深山里的可持续建筑－瑞士新蒙特罗莎酒店
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veluxchn
2014-09-24 11:30
作者：伊娃－玛蒂娜•凯勒（Eva-Martina Keller）
模型制作及图纸绘制：蒙特罗莎工作室（Monte Rosa Studio）
苏黎世联邦高等工业学院（ETH Zurich）和瑞士阿尔卑斯俱乐部（SAC）计划联合开发新蒙特罗莎别墅（The New Monte Rosa Hut）项目，他们希望借此建立阿尔卑斯山地建筑史上的里程碑。该项目将很快奠基，按计划，其能源消耗中的90％将实现自给自足。
新蒙特罗莎别墅具有的不规则外形，使它看上去就像点缀在雪山上的水晶一般美丽夺目。铝制外包层下面被包裹着的是木质结构，这一设计是通过CAD/CAM方法预先组合后才确定下来的。
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项目档案：
委托单位：瑞士阿尔卑斯俱乐部（SAC）蒙特罗莎项目组（Monte Rosa Section）
设计单位：瑞士苏黎世蒙特罗莎建筑事务所/瑞士库尔贝尔蒂－蒂普拉泽斯联合设计师事务所
建筑位置：瑞士瓦莱州（Valais）蒙特罗莎山（Monte Rosa massif）
竣工日期（预计）：2009年9月
总建筑面积：1100m2
能源消耗（预计）：29.7千瓦/平米（不做饭的前提下）
建筑围护结构传热系数： 0.13Wm2k （包括外墙及屋顶）
屋顶窗：39个GGL F04标准窗，传热系数为1.0W/m2k
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新蒙特罗莎别墅在50年有效使用期内，用于建筑施工、正常使用、和垃圾处理的累积能源消耗需求情况。
Biomass（生物能）
Nuclear（核能）
Fossil (矿物能源)
Factor2.5/1.5（能源因数2.5/1.5）
Solar (太阳能)
Fossil (矿物能源)
Renewable（可再生能源）
Non-renewable（不可再生能源）
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左侧为建筑施工和垃圾处理能源消耗情况分析；
20% Diesel （20% 柴油）
51% Coal （51% 煤炭）
11% Gas （11％ 燃气）
18% Helicopter flights （18％ 直升机运输）
右侧为正常使用期间，建筑的能源消耗情况分析：
41% Cooking gas （41% 炊事燃气）
45% Helicopter flights （45％ 直升机运输）
新别墅建成以后，90％的能源将达到自给自足；外部电力供应仅用于烹饪需求和补给运输。
深山里的环保建筑
新蒙特罗莎别墅是苏黎世联邦高等工业学院150周年校庆庆典项目之一。该项目的创意最早由校庆组委会主席迈因拉德•K•埃伯利提出的，他希望这件作品可以经得起历史检验，同时也能为学校的生日庆典献上一份厚礼。
在校庆过去三年以后的今天，来自苏黎世联邦高等工业学院、瑞士阿尔卑斯俱乐部、卢塞恩大学建筑与技术专业、瑞士联邦材料测试与开发研究所（EMPA）的数十位工程技术人员，仍在能源平衡和生命周期分析方面孜孜以求，他们秉承智能建筑服务理念，力求找到最理想的建筑立面，并以对环境最环保的运输方式，将建筑材料运送到了海拔2,883米，且与外界隔绝的建筑施工场地。
合作建造未来别墅
时间追溯到2003年，苏黎世联邦高等工业学院主动提出要为瑞士阿尔卑斯俱乐部建造一座别墅，以作为校庆活动的一个组成部分。瑞士阿尔卑斯俱乐部很快同意了这一建议，经各方密切磋商，选择世界著名的蒙特罗莎山区作为别墅的建筑地点。
早在1895年，蒙特罗莎SAC俱乐部就在马特宏峰和杜富尔峰山区范围内，以及格伦兹、格米尔和蒙特罗莎冰川风景区建造了山区别墅，并进行过多次扩建。现存别墅损毁严重，翻新难度较大，所以项目组决定建造新蒙特罗莎别墅取代原有建筑，并以此作为项目名称。
在2003冬至2004年冬季，来自苏黎世联邦高等工业学院建筑与结构系的安德里亚•蒂普拉泽斯组建了蒙特罗莎设计室。在四个学期的时间中，共有30多个学生参与了设计工作，完成了新蒙特罗莎别墅的建设方案。在各专业教授和专家的指导之下，学生们将自己的创意转变成了一个切实可行的项目方案。SAC俱乐部别墅委员会的彼得•布切尔和瑞托•杰纳什克，以及未来业主SAC俱乐部蒙特罗莎别墅委员会连续两任主席英格里德•阿尔德和彼得•普兰奇，这些专家从一开始就参与了项目的设计工作。由于这些专家的工作，确保了新别墅的设计完全按照未来用户的需要量身定做，他们还在很多具体问题上向设计者们提出了切实可行的建议，例如，所有SAC别墅都必须使用背包式支架，否则，想要达到长期稳固性是不可能的。
（下图）：
地下室至地上3层的水平投影图。别墅的放射状隔断墙与旋转楼梯决定了建筑的基本内部结构。
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这是一座五层高的木质结构，其地基是直接嵌入到地下岩层中的不锈钢构件。熠熠生辉的铝制外包层具有感，加之罕有的多边形结构，使整个建筑看起来好像一块晶莹的水晶石。每间客房分别配有三到八个不等的床位，另外，别墅还有一个可为120人提供食宿的宽敞餐厅，阳光如流水般铺满整个餐厅的地面。设计者通过层层叠叠的台阶设计和宽敞的窗户布局，将别墅周围引人入胜的秀丽风光巧妙地引入室内。当宾客到来，从首层拾级而上进入自己的房间时，令人艳羡的山野风光就会扑入眼帘叹为观止。
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卧室设计了比较小的窗户，给人一种私密安全感，以此强调别墅原有的实用功能。这些窗户遍布建筑的整个立面，从而消除了不同楼层之间的隔离感，同时突出其水晶般的结构特点。在建筑立面使用的是屋顶窗，这是人们很少看到的。那是因为这座别墅出现了很多斜面结构，从结构角度上混淆了屋顶和楼面的界限，所以，这就要求窗户也要沿斜面安装，从而保证了立面和屋顶之间的连续性。在这里使用威卢克斯\VELUX屋顶窗，可以说是神来之笔，它们完美地实现了采光要求，屋顶窗的传热系数为1.0W/m2k，能有效的降低建筑能耗。在新蒙特罗莎别墅安装屋顶窗之前，设计人员专门进行了模拟实验，确保它们能够满足这里抗强风破坏的要求。
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层叠式楼梯加上宽大的窗户，使人们可以在楼内各层都能清楚地看到冰川全景。相对而言，各个卧室内安装的可以开启的威卢克斯屋顶窗，则为居室提供了充足的阳光和新鲜的空气。
一个雄心勃勃的目标：90％的能源实现自给自足
新别墅的设计不仅是为了追求艺术上的美感，更重要的是希望通过对资源的合理利用和能源的优化配置，实现建筑的环保和正常运转模式。90％的能源消耗达到自给，这是一个雄心勃勃的目标（这里不包括做饭所用的能源，这些需求目前仍然依靠直升飞机运送天然气解决，设计人员还在努力寻找其它替代方案）。
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别墅南侧楼面85平米太阳能电池板提供的电能，用于运转污水处理设备、照明和家用电器设备。太阳能电池板生产的剩余电量则由配备了阀门调节的铅酸蓄电池储存，这样可以确保阴天时的电力供应。
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此外别墅还配备了一个以油菜籽油为燃料的综合热电厂补充供应，以满足高峰需求期的能源要求。通过热力回收技术实现废气热量的回收利用。人体散发的热量也是一个重要因素，它的充分利用对居室热能需求起到了很大作用。当别墅需要大量热能供应，或入住客人很多时，需要使用额外的太阳能确保热力供应，这一问题通过面积为35平方米的太阳能集热板可以实现。别墅的通风以机械方式进行，屋顶窗同时可以打开，以照顾那些喜欢享受阿尔卑斯地区新鲜空气客人的需求。
能源管理在实现高水平能源自给方面具有举足轻重的作用。能源管理不仅体现在对各个具体能源环节的优化，而且还体现在这些环节的配合方式上，只有这两方面都做好了才能提高整个系统的能耗效率。基于以上考虑，该项目的能源管理综合了传统技术中的精华，并进行了大量尝试和试验，形成了一整套复杂系统，从而实现了能源消耗的高效利用。
新蒙特罗莎别墅同时也被当作一个研究站来使用，调查有关能源和资源的有效利用情况。因此，对于苏黎世联邦高等工业学院来说，别墅的竣工和对外开放并不意味着他们工作的结束。一个由苏黎世联邦高等工业学院测量和控制技术研究所的利诺•谷泽拉，鲁瑟恩技术学院综合建筑技术中心技术与建筑专业的尤尔斯－彼得•门迪组成组合小组，将进行第二阶段的研究和开发，分析这些独特的建筑技术在新蒙特罗莎别墅日常运转过程中的使用效果。
可持续发展的规划设计与思考
2010年，新蒙特罗莎别墅将对外开放，原有的老别墅将被拆除。早在规划设计阶段，设计人员就对新别墅的寿命和未来给予了充分考虑。他们的分析也考虑到了建筑材料的回收利用，以保护和节约资源，并保证将来那些不得不废弃的材料，不会释放任何对环境和健康造成危害的物质。这种整体性分析是富有远见的，它确保了整个建筑在生态和运营方面的彻底优化，并为可持续性规划设计确立了标准。
建筑组件的生产利用了CAAD技术，注重材料的有效利用。在建筑材料选用和制作工艺中直接运用计算模拟分析，从而丰富建筑方案的种类，具体建设环节也得到了科学验证。另外，通过使用计算机技术，设计者们确定了各个建筑部件的理想尺寸和重量。
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这一点对于运输来说具有非常重要的意义，因为建筑现场与外界之间没有道路交通。运输方案也是经过优化的，建筑初期是通过铁路和公路方式实现的。1895年，在建造老蒙特罗莎别墅时，建筑工人曾用驴子驮运建筑材料穿越冰川，以完成整个运输过程的最后阶段。在设计新蒙特罗莎别墅的过程中，建筑师们也曾考虑了这一运输方式，因考虑到时间和成本因素不合理而被否决。现在，他们选择用直升机代替动物作为运输工具。
这个雄心勃勃的建筑项目的成本也是相当可观的，要建造这个新别墅需要投入570万瑞士法郎。其中，SAC俱乐部出资215万法郎，苏黎世联邦高等工业学院承担355万法郎，后者来自于社会各界对学院的捐赠和赞助。对这一成功的合作，徒步旅行者和登山爱好者感到欢欣鼓舞，因为从2009年秋天开始，他们就可以使用这座新别墅了。
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苏黎世联邦高等工业学院学生正在设计室中工作，新蒙特罗莎别墅的建筑构思就是在这里形成的。
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伊娃－玛蒂娜•凯勒（Eva-Martina Keller）：从2006年6月以来，凯勒就一直担任苏黎世联邦高等工业学院工程部主任缅因拉德•K•艾伯勒（的助手。2008年5月，凯勒开始兼任新蒙特罗莎别墅工程苏黎世联邦高等工业学院的联络代表。