美国7大超绿色政府建筑:海军33号大楼上榜(组图)

　　据国家地理杂志网站报道，这组照片展现的是7座“超绿色”的美国政府建筑，包括国家可再生能源实验室研究支持设施、建有纽约最大楼顶花园的摩根邮件处理设施、疾病控制预防中心总部以及海军第33号大楼在内的建筑纷纷榜上有名。

　　1.国家可再生能源实验室研究支持设施

国家可再生能源实验室研究支持设施（图片来源：Patrick H. Corkery, NREL）

　　美国政府清洁能源研究小组正在坐落于落基山山麓的国家可再生能源实验室研究支持设施内开展研究工作，他们的目标是展现更理想建筑的未来发展前景。由于科罗拉多州夜晚的空气和强烈的阳光帮助冷却、加热和照亮800多名工作人员所处的办公空间，耗资6400万美元的实验室研究支持设施的能耗只有典型办公大楼的一半。实验室负责人丹・阿维祖表示：“据我们所知，这是世界上能效最高的建筑。”

　　这座H形大楼座落于科罗拉多州的戈尔登，是美国联邦政府――美国最大的单一能源消费者――一项努力的前锋，旨在证明消耗极少量电量也能进行复杂多变的工作。除了国家可再生能源实验室研究支持设施外，其他一系列政府建筑也在提高能效方面取得不小成就，它们通过富有创造性的设计克服了令人头疼的障碍。

　　国家可再生能源实验室研究支持设施于6月投入使用，这里的工作人员负责分析美国有关太阳能、风能以及其他可再生能源的研究数据，以及在建筑物能耗研究方面取得的进步。此外，他们担负着将让相关技术实现商业化的这项艰巨任务。

　　H形研究支持大楼的长边面朝北方和南方，允许所能受到的光照实现最大化。玻璃窗内的凹面装置将阳光折向白色高反射天花板，光线在天花板发生的漫反射能够为所有办公空间提供照明。天花板上装有42英里（约合68公里）长的塑料管，夏季时负责冷却水循环，冬季则负责将水加热。辐射冷却和加热从室外环境获得巨大帮助，窗户打开可让夜晚的冷空气进入，起到冷却作用，风扇利用排气式太阳能集热墙在白天吸收的空气又可起到加热作用。

　　太阳能集热墙是一项由再生能源实验室的科学家研发的革新技术。在日照情况下，暗色穿孔金属板捕获的太阳能足以将空气加热9摄氏度。厚重的混凝土墙和富有创造性的一层下方的地下“热量迷宫”或者说低矮的管道夹层可帮助调节室内温度。

　　研究支持大楼在美国绿色建筑委员会的LEED（领先能源与环境设计建筑的英文缩写）认证体系中获得最高分，有望在2010年末获得白金评级。国家可再生能源实验室高级工程师奥托・范・格特表示，这座建筑应该被视为成熟技术使用的一次“进化”，而不是一座独一无二的革命性设施。他说：“所采用的所有策略都具有极高的可复制性，其中很多技术适用于所有建筑和所有地址位置。”

　　2.一座长有会呼吸皮肤的办公大楼

一座长有会呼吸皮肤的办公大楼（图片来源：Lee Foster, Alamy）

　　一座建筑的外壳通常被称之为“建筑物围层”，但这座“苗条”的18层联邦办公大楼（座落于旧金山市区的梅森大街和第七大街）的设计者并没有采用这种传统方式，而是用一层暴露于室外环境的“活皮肤”包围这一空间。湾区常年温度在9摄氏度至18摄氏度之间，是采用自然通风方式的理想之所。从建筑西北侧窗户吹过来的穿堂风和东南侧的玻璃幕墙能够冷却大约70%的空间，为1700名联邦雇员提供舒适的办公环境。自2007年以来，他们便在这座办公大楼工作。

　　这座会呼吸的建筑由美国联邦政府总务管理局负责管理，其公共建筑部门专员鲍勃・派克现在仍记得在克林顿政府执政末期最初提出这一设计想法时的情形。他说：“建筑师说他们设计了一座建筑，绝大多楼楼层都无需安装空调，听到这些话，我们所有人都呆住了。过了几秒钟，我们心里便想‘他们为什么要在旧金山装空调？我们到底在想什么？’。”

　　美国能源部的劳伦斯・伯克利国家实验室负责对建筑物的自然通风进行建模，其建筑技术专家菲利普・哈维斯表示，旧金山的这座建筑采取的夜间对建筑结构进行预冷却的方式也适用于其他气候条件。虽然自然通风本身无法满足夜间温度并不是很低的潮湿地区的需要，但我们还是有必要提高这种被动式冷却方式所占的比重。他说：“在设计房屋和办公大楼之初，我们应该做到谨慎并且深谋远虑。在美国的很多气候条件下，我们可以降低传统空调的能耗甚至消除空调的使用。” 自然通风可将这个耗资1.44亿美元的建筑项目的冷却成本降低86%，估计每年可节省50万美元运营成本。

　　3.纽约最大楼顶公园

纽约最大楼顶公园（图片来源：Gerald Merna, USPS）

　　曼哈顿市中心没有太多地方可用于建造一座占地2.5英亩（约合1公顷）的公园，在一座7层办公大楼的楼顶，美国邮政服务公司找到了这样的地方。每天，这座办公大楼的工作人员要为纽约市民处理和分类1200万封邮件。2009年，这个纽约市的最大绿色屋顶――位于第九大道和第三十大街的摩根邮件处理设施的楼顶――正式开放。

　　这座楼顶公园设有大量长椅和一道艺术墙并栽种了本土耐旱多年生植物，负责为1800名工作人员的办公空间降温，他们每天要处理曼哈顿和布朗克斯寄出的大量信件和邮包。对于拥有巨大办公空间的城市设施而言，空调费用是一项主要成本。因此，在2007年改造黑色沥青屋顶时，邮政服务公司开始探索各种方式，以降低表面温度，最后决定在楼顶建造一座公园。这座办公楼的楼顶能够承受大量土壤和植被的重量，建公园这一想法让整座大楼在很多方面受益。

　　绿色屋顶的设计寿命为50年，是沥青屋顶的两倍。公园植被――包括珊瑚毯、ground covers、John Creech等耐旱地被植物――可以吸收降雨。邮政服务公司表示，夏季时，这些植被可将流入纽约排水系统的径流量减少75%，冬季时则可达到40%。此外，邮政服务公司还可以将旧屋顶的90%进行回收再利用。

　　邮政服务公司最初估计，耗资400万美元的绿色屋顶每年可节省3万美元的能源成本，官员们最近表示摩根邮政设施的能源成本实际上降低了一半，每年节省100万美元资金。这不仅要归功于绿色屋顶，同时也归功于针对这座建于1933年的建筑的能量外漏情况进行的一系列改进，其中包括替换1600个旧窗口。

　　摩根邮政设施以埃德温・摩根的名字命名，他曾经是纽约的一名邮递员，后来曾在西奥多・罗斯福执政时期担任纽约邮政总局局长。随着邮政服务公司首个绿色屋顶的浮出水面，这座地标性建筑在美国邮政史上留下浓重一笔，除了绿色屋顶外，美国还将启动大量项目，用于大幅降低全美邮政系统的能耗。根据计划，美国邮件处理和邮寄的能耗将在2015年之前降低30%以上。

　　邮政服务公司在摩根邮政设施实施了一项为期两年的监视计划，用于测试绿色屋顶对这座建筑以及周围地区，也就是切尔西边缘区域的影响。邮政服务公司可持续部门副总裁山姆・普尔克拉诺表示：“我们一直希望能够遏制曼哈顿的热岛效应。”

　　4.疾病控制预防中心总部

疾病控制预防中心总部

　　美国政府的疾病控制与预防中心总部坐落于一片绿地，绿地环绕12层弧形亚特兰大塔，里面散布着一条条步行小道。这一设计不仅可以吸引人们前来健身，同时也能节省能源。疾病控制与预防中心的总部耗资1.15亿美元，于2006年投入使用。在设计上，这座建筑可减弱这座炎热南部城市不断加剧的热岛效应。绿树成荫的小道和具有渗透性的铺路材料，窗户上的遮光剂以及反射性屋顶材料均可减弱佐治亚州的阳光，为工作在这里的1000多名工作人员提供舒适的工作环境。此外，屋顶上还安装了一个热传导能量回收系统，可在夏季时冷却进入大楼的空气，冬季时对空气进行加热。

　　亚特兰大建筑公司tvsdesign项目经理米卡赫・罗森表示：“这一项目的成功关键就是进行全方位的设计。”这座建筑采用低反射率玻璃，内外均涂有极薄的金属涂层，用于吸收阳光和隔热。圆形铝材料幕墙让照射进大楼的光线实现最大化，当自然光线足以满足工作需要时，室内的光线管理系统便会减弱电灯光线的强度

　　这座建筑以参议员阿伦・斯佩克特的名字命名，他最初是宾夕法尼亚州的共和党人，后成为民主党人，曾担任疾病控制与预防中心预算小组委员会的主席。“9・11”恐怖袭击事件发生后，这座建筑配备了一个大型紧急行动中心。项目预算包括土地成本，设计建造费用以及尝运营和设备费用。即使将疾病控制与预防中心应对任何公共健康危机――例如炭疽热恐慌和流感爆发――所需要的技术考虑在内，中心总部的能效也要比典型办公大楼高出20%。

　　5.海军第33号大楼

海军第33号大楼（图片来源：Naval Facilities Engineering Command）

　　美国海军在建造绿色建筑方面的第一次尝试是对华盛顿特区阿那卡斯提亚河附近的一座建筑进行改造，这是一个雄心勃勃的项目。在设计上，这座建于内战爆发前10年的建筑最初充当一个生产车间。1998年，海军设施工程司令部（NAVFAC）的建筑工程师和设计师对这座建筑进行了改造，完工后将其作为自己的“根据地”。这是一座平淡无奇的军队风格建筑，坐落于华盛顿海军船舶厂，被称之为“第33号大楼”。它采用红砖结构，被誉为在设法提高历史遗留建筑能效方面的典范。

　　由于不能对建筑的外部做出任何改变，海军方面必须采取大量措施，保持其原有特征。改造过程中，他们要与首都华盛顿无数负责文物保护的部门打交道。所有陈旧但通风良好的单层窗户必须完整地保留下来。为了做到这一点，海军方面创造了一种“超级窗户效应”，方法是在现有窗户内侧安装双层中空玻璃。

　　由于最初是一家45英尺（约合14米）高的开敞式工厂，后来又充当一个仓库，巨大的空间很适于建造一个“楼中楼”。在现有的外壳内部，海军建造了一座4层建筑，采用新型保温墙体和屋顶组合件。现在，这座建筑为大约400人提供办公空间，此外还建有一间图书馆、储藏室和机械室。

　　海军设施工程司令部总工程师办公室的高级建筑师迈克尔・查普曼表示，所有的挑战都是值得的。他说：“利用陈旧的建筑是最绿色的方式。”所有具有可持续性的建筑设计成本估计在这项耗资2100万美元的建筑项目中只占8.5万美元，每年估计可节约5.8万美元能源，不到两年便可收回成本。

　　6.沙漠中的冷却塔

沙漠中的冷却塔（图片来源：NREL）

　　在犹他州沙漠南部一个狭窄细长的峡谷，美国国家公园管理局打造的绿色建筑与独特的自然环境巧妙融合在一起。在犹他州斯普林戴尔的锡安国家公园，砂岩悬崖的颜色随坡度发生变化，从奶油色变成粉红色，再变成红色，映衬着无云的蓝色天空；两座2000年投入使用的下向通风冷却塔在游客中心拔地而起。

　　沙漠的高温将泵入塔顶蜂巢式结构的水蒸发，蒸发产生的冷却空气因其自身重量在塔内下降，最终流入建筑。整个过程无需使用风扇。这一建筑设计兼顾了自然景色和冷却质量。美国能源部国家可再生能源实验室与公园管理局合作进行了冷却塔的建筑，实验室主要负责人保罗・托塞里尼表示：“我们一开始就考虑到当地的气候条件。走进峡谷，你会发现大量水从峡谷壁上流下来，水分的蒸发起到了冷却作用。”

　　当地的冬季温度在零下6.6摄氏度至15.5摄氏度之间，为了帮助供暖，建造者修建了一道厚厚的黑色特朗布壁，朝向太阳。这种太阳能吸热壁以法国建筑师费利克斯・特朗布的名字命名，正是他普及了这种被动太阳能吸收技术。随着建筑物温度降低，特朗布壁会释放吸收的热量，负责在夜间为建筑物供暖。如果需要的话，游客中心还可以使用供暖电器。此外，辐射顶板也可以起到供暖作用。所有系统可让整座建筑的能耗只相当于使用典型供暖和冷却系统的不到10%，每年可节省1.6万美元。

　　锡安国家公园每年的游客人数超过250万，在配套交通设施的帮助下，游客采取的出行方式发生了根本性改变。在此之前，一个夏日迎来的私家车数量通常超过3000辆，汽车长龙从两车道公路一直延伸到只有400个停车位的停车场。交通拥堵不仅影响了游客的游览心情，同时也威胁到峡谷内野生动植物的生存。在峡谷3个独立生态系统的交汇点，共生活着900种只在犹他州发现的植物物种。

　　公园的新班车系统使用清洁燃料丙烷。项目总投资2400万美元，包括购买30辆巴士和建造一座巴士维护中心的成本。托塞里尼表示，节能设计与建筑本身融为一体，成本与典型的游客中心相当。

　　7.南方特色的可持续建筑

南方特色的可持续建筑（图片来源：U.S. Department of Energy）

　　佛罗里达州的萨比纳岛建有美国环境保护局的一座建筑，长长的门前走廊让人们产生一种错觉，误以为这座低矮的白色建筑坐落于一家南方种植园。实际上，这是一座计算与地理空间学研究实验室，走廊只是众多节能设计中的一个。

　　这座建筑于2008年投入使用，环境保护局海湾生态学部门的20多名科学家在这里工作，研究人类活动对海洋、港湾和湿地生态系统的影响。他们帮助制定策略，降低环境中的有毒化学物质数量。由于建模工作需要使用消耗大量电量的计算机系统，环境保护局通过降低冷却和照明等其他方面的能耗让整座建筑的能效实现最大化。

　　光线的颜色和巨大的走廊可帮助热量发生偏斜。实验室装有大量窗户和天窗，可减少对人工照明的依赖程度。但在这样一座位于佛罗里达州锅柄状突出地带的堰洲岛，使用玻璃将面临不小挑战。2004年，伊凡飓风横扫佛罗里达海湾沿岸，摧毁了计算与地理空间学研究实验室所在地区的6座建筑。这一地区面积 16英亩（约合96亩），当时共有40座建筑。为了抵御飓风，很多窗户都安装了抗撞玻璃，屋顶也主要采用铝材料，因为传统的木瓦容易在遭遇热带风暴时松动。

　　节约用水同样是设计这座建筑时考虑的一个重要因素。实验室的小便池和马桶均使用百分百的循环水，由屋顶的雨水塔收集。凭借一系列节能设计，这座建筑获得美国绿色建筑委员会LEED银奖认证。环境保护局海湾生态系统部门的设施负责人克莱・比彻尔表示：“我认为在可持续方面作出努力非常重要，这能够反映出我们的态度。我们都要为此付诸行动。”