互动科普

在世博会“一轴四馆”等重要场馆建设上，采用了太阳能建筑一体化、半导体照明、江水（地）源热泵、阳光引入、自然通风和雨水收集利用等一批生态环保技术。主要场馆的太阳能利用规模达4.6兆瓦，其中主题馆为整个亚洲单体太阳能使用之最；节能LED灯具总量在6万～8万盏之间，占所有景观照明灯具的60%以上；江水源热泵机组总装机容量为7.5万千瓦，与空气源热泵相比可节省30%～40%的运行费用；城市最佳实践区“沪上生态家”综合节能60%以上，全年二氧化碳减排140吨。

“一轴四馆”：上海世博会的永恒记忆

作为2010年上海世博会的五大永久性建筑，“一轴四馆”是世博园区的标志性项目，世博轴是世博园内最大的单体结构，集商业、交通等功能于一体；中国馆位于世博会规划核心区，是“一轴四馆”的制高点；主题馆为目前亚洲最大的大跨无柱钢结构建筑，承担演绎、展示世博主题的重任；世博中心广泛应用新能源、新技术、新材料，是世博会运营管理的主要工作场所；飞碟状造型的世博文化中心是一座艺术与科技融合的“绿色生态建筑”。

世博轴及地下综合体（简称世博轴）是中国2010年上海世博会的主入口和主轴线，由地面高架平台和二层地下空间组成，长约1000米，宽110米，占地面积约13万平方米，总建筑面积约24.8万平方米，是集商业、餐饮、娱乐、会展等服务于一体的大型商业、交通综合体，也是世博园内最大的单体结构。

世博轴屋顶沿纵向设置的“阳光谷”为6个从屋顶贯通至地下二层的极具视觉冲击力的巨型圆锥状玻璃幕墙。整个建筑像一朵玻璃的喇叭花从地下悄然绽放，晶莹剔透。世博会期间，每个“阳光谷”内部都以一种自然资源（火焰、树木、大地、水、金属和大气）为主题，通过庭院表达，体现自然与技术的交融。除视觉美感之外，“阳光谷”还蕴藏着重要的科技理念—营造舒适的“绿色地下空间”。自然光透过“阳光谷”倾泻而下，满足部分地下空间的采光，实现主动采光，减少了照明能耗；新鲜空气通过“阳光谷”运送至地下，实现自然通风；雨水顺着锥状玻璃幕墙，汇集流入地下蓄水池，经过处理后用于“阳光谷”两侧下沉式花园的灌溉、厕所冲洗等，实现雨水的再利用。

中国馆由建筑面积2万平方米的中国国家馆、3万平方米的中国地区馆以及0.3万平方米的港澳台馆３部分组成。中国馆的建筑特色主要体现在斗冠部分层层出挑的自遮阳造型，夏天大大减少热量进入室内，降低降温能耗；采用超白透明玻璃，加大透光率，减少玻璃对周边环境产生的反射污染；采用被动式节能技术为地区馆提供冬季保温和夏季通风；地区馆屋顶的“中国馆园”运用生态农业景观等技术有效实现隔热；制冰技术的应用将大大降低用电负荷；屋顶、外墙装有太阳能电池，在实现中国馆照明用电自给的同时，展示了人类未来能源的发展趋势；在屋顶上设有雨水收集系统以实现雨水的循环利用，利用天然的雨水进行绿化浇灌、道路冲洗。

主题馆总建筑面积12.9万平方米，其中地上8万平方米，地下4.9万平方米，建筑高度约27.7米，承担着演绎、展示世博主题的重任。主题馆的设计方案既突出反映了上海城市肌理的特征、城市生活的记忆空间和上海令人陶醉的城市印象，还考虑了外墙与屋面的保温与隔热、屋面通风与采光等各项建筑要素，堪称绿色、节能、环保的世博场馆。

主题馆表面大面积铺设太阳能板，采用并网发电方式运行，2.8兆瓦的装机容量创国内单体面积太阳能屋顶之最。太阳能板面积达3万多平方米，年发电量可达280万度。每年减少二氧化碳排放量约2800吨，相当于每年节约标准煤1000多吨。

主题馆东西立面设置垂直生态绿化墙面，面积达5000平方米，为目前世界最大的生态墙。夏季，可利用绿化隔热外墙阻隔辐射，并使外墙表面附近的空气温度降低，降低传导；冬季，既不影响墙面得到太阳辐射热，同时可形成保温层，使风速降低，延长外墙的使用寿命。数据显示，夏季，生态墙外墙温度比常规玻璃幕墙低2℃，展厅内温度比常规玻璃幕墙低5℃，能耗比常规玻璃幕墙降低40%左右。

世博中心总建筑面积14.2万平方米，采用全钢结构，这是我国惟一一座按照中国三星标准和美国LEED金奖双重控制执行的建筑面积最大的“绿色低碳公共建筑”，是世博会有史以来第一个申请美国LEED金奖的建筑。

日照充分的世博中心南立面，采用了充有惰性气体的双层玻璃幕墙，遮阳、保温效果显著。低温送风、江水源、冰蓄冷、水蓄冷等系统的设计应用，大大降低了空调的运行能量。自然采光、半导体照明及显示技术的运用，避免世博中心成为“用电老虎”。大面积的屋顶绿化、室内大量绿色植物的引种、可再生建筑材料的使用等，进一步提升了整个建筑的“绿色程度”。

世博中心的总能耗低于国家节能标准规定值的80%，建筑节能率62.8%，预计每年可节约2160吨标准煤。

世博文化中心总建筑面积8万平方米，造型呈飞碟状，建筑整体注重内部功能与外部形式的完美统一，设计上尽量采用创新建筑技术，体现节能环保理念。世博文化中心采用了光电幕墙系统、江水源冷却系统、气动垃圾回收系统、空调凝结水与屋面雨水收集系统、程控绿地节水灌溉系统等多项环保节能技术，注重可再生材料的使用。文化中心大面积采用LED新型光源进行屋盖照明，发光效率高，耗电量少。采用冰蓄冷空调技术减少主机装机容量，夜间制冰蓄冷，移峰填谷，节能运行，部分空调设置热回收装置充分利用排风中的热能。绿色生态的建筑基座、节能环保的建筑表皮等处理手法使中心融于滨江公园自然的形态之中，体现出和谐共生的设计理念与“城市，让生活更美好”的世博主题。

俯瞰世博轴

沪上生态家：憧憬未来的城市之家

为了更好地演绎“城市，让生活更美好”主题，上海世博会特别设置了“城市最佳实践区”，这在世博会历史上是一个创举。“城市最佳实践区”集中展示了全球有代表性城市为提高城市生活质量所进行的各种最佳实践。作为城市最佳实践区惟一的东道主参展案例，“沪上生态家”代表了上海生态建筑的最高水平。

“沪上生态家”遵循“天和——节能减排、环境共生，地和——因地制宜、本土特色，人和——以人为本、健康舒适，乐活——健康可持续价值观”的案例主题，呼应“城市，让生活更美好”的主题，着重诠释“关注环保节能，倡导乐活人生”的全新生态居住理念。

“沪上生态家”运用70%的既有成熟技术和30%未来前瞻技术示范来体现生态建筑的技术亮点，主要采用绿色、环保、节能、低碳手法等生态技术，内容包括太阳能一体化建筑技术、天然采光和LED照明技术、雨污水综合利用技术、智能集成管理中心、自然通风技术、夏热冬冷地区节能体系、浅层地热利用技术，以及热湿独立空调系统等。

15千瓦非晶硅薄膜光伏发电系统可为家庭提供50%以上的日常用电，集太阳能热水及开槽绿化于一体的PC阳台可满足生活热水需求并营造舒适视野；燃料电池复合能源系统可为家庭提供发电、空调、热水等多种用途；将城市排污变废为宝，中水、雨水等非传统水源再生利用可为住户提供60%的生活用水；建筑内隔墙系统100%采用长江淤泥、电厂脱硫石膏、废弃纸张等固废垃圾再生的材料加工制作。

南市电厂：老厂房“变身”城市未来馆

南市发电厂始建于1897年，是中国人自主经营的最早的、影响较大的民族电力企业。为配合落实上海市节能减排要求和世博园区建设，2007年9月，南市电厂正式关停，将其综合改建成了世博园区内的区域能源中心和环境信息展示中心。

南市发电厂的综合改造以节能减排、绿色环保为目标，综合采用了主动式节能技术、被动式节能技术、新能源应用技术、智能监控技术等多项节能措施，以实现最低的建筑能耗和最佳的环境效益。通过对南市发电厂既有建筑的改造，太阳能发电技术和江水源热泵技术等的应用，以及绿色建材的大规模使用等，有效避免了大量建筑垃圾的产生，有助于提升城市的空气质量和创建美好的人居环境。

（本文发表于《科学世界》2010年第7期）