LightActive House位于德國漢堡威廉斯堡區(qū)，改造前的建筑Katenweg 14號是有著55年歷史的傳統(tǒng)半獨(dú)立式住宅，現(xiàn)在，它已經(jīng)是一棟全新的、現(xiàn)代的碳中和示范建筑。LightActive House是基于實(shí)現(xiàn)零碳排放目標(biāo)而改建的，目的是利用最少的技術(shù)為用戶提供愉快健康的室內(nèi)氣候環(huán)境。

Katenweg 14號住宅建于1950年代，居住著兩個家庭，是當(dāng)代住宅建設(shè)計劃的典型代表：一層半樓面，三角形屋頂，接近方形的平面布局；在山墻一側(cè)，兩戶共用墻壁，另外一側(cè)向外延伸，建有雜物間、廁所和洗滌室。整個建筑占地面積約1100平米，住戶可以在房屋前種植水果和蔬菜。與室外的大片土地相比，住宅的室內(nèi)空間顯得狹窄昏暗，顯然，改造設(shè)計不僅要解決老建筑的能源消耗問題，更要明顯改善室內(nèi)空間的有效利用和日光照明的需求。

1.建筑設(shè)計

項(xiàng)目于2010年春正式動工，改建之前對原有地塊進(jìn)行了重新劃分，并按適當(dāng)比例進(jìn)行了部分?jǐn)U建；老建筑的基本結(jié)構(gòu)大部分得到了保留，原來的附屬建筑被徹底改造；庭院被劃分為休閑娛樂和菜園兩個區(qū)，這個新分區(qū)大大增加了起居空間和建筑的有效使用面積，同時，在整個能源概念設(shè)計中擔(dān)負(fù)著中心角色。

改造設(shè)計保持了原有建筑的基本結(jié)構(gòu)，同時采用了模塊化延伸模式。模塊改造有多種實(shí)現(xiàn)方式，可以根據(jù)個人的經(jīng)濟(jì)能力、能耗計劃和面積擴(kuò)建需求，對房間自由設(shè)計和延伸，所不同的只是面積大小、材質(zhì)和建筑技術(shù)等問題。

安裝于屋頂?shù)奶柲軇恿ξ蓓敶巴高^新建的垂直開放式空間將自然光引入室內(nèi)，使住戶在一天之內(nèi)能夠體驗(yàn)不同的光照效果；樓梯像家具一樣擺放在中心區(qū)域，一扇面對花園寬約5m的玻璃幕墻讓居住空間的視野更加開闊；大尺寸的起居空間和窗體將新建筑與周圍環(huán)境聯(lián)系起來，改造后，建筑總的窗體面積從過去的18平米增加到了60平米。

新建的附屬建筑取代了過去的配房，由預(yù)制木質(zhì)框架結(jié)構(gòu)支撐，通過門廊與原有建筑相連。附屬建筑內(nèi)部，被設(shè)計成一個開放式空間，起居室、廚房、餐廳等區(qū)域由不同家劃分而成。在這個新建的長方形建筑西端，設(shè)有敞開式車庫，東端是一個有頂棚的戶外區(qū)域，方便用戶進(jìn)出花園。

2.能源概念設(shè)計

未來建筑應(yīng)該為用戶創(chuàng)造更加健康、舒適的生活環(huán)境，同時又不會對氣候造成負(fù)面影響。因此，LightActive House致力于利用再生能源自主提供全部所需能源。

為滿足《德國節(jié)能法案》（German energy-savings directive, EnEV）規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計在建筑原有的石灰石外墻上增加了保溫絕緣層，現(xiàn)代幕墻代替了老式窗戶，新型預(yù)制屋頂結(jié)構(gòu)完全取代了過去的屋頂。

由太陽能集熱器驅(qū)動的氣水兩用泵是該建筑所有技術(shù)設(shè)備的核心組件，整個系統(tǒng)全年都依靠太陽熱能和區(qū)域性供暖提供熱源。安裝于屋頂上的太陽能光伏電池板彌補(bǔ)了熱泵和所有家用電器的能源消耗。獨(dú)特的太陽能動力電控窗系統(tǒng)讓所有房間實(shí)現(xiàn)了自然通風(fēng)，完全無需采用機(jī)械空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。在LightActive House的前院，安裝的儲水池可收集雨水，為衛(wèi)生間、院落清洗和洗衣機(jī)提供水源，因此，水的消耗也得到了大幅降低。

一般情況下，老建筑改造過程中安裝新設(shè)備會面臨許多復(fù)雜問題，LightActive House很難使用熱力回收系統(tǒng)或者機(jī)械空氣調(diào)節(jié)設(shè)備，建筑師從能耗效率方面考慮，最終選擇安裝“太陽能動力智能天窗”進(jìn)行自然通風(fēng)控制。太陽能動力智能窗系統(tǒng)可以根據(jù)室內(nèi)外溫度、二氧化碳濃度以及空氣濕度自動打開和關(guān)閉窗戶，通風(fēng)過程充分利用自然因素。窗戶打開后，建筑承受的風(fēng)壓和室內(nèi)外的溫度差，確保了通風(fēng)過程的實(shí)現(xiàn)。窗體安裝位置及高度的不同可強(qiáng)化溫度差異，導(dǎo)致煙囪效應(yīng)的形成，利用溫度升高時污濁空氣會主動上升這一原理，使污濁的空氣通過屋頂窗散發(fā)到室外，溫度較低的新鮮空氣自動從底部進(jìn)入室內(nèi)。當(dāng)建筑立面和屋頂上安裝的窗體同時打開時，新鮮空氣的流動可以獲得最佳效果。

空氣、水、熱泵以及太陽能光熱系統(tǒng)為LightActive House提供了一個創(chuàng)新性的完整解決方案，高效的技術(shù)將傳統(tǒng)能耗指標(biāo)降低到了最小水平，減少了溫室氣體排放。

3.自然采光和遮陽系統(tǒng)

合理利用并有效控制日光，可以明顯降低人工照明需求，冬季還可以獲得有益的日光輻射，巧妙地利用日光，是大幅降低建筑能源消耗的最佳手段之一。在LightActive House的設(shè)計理念中，日光照明設(shè)計扮演著重要角色。項(xiàng)目初期設(shè)計階段，利用先進(jìn)的采光分析軟件，并融入了建筑設(shè)計動態(tài)過程，通過關(guān)注日光的優(yōu)化利用，使充足的日照和開闊的視野讓住戶充分體驗(yàn)晝夜交替和季節(jié)的變化。

另一方面，高新產(chǎn)品太陽能動力電控室外防護(hù)卷簾和遮陽產(chǎn)品的利用，可實(shí)現(xiàn) “自然空氣調(diào)節(jié)”的理念，確保舒適的室內(nèi)氣候環(huán)境。炎熱季節(jié)，朝南的太陽能動力電控室外防護(hù)簾在白天處于關(guān)閉狀態(tài)，可有效阻擋95％的熱量進(jìn)入；下午，西側(cè)的電控室外遮陽篷自動放下來，氣溫降低以后，防護(hù)卷簾和遮陽篷又會升起，窗戶也會自動打開，讓傍晚涼爽新鮮的空氣進(jìn)入室內(nèi)，降低居住空間的溫度。在寒冷季節(jié)，白天室外防護(hù)卷簾升起，讓更多的陽光進(jìn)入室內(nèi)；傍晚，室外防護(hù)卷簾關(guān)閉，保證隔熱效果。 

建設(shè)單位：威盧克斯集團(tuán)

設(shè)計單位：

建筑師：凱特琳娜·費(fèi)伊和（概念）

　　　　Katharina Fey

　　　　曼弗萊德·黑格爾教授和蒂姆·貝阿盧恰（設(shè)計)

　　　　Prof. Manfred Hegger Tim Bialucha, TU Darmstadt ee

　　　?。_(dá)姆斯塔特工業(yè)大學(xué)建筑設(shè)計與能效建筑系

　　　　Ostermann建筑事務(wù)所(項(xiàng)目實(shí)現(xiàn))　

能源設(shè)計：Prof. Klaus Daniels, HL Technik

　　　　　Light planning: Prof. Peter res, PLDA

Statics：Prof. Karsten Tichelmann,TSB-Ingenieure

建設(shè)地點(diǎn)：德國漢堡市威廉斯堡區(qū)Katenweg 14號

老建筑竣工時間：1954年

改建時間：2010年

原建筑面積：102 m²

改造完面積：189m²