丹麦零碳幼儿园——莱恩斯太阳堡幼儿园

臧海燕 郭成林 赵金彦 / ZANG Haiyan, GUO Chenglin, ZHAO Jinyan

丹麦零碳幼儿园
——莱恩斯太阳堡幼儿园

臧海燕 郭成林 赵金彦 / ZANG Haiyan, GUO Chenglin, ZHAO Jinyan

莱恩斯太阳堡幼儿园是一个可以让孩子们在健康的环境中享受快乐生活的幼儿园。该项目依据主动式建筑（Active House）的原则进行设计与建造，其中，自然采光和健康的室内气候扮演了至关重要的角色。在设计之初，该项目的愿景就是创造一个可以为周边环境和日常使用者带来积极影响的建筑。通过以下几种方式，莱恩斯太阳堡幼儿园向世人展示了通往未来建筑之路：减少使用矿物燃料；营造健康和舒适的室内气候；积极投身于环境保护。

太阳堡 主动式建筑 环境 室内气候 能源

2011年2月，丹麦最环保的零碳综合型幼儿园——莱恩斯太阳堡（Lions Solhuset）幼儿园正式开放。该幼儿园坐落于哥本哈根以北30km的霍斯霍尔姆自治市（Hørsholm Kommune），可容纳约100名儿童和30名员工，充足的阳光和新鲜的空气，让孩子们能够在健康的环境中享受充满乐趣的生活（图1、2）。

太阳堡幼儿园由VKR Holding A/S（VKR控股公司，威卢克斯集团母公司）及其战略合作伙伴霍斯霍尔姆自治市政府和莱恩斯幼儿园（Lions Børnehuse）共同研发设计，并由赫勒乌普（Hellerup Byg A/S）、克里斯滕森（Christensen & Co Arkitekter A/S）以及冉博尔（Rambøll A/S） 3家建筑公司倾力打造。

1 目标与愿景

健康的室内气候有利于孩子的身体健康，能帮助他们提高学习能力，并减少疾病的发生。莱恩斯太阳堡幼儿园希望为未来可持续发展的儿童保育机构树立新的标准，坚持 “Active House”（主动式建筑）的原则，努力为孩子、大人和环境带来更多福音。

“主动式建筑”原则，就是要在不破坏环境的前提下，为用户创造健康和舒适的生活空间，实现“给予比获得更多”的愿景。它注重室内外环境以及可再生能源，为未来可持续发展建筑建立了新的框架，致力于促进人体健康，提高生活幸福感。

主动式建筑主要从以下3个方面进行评估（图3）。

图3 环境、室内气候与能源三者的关系

（1）环境：融入当地环境，充分利用各种资源，考虑可持续建筑在使用寿命内对环境的整体影响，从而实现可持续建筑与环境的良性互动。

（2）室内气候：可持续建筑为居住者创造更加健康和舒适的室内环境，保证充足的日照和新鲜空气；使用的材料能够提高生活舒适度、改善室内气候。

（3）能源：可持续建筑高效节能，所有能源均来自建筑本身的聚能系统和电网所收集的可再生能源。

2 未来建筑之路

整个设计过程中，设计团队对建筑的自然采光、能源、室内气候等进行了详细的系统性分析，依据设计图纸，同时考虑太阳移动位置，对建筑的形状、朝向与窗户进行最优化设计，确保每天乃至全年都能最大限度地利用日光和太阳能。通过以下几种方式向人们展示了通往未来建筑之路：营造健康和舒适的室内气候；积极投身于环境保护；减少使用矿物燃料。

2.1 环境

太阳堡幼儿园是一座开放、透明的建筑，各功能区之间以及室内与室外之间实现无缝过渡，其设计、选址和建设均设法与自然相融，努力拉近室内与室外的距离（图4）。建筑室外区域布置了典型的丹麦景观，包括外面的沙滩区和草地（图5）。孩子们在其中能够学习如何与自然和谐相处，同时避免对环境造成破坏。

这里相当于一个迷你小城镇，里面包含着大街、小巷、小广场及娱乐室。太阳堡幼儿园建筑平面呼应了场地的三角形态（图6），由3大区域组成（图7、8）：小型活动区（与集体活动室相连）；大型活动区（与集体活动室和阳光房相连、通往户外）；公共活动室和餐厅（设在建筑中部，方便进出）。这是一个充满乐趣、活力的新式托儿中心，建筑室内气候健康舒适，日照充足，空气清新。

2.2 室内气候

健康的室内气候对托儿中心和学校的重要性不言而喻，它有利于孩子的身体健康，提高学习能力，并减少疾病的发生。

异形坡屋顶为建筑提供了高低错落的内部空间，为确保最大限度地利用日光（图9），坡屋顶上布置了多樘威卢克斯智能电控窗。智能电控窗具有自动开关及定时开启等功能，可以保证室内空气流通良好（图10）。室内安装了多种检测探头，智能控制系统会根据室内温度自动打开窗户及换气设备进行循环，以保证室内空气清新。

当阳光过于强烈时，室外遮阳帘可自动放下以遮挡过强的光线。日光通过东南及西南面的立窗以及顶部天窗照射进室内。这所“太阳堡”获得的光照比现行建筑规范所要求的光照量高3.5倍。

（1）虽然开窗面积仅占建筑面积的28%，但是，起居室的平均采光系数可达7%，即使是房间最偏僻的角落，平均采光系数也能达到4%。

（2）窗户安装在最佳位置，优化日光利用、保持室内空气充足。

（3）所有房间至少从两个方向获取日照，竖直的玻璃幕墙能够确保85%的光线穿过窗户。

（4）以自然通风为主，可回收热量的机械通风为辅，加上室外的自动遮阳帘，确保舒适的室内气候。

图4 幼儿园外的草坡

图5 幼儿园外典型的丹麦景观

图6 场地平面

图7 建筑鸟瞰模型

图8 一层平面

图9 异形坡屋顶

图10 智能电控窗

（5）独特的设计、适宜的房间大小和良好的消声装置使居住者免受噪音的打扰。

（6）为消除不良的室内气候影响，项目采用高品质环保健康的建材。

此外，为保证良好的室内气候，防止室内温度过高，保持良好的自然通风，根据室内需要及天气情况关闭或打开电灯以节约能源，设计师在屋顶设置了综合气象站，除记录室外风向、风速、温度及降雨外，还可以与每个房间里面安装的多个传感器联动，时刻监测温度和CO2浓度水平，调节室内健康气候环境。

2.3 能源

太阳堡幼儿园的设计、朝向、建筑材料、窗户及室内气候智能控制系统符合《丹麦2015年建筑法》（the Danish Building Regulations 2015）的要求，确保了建筑能源消耗等级为1级，这还不包括房屋本身利用可再生能源技术产生的能源。

幼儿园是一栋三角形建筑，朝南屋顶的斜度比北向的更为倾斜，可以最大限度地获取太阳能。独特的设计使“太阳堡”充分利用太阳能等可再生能源，实现能源自给，除了满足自身消耗，还有盈余能源。阳光透过屋顶和立窗源源不断地提供能源。冬天，阳光透过窗户为房屋贡献了所需的一半能源，太阳能和地源热能综合系统贡献了房屋室内采暖和热水供应所需的另外一半能源。朝南屋顶上50m2太阳能集热板可直接收集太阳能用于室内采暖和热水供应，250m2太阳能电池可将太阳能转换为电能，由于其独特的设计，每年盈余能源达9kWh/m2，满足了房屋及其控制系统和家电工作的能源需求（图11、12）。

上述盈余能源量意味着，只需要40年时间，就可以抵消建筑使用的主要建材在生产时产生的碳排放。太阳堡幼儿园从建筑全生命周期角度，实现了碳中和（图13）。

图13 预计能源需求量及总生产量

3 建筑材料

图14 建筑外立面木质覆板

太阳堡幼儿园使用的建筑材料包括屋顶窗、立窗、太阳能和地热能综合系统、智能控制系统、自然通风和机械通风系统、覆层材料等。房屋立面的木质覆板未经任何贵金属和溶剂浸渍（图14）。太阳能集热板和太阳能电池之间的屋顶覆有一层有机绿色景天属植物，雨天时可吸收雨水（图15）。

图15 幼儿园屋顶的景天属植物

这些经过精挑细选的材料对人体和环境无害，从生产、建设、使用、一直到维修和废弃处理，在使用年限期间始终符合可持续发展的要求。建筑表面、油漆等材料均被授予北欧“白天鹅”生态认证标志以及丹麦室内气候标签（Danish Indoor Climate Label，DICL）。

4 结语

“主动式建筑”是一种应对能源和气候挑战的前瞻性理念，即建筑开发应重视低能源消耗、健康舒适的室内环境，实现具体的建筑特性和地区气候条件之间的良性互动。莱恩斯太阳堡幼儿园遵循主动式建筑的原则，设计独特，通过太阳能实现能源自给，是世界上第一个能够产生能源的幼儿园，吸引了气候、能源以及环境等领域专家的广泛关注。这座“太阳堡”将成为未来可持续发展的儿童保育中心，在这里，孩子们充分沐浴在日光与新鲜空气中，享受健康环境下的生活并学习如何与自然环境相处（图16）。

图16 幼儿园孩子们的日常生活

项目信息

建筑公司：Christensen & Co Arkitekter

客户/投资者：霍斯霍尔姆自治市、VVKR Holding A/S和Lions Børnehuse城市：霍斯霍尔姆自治市（Hørsholm）

摄影师：亚当 · 马克（Adam Mørk）

占地面积：1 300m2

国家：丹麦

竣工年：2011年

臧海燕，威卢克斯（中国）有限公司

郭成林，威卢克斯（中国）有限公司

赵金彦，威卢克斯（中国）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.

Solhuset, Active House, Environment, Indoor Climate, Energy