和舒適的室內(nèi)環(huán)境，保證充足的日照和新鮮空氣；使用的材料能夠提高生活舒適度、改善室內(nèi)氣候。

（3）能源：可持續(xù)建筑高效節(jié)能，所有能源均來自建筑本身的聚能系統(tǒng)和電網(wǎng)所收集的可再生能源。

2 未來建筑之路

整個設(shè)計過程中，設(shè)計團(tuán)隊對建筑的自然采光、能源、室內(nèi)氣候等進(jìn)行了詳細(xì)的系統(tǒng)性分析，依據(jù)設(shè)計圖紙，同時考慮太陽移動位置，對建筑的形狀、朝向與窗戶進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)計，確保每天乃至全年都能最大限度地利用日光和太陽能。通過以下幾種方式向人們展示了通往未來建筑之路：營造健康和舒適的室內(nèi)氣候；積極投身于環(huán)境保護(hù)；減少使用礦物燃料。

2.1 環(huán)境

太陽堡幼兒園是一座開放、透明的建筑，各功能區(qū)之間以及室內(nèi)與室外之間實(shí)現(xiàn)無縫過渡，其設(shè)計、選址和建設(shè)均設(shè)法與自然相融，努力拉近室內(nèi)與室外的距離（圖4）。建筑室外區(qū)域布置了典型的丹麥景觀，包括外面的沙灘區(qū)和草地（圖5）。孩子們在其中能夠?qū)W習(xí)如何與自然和諧相處，同時避免對環(huán)境造成破壞。

這里相當(dāng)于一個迷你小城鎮(zhèn)，里面包含著大街、小巷、小廣場及娛樂室。太陽堡幼兒園建筑平面呼應(yīng)了場地的三角形態(tài)（圖6），由3大區(qū)域組成（圖7、8）：小型活動區(qū)（與集體活動室相連）；大型活動區(qū)（與集體活動室和陽光房相連、通往戶外）；公共活動室和餐廳（設(shè)在建筑中部，方便進(jìn)出）。這是一個充滿樂趣、活力的新式托兒中心，建筑室內(nèi)氣候健康舒適，日照充足，空氣清新。

2.2 室內(nèi)氣候

健康的室內(nèi)氣候?qū)ν袃褐行暮蛯W(xué)校的重要性不言而喻，它有利于孩子的身體健康，提高學(xué)習(xí)能力，并減少疾病的發(fā)生。

異形坡屋頂為建筑提供了高低錯落的內(nèi)部空間，為確保最大限度地利用日光（圖9），坡屋頂上布置了多樘威盧克斯智能電控窗。智能電控窗具有自動開關(guān)及定時開啟等功能，可以保證室內(nèi)空氣流通良好（圖10）。室內(nèi)安裝了多種檢測探頭，智能控制系統(tǒng)會根據(jù)室內(nèi)溫度自動打開窗戶及換氣設(shè)備進(jìn)行循環(huán)，以保證室內(nèi)空氣清新。

當(dāng)陽光過于強(qiáng)烈時，室外遮陽簾可自動放下以遮擋過強(qiáng)的光線。日光通過東南及西南面的立窗以及頂部天窗照射進(jìn)室內(nèi)。這所“太陽堡”獲得的光照比現(xiàn)行建筑規(guī)范所要求的光照量高3.5倍。

（1）雖然開窗面積僅占建筑面積的28%，但是，起居室的平均采光系數(shù)可達(dá)7%，即使是房間最偏僻的角落，平均采光系數(shù)也能達(dá)到4%。

（2）窗戶安裝在最佳位置，優(yōu)化日光利用、保持室內(nèi)空氣充足。

（3）所有房間至少從兩個方向獲取日照，豎直的玻璃幕墻能夠確保85%的光線穿過窗戶。

（4）以自然通風(fēng)為主，可回收熱量的機(jī)械通風(fēng)為輔，加上室外的自動遮陽簾，確保舒適的室內(nèi)氣候。

圖4 幼兒園外的草坡

圖5 幼兒園外典型的丹麥景觀

圖6 場地平面

圖7 建筑鳥瞰模型

圖8 一層平面

圖9 異形坡屋頂

圖10 智能電控窗

（5）獨(dú)特的設(shè)計、適宜的房間大小和良好的消聲裝置使居住者免受噪音的打擾。

（6）為消除不良的室內(nèi)氣候影響，項目采用高品質(zhì)環(huán)保健康的建材。

此外，為保證良好的室內(nèi)氣候，防止室內(nèi)溫度過高，保持良好的自然通風(fēng)，根據(jù)室內(nèi)需要及天氣情況關(guān)閉或打開電燈以節(jié)約能源，設(shè)計師在屋頂設(shè)置了綜合氣象站，除記錄室外風(fēng)向、風(fēng)速、溫度及降雨外，還可以與每個房間里面安裝的多個傳感器聯(lián)動，時刻監(jiān)測溫度和CO2濃度水平，調(diào)節(jié)室內(nèi)健康氣候環(huán)境。

2.3 能源

太陽堡幼兒園的設(shè)計、朝向、建筑材料、窗戶及室內(nèi)氣候智能控制系統(tǒng)符合《丹麥2015年建筑法》（the Danish Building Regulations 2015）的要求，確保了建筑能源消耗等級為1級，這還不包括房屋本身利用可再生能源技術(shù)產(chǎn)生的能源。

幼兒園是一棟三角形建筑，朝南屋頂?shù)男倍缺缺毕虻母鼮閮A斜，可以最大限度地獲取太陽能。獨(dú)特的設(shè)計使“太陽堡”充分利用太陽能等可再生能源，實(shí)現(xiàn)能源自給，除了滿足自身消耗，還有盈余能源。陽光透過屋頂和立窗源源不斷地提供能源。冬天，陽光透過窗戶為房屋貢獻(xiàn)了所需的一半能源，太陽能和地源熱能綜合系統(tǒng)貢獻(xiàn)了房屋室內(nèi)采暖和熱水供應(yīng)所需的另外一半能源。朝南屋頂上50m2太陽能集熱板可直接收集太陽能用于室內(nèi)采暖和熱水供應(yīng)，250m2太陽能電池可將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，由于其獨(dú)特的設(shè)計，每年盈余能源達(dá)9kWh/m2，滿足了房屋及其控制系統(tǒng)和家電工作的能源需求（圖11、12）。

上述盈余能源量意味著，只需要40年時間，就可以抵消建筑使用的主要建材在生產(chǎn)時產(chǎn)生的碳排放。太陽堡幼兒園從建筑全生命周期角度，實(shí)現(xiàn)了碳中和（圖13）。

圖13 預(yù)計能源需求量及總生產(chǎn)量

3 建筑材料

圖14 建筑外立面木質(zhì)覆板

太陽堡幼兒園使用的建筑材料包括屋頂窗、立窗、太陽能和地?zé)崮芫C合系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)、覆層材料等。房屋立面的木質(zhì)覆板未經(jīng)任何貴金屬和溶劑浸漬（圖14）。太陽能集熱板和太陽能電池之間的屋頂覆有一層有機(jī)綠色景天屬植物，雨天時可吸收雨水（圖15）。

圖15 幼兒園屋頂?shù)木疤鞂僦参?/p>

這些經(jīng)過精挑細(xì)選的材料對人體和環(huán)境無害，從生產(chǎn)、建設(shè)、使用、一直到維修和廢棄處理，在使用年限期間始終符合可持續(xù)發(fā)展的要求。建筑表面、油漆等材料均被授予北歐“白天鵝”生態(tài)認(rèn)證標(biāo)志以及丹麥?zhǔn)覂?nèi)氣候標(biāo)簽（Danish Indoor Climate Label，DICL）。

4 結(jié)語

“主動式建筑”是一種應(yīng)對能源和氣候挑戰(zhàn)的前瞻性理念，即建筑開發(fā)應(yīng)重視低能源消耗、健康舒適的室內(nèi)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)具體的建筑特性和地區(qū)氣候條件之間的良性互動。萊恩斯太陽堡幼兒園遵循主動式建筑的原則，設(shè)計獨(dú)特，通過太陽能實(shí)現(xiàn)能源自給，是世界上第一個能夠產(chǎn)生能源的幼兒園，吸引了氣候、能源以及環(huán)境等領(lǐng)域?qū)＜业膹V泛關(guān)注。這座“太陽堡”將成為未來可持續(xù)發(fā)展的兒童保育中心，在這里，孩子們充分沐浴在日光與新鮮空氣中，享受健康環(huán)境下的生活并學(xué)習(xí)如何與自然環(huán)境相處（圖16）。

圖16 幼兒園孩子們的日常生活

項目信息

建筑公司：Christensen & Co Arkitekter

客戶/投資者：霍斯霍爾姆自治市、VVKR Holding A/S和Lions B?rnehuse城市：霍斯霍爾姆自治市（H?rsholm）

攝影師：亞當(dāng) · 馬克（Adam M?rk）

占地面積：1 300m2

國家：丹麥

竣工年：2011年

臧海燕，威盧克斯（中國）有限公司

郭成林，威盧克斯（中國）有限公司

趙金彥，威盧克斯（中國）有限公司

2016-07-12

THE ZERO-CARBON KINDERGARTEN IN DENMARK: LIONS SOLHUSET

Solhuset is a kindergarten which merges the quality of sustainable living with the daily activities for children. The design is based on the Active House principles. Daylight and a healthy indoor climate play a vital role in Solhuset. From the very beginning, the vision was to create a building with a positive impact on its surrounding environment and daily users. Solhuset shows the path to buildings of the future, by contributing to reducing the use of fossil fuels, providing a healthy and comfortable indoor climate and contributing positively to the environment and its surroundings.

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