“零能耗”建筑不再是夢(mèng)想

用太1能發(fā)電、用太陽(yáng)能采暖、用太陽(yáng)能取水，這樣的生活在過(guò)去不敢想象，而如今卻已成為現(xiàn)實(shí)。今年8月，在山西大同舉行的“2013中國(guó)國(guó)際太陽(yáng)能十項(xiàng)全能競(jìng)賽”現(xiàn)場(chǎng)，山東建筑大學(xué)團(tuán)隊(duì)建造的“工業(yè)魔方”以826.517分的總成績(jī)獲得了太陽(yáng)能熱水供應(yīng)和太陽(yáng)能能量平衡兩個(gè)單項(xiàng)大獎(jiǎng)。這個(gè)\x00積僅63平方米的木制小屋，以太陽(yáng)能為唯一能源，滿足了用水、供電、采暖等諸多生活需求，實(shí)現(xiàn)了建筑節(jié)能的終極夢(mèng)想。

太陽(yáng)能是唯一能源

作為零能耗太陽(yáng)能實(shí)驗(yàn)性住宅建筑，“工業(yè)魔方”給記者最深的印象便是，以太陽(yáng)能為唯一能d，即可滿足用水、供電等諸多居住生活需求。

作為太陽(yáng)能十項(xiàng)全能競(jìng)賽的參賽作品，“工業(yè)魔方”實(shí)現(xiàn)了建筑零能耗的終極夢(mèng)想，它以高效利用d陽(yáng)能、構(gòu)建能量平衡系統(tǒng)為設(shè)計(jì)理念，采用輕鋼為主體結(jié)構(gòu)，木材進(jìn)行飾面裝修，利用矩形布局使建筑最大可能地受益于陽(yáng)光，最大限度地貼近自然。

從外形上看，“工業(yè)魔方”與普通房屋沒有太大的區(qū)別，但實(shí)際上卻運(yùn)用了許多高科技技術(shù)。項(xiàng)目總工程師丁玎告訴記者，“工業(yè)魔方”最大的特點(diǎn)是主體結(jié)構(gòu)采用FrameCAD支承體系，房屋的主體部分是預(yù)先在工廠加工完成后再運(yùn)往比賽現(xiàn)場(chǎng)2行簡(jiǎn)單拼接安裝，不僅加快了建筑建造速度，更減少了施工過(guò)程對(duì)環(huán)境的污染。

走進(jìn)“工業(yè)魔方”，記者看到，63平方米的室內(nèi)空間被劃分為設(shè)2間、廚房、浴室和起居室4個(gè)部分。丁玎告訴記者，為了充分利用空間，房?jī)?nèi)的家具均是多功能、可變的，沙發(fā)打開就是床，柜子可以變?yōu)榘膳_(tái)，兼顧了白天的辦公和夜間的休息需要。除此之外，房頂上安裝的43塊太陽(yáng)能光伏板，具有追蹤太陽(yáng)光的功能，可以根據(jù)太陽(yáng)的位置自動(dòng)調(diào)節(jié)角度。“晴天時(shí)，一天可發(fā)電60千瓦時(shí)，足夠一般家庭生活、娛樂使用?！?/p>

在此基礎(chǔ)上，房間內(nèi)的燈光也采用了統(tǒng)一的控制面板，可以根據(jù)會(huì)客、看電５炔煌的需求調(diào)節(jié)燈光，也可以通過(guò)手機(jī)APP程序控制。室內(nèi)的窗簾也都具有風(fēng)雨感應(yīng)和光感應(yīng)功能，下雨、太陽(yáng)落山時(shí)自動(dòng)落下。

是指建筑在不消耗煤炭、石油、電力等能源的情況下，全年的能耗全部由場(chǎng)地產(chǎn)生的可再生能源提供。其主要特點(diǎn)是除了強(qiáng)調(diào)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)被動(dòng)式節(jié)能設(shè)計(jì)外，將建筑能源需求轉(zhuǎn)向太陽(yáng)能、風(fēng)能、淺層地?zé)崮?、生物質(zhì)能等可再生能源，為人類、建筑與環(huán)境和諧共生尋找到最佳解決方案。

“零能耗”不再是夢(mèng)想

8月11日，在經(jīng)歷了10天的激烈角逐后，“2013中國(guó)國(guó)際太陽(yáng)能十項(xiàng)全能競(jìng)賽”在山西大同落下帷幕。山東建筑大學(xué)代表隊(duì)的作品“工業(yè)魔方”以總成績(jī)826.517分，位列總榜單第14名，并且獲得了太陽(yáng)能熱水供應(yīng)和太陽(yáng)能能量平衡兩個(gè)單項(xiàng)大獎(jiǎng)。

在近40所世界各地名校參與的國(guó)際性比賽中，山東建筑大學(xué)是唯一一支地方院校代表隊(duì)。面對(duì)強(qiáng)手如林的陣容，他們沒有一絲怯猓在現(xiàn)場(chǎng)搭建起來(lái)的“工業(yè)魔方”水準(zhǔn)和質(zhì)量絲毫不輸給其他名校。在整個(gè)比賽過(guò)程中，“工業(yè)魔方”不僅實(shí)現(xiàn)了電視、冰箱、烹調(diào)灶具、洗碗機(jī)、洗衣機(jī)和計(jì)算機(jī)等日常家用電器全部由太陽(yáng)能設(shè)備供給運(yùn)行，還接受了來(lái)自建筑設(shè)計(jì)、工程技術(shù)、宣傳展示、市場(chǎng)推廣以及太陽(yáng)能應(yīng)用等行業(yè)庾家評(píng)判。

未來(lái)的住宅中“零能耗”不再是夢(mèng)想。根據(jù)比賽要求，參與太陽(yáng)能十項(xiàng)全能競(jìng)賽的作品均是以普通住宅節(jié)能示范的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，獬珊蟛⒎侵皇且桓靄諫瑁而是可推廣、具有實(shí)際使用價(jià)值的建筑。對(duì)“工業(yè)魔方”而言，其市場(chǎng)定位為偏遠(yuǎn)地區(qū)的工作生活空間，或旅游景點(diǎn)的休閑度假租住型酒店。雖然高科技產(chǎn)品的造價(jià)較高，但由于建筑完全零能耗，其使用費(fèi)用也會(huì)降低，具有經(jīng)濟(jì)可行性。此外，該建筑高度開放的預(yù)馓逑擔(dān)使其能夠在基本結(jié)構(gòu)和外圍護(hù)體系基礎(chǔ)上，根據(jù)顧客的需求定制不同的建筑外墻飾面板、遮陽(yáng)板、室內(nèi)設(shè)施、家具和內(nèi)裝飾，從而滿足不同目標(biāo)人群的個(gè)性化需求?！澳K化的設(shè)計(jì)使項(xiàng)目建造周期能控制在兩周以內(nèi)，施工精度達(dá)到毫米級(jí)，比傳統(tǒng)的建筑施工精度(厘米級(jí))提高了一個(gè)飭考叮這是未來(lái)住宅產(chǎn)業(yè)化的趨勢(shì)?！眻F(tuán)隊(duì)技術(shù)總負(fù)責(zé)人、山東建筑大學(xué)建筑城規(guī)學(xué)院教授薛一冰在接受記者采訪時(shí)表示，“工業(yè)魔方”集中體現(xiàn)了太陽(yáng)能住宅建筑未來(lái)發(fā)展所面對(duì)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境方面的挑戰(zhàn)，提出了創(chuàng)造性的應(yīng)對(duì)方案，不但在建筑界和太陽(yáng)能技術(shù)領(lǐng)域，而且在提高公庖饈?、促教?yáng)能技術(shù)市場(chǎng)化，以及推廣太陽(yáng)能住宅成果方面起到積極的推動(dòng)作用。

之所以能參與這次國(guó)際性的比賽，薛一冰認(rèn)為，這與山東建獯笱Ф嗄昀叢諤陽(yáng)能建筑應(yīng)用方面的科研與實(shí)踐底蘊(yùn)深厚密不可分。據(jù)介紹，早在上世紀(jì)80年代，該校就設(shè)計(jì)并建造了山東省第一座太陽(yáng)能小學(xué)，隨后開展了太陽(yáng)能與節(jié)能建筑的全面研究，2003年又建成了國(guó)內(nèi)首座太陽(yáng)能生態(tài)學(xué)生公寓，并承擔(dān)了多項(xiàng)科研課題，在太陽(yáng)能建筑、節(jié)能建筑和饃建筑的研究方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)和成果。

那些“自給自足”的健康建筑

自2010年上海世博會(huì)建起中國(guó)第一座零碳建筑以來(lái)，零碳建筑在國(guó)內(nèi)嶄露頭角，香港“零碳天地”、中新天津生態(tài)城公屋展示中心等相繼建成開放，甚至北京也e了零碳住宅。這些“自給自足”健康建筑的亮相，帶給我們的不僅僅是想象，更是實(shí)實(shí)在在的驚嘆和期待。

上海世博園零碳館

即使是悶熱的夏天，走進(jìn)沒有空調(diào)機(jī)的零碳館，仍能感覺到絲絲涼意。它的設(shè)計(jì)原理是依靠太陽(yáng)能、風(fēng)能和生a能實(shí)現(xiàn)建筑本體的“零”碳排放，原型取自1999年世界上第一個(gè)零碳排放社區(qū)———倫敦貝丁頓(BedZED)。

據(jù)了解，零碳館日常所需的電全部自a自足，太陽(yáng)、風(fēng)，甚至吃剩下來(lái)的飯菜，都被用來(lái)發(fā)電，完全摒除了煤、石油等能源，真正實(shí)現(xiàn)二氧化碳的零排放。除此之外，該館還多元化利用太陽(yáng)能，使之不僅用于發(fā)電、供暖，還與被動(dòng)風(fēng)能和地源熱能共同帶動(dòng)室內(nèi)通風(fēng)，調(diào)節(jié)屋內(nèi)的溫度和濕度；屋頂?shù)?2個(gè)彩色風(fēng)帽可以隨著風(fēng)向靈a轉(zhuǎn)動(dòng)，利用溫壓和風(fēng)壓將新鮮的空氣源源不斷地輸入每個(gè)房間，并將室內(nèi)空氣排出。同時(shí)利用太陽(yáng)能和黃浦江水源給進(jìn)入室內(nèi)的新風(fēng)降溫除濕。此外，通過(guò)屋頂收集的雨水沖洗馬桶或灌溉植物，減少了對(duì)自來(lái)水的需求；通過(guò)生物厭氧過(guò)程將生活垃圾進(jìn)行降解處理，變成沼氣，從而產(chǎn)生電能a熱能；屋頂種植綠色植物，夏可遮陽(yáng)，冬可保暖。

天津生態(tài)城公屋展示中心

承擔(dān)中新天津生態(tài)城的公屋展示、辦公及檔案存儲(chǔ)功能的生態(tài)城公屋展示中心2012年11月投入使用。該中心采用了13項(xiàng)節(jié)能環(huán)保技術(shù)，成為天津首座零碳建筑，e僅填補(bǔ)了我國(guó)北方寒冷地區(qū)零碳建筑的空白，而且再創(chuàng)綠色生態(tài)建筑標(biāo)桿。

據(jù)了解，生態(tài)城公屋展示中心在建設(shè)過(guò)程中采用了13項(xiàng)節(jié)能措施，包e屋頂光伏電板、土壤熱源泵、外維護(hù)結(jié)構(gòu)、太陽(yáng)能保溫隔熱、自然通風(fēng)、高空間地板送風(fēng)、熱回收、冷熱輻射式新風(fēng)、雨水收集利用、屋頂綠化等，可以真正實(shí)現(xiàn)零能耗目標(biāo)。整個(gè)公屋展示中心的外形呈菱形，總建筑面積3467平方米，建筑主體高度15米，地上兩層，地下一層。與中國(guó)傳統(tǒng)e筑“坐北朝南”的理念不同，公屋展示中心選擇了南偏東15度的方向?！敖嵌鹊倪x擇根據(jù)是天津本地日照時(shí)間和強(qiáng)度，更加充分地考慮了光伏板吸收太陽(yáng)光照的時(shí)間問(wèn)題?！睋?jù)公屋署署長(zhǎng)胡宇丹介紹，公屋展示中心的太陽(yáng)能光伏板面積達(dá)2600平方米，每年可發(fā)電24萬(wàn)千瓦時(shí)，而公屋展示中e一年的用電量只有21萬(wàn)千瓦時(shí)左右。