文/周壹顏圖/唐小逸
9月，中國第壹座零排放節能建築——浙江unnc可持續能源技術中心正式投入使用。太陽能照明，雨水沖洗，地熱供暖，整棟建築運行過程中無廢氣排放，大自然的能量得到了合理利用。也有業內人士對節能建築提出質疑:建築評論家Cathleen McGuigan用“綠色豪宅”壹詞指出了這類建築面臨的三大問題，即面積大、造價高、設計受限。
"請把車開走，這裏的磚不尋常."
當記者壹行驅車來到中國第壹座零碳節能建築——unnc可持續能源技術中心(centre for sustainable energy technologies)時，站在門口的研究中心主任喬大寬看到司機將車停在通往大樓入口的小路上，急切地提醒他們。
喬大寬指著地面說。司機把車挪開後，專註地看著地面，看有沒有車輪碾過的痕跡。記者往下看，發現從入口到大樓的路徑長約100米，上面覆蓋著石磚。這些石磚上有規律地分布著拇指大小的小孔，是節能建築的第壹個“器官”。“這些磚看起來很普通，但實際上很貴。磚塊下安裝了雨水收集系統。整棟樓洗手、沖廁所的水都要靠這個系統，所以承受不了沈重的壓力。”喬大寬解釋道。
英國人喬·達寬是可持續能源研究領域的專家。壹年前，喬大寬被諾丁漢大學派往中國。
從外面看，這座五層樓高的建築被透明的藍綠色玻璃包圍，其不規則的立體設計使其在周方方的建築中鶴立雞群，感覺就像壹個扭曲的魔方。建築外墻的扇形傾斜設計，使得建築每壹面的形狀看起來都不壹樣，像萬花筒壹樣。在大樓周圍的草坪上，安裝了大面積的太陽能電池板和太陽能集熱器，形成壹排排“金屬圍欄”。“無論是植被、建築還是電池存儲設備，這裏的壹切都是可愛的綠色。”
這種建築被稱為零碳建築，因為它可以通過陽光、地熱能、雨水等可再生資源自行解決用電和用水問題，並且不產生二氧化碳。總建築面積1556.3平方米的五層建築如何實現零碳排放？6月165438+10月11日中午，記者踏入了這座神奇的建築。
呼吸的秘密。
寧波現在是深秋，室外溫度在15攝氏度左右。然而，記者壹進大樓壹樓實驗室的門，壹股暖流撲面而來。放眼望去，沒有空調的影子，也沒有任何暖氣設備運轉發出的隆隆聲。
“我們的空調是隱形的。”喬大寬告訴記者。這座零排放的建築沒有安裝任何傳統意義上的空調，但室內溫度可以常年保持恒定，冬季20-22攝氏度，夏季25-27攝氏度。記者跟隨喬大寬來到地面三樓，地面冬暖夏涼的秘密呈現在眼前。原來，大樓的主外墻是雙層立面玻璃，玻璃中間還有壹層夾層。整棟樓的制冷制熱都是在這個夾層裏完成的。
與普通空調靠電力驅動不同，驅動空氣在夾層中流動的是可再生能源“水”。在建築東側地下70-80米，通過打樁埋管的方式將地源熱泵冷熱水機組(以下簡稱“地熱泵”)深埋其中。夏季，地熱泵以太陽能集熱系統為熱水源，帶動冷水機組制冷，空氣在七八十米深處地下循環，帶來沁人心脾的寒意；冬天，溫暖的熱量被送上來。此外，由於該建築安裝了電控“智能”窗戶，可以根據建築內安裝的感應設備來決定外窗和百葉窗的開啟程度，甚至地下室也可以自由呼吸。
此外，地熱泵可以直接通過地板傳導熱空氣。喬大寬單手輕松移動了壹塊地板(建築的地板都是可移動的，符合綠色建築改造方便的特點)。原來地板下面有很多小洞。“妳看，地熱泵裏產生的熱空氣可以通過這些小孔，然後通過地板的縫隙滲透到空間裏。房間裏會有這種溫暖的感覺。”
除了地熱泵，節能建築的另壹個重要裝置是位於南坡的壹排太陽能電池板，它與建築屋頂和窗戶上的金屬裝飾材料壹起，形成強大的太陽能發電系統，將太陽光轉化為足夠的熱能進行發電，以滿足建築內電梯、電腦、制冷風機等設備的電力需求。據了解，太陽能電池板在晴天每小時可發電600千瓦至800千瓦，可供應60至80個100瓦燈泡同時工作。不要擔心壞天氣。在樓外草坪約10平方米的中空區域，有4個寬約1米、高2米的電池存錢罐。這些電池是滿的，可以應付兩個星期的雨天。“有時候，在連續好天氣的情況下，大樓裏充滿了電。當四個蓄電池儲槽裝滿時，我們會將多余的未用電供應給相鄰的體育館。”喬大寬自豪地說。
記者觀察發現，該零碳排放建築不僅用地源熱泵和太陽能代替燃煤實現“零碳排放”，還“省電”。良好的光環境取代了人工照明的電力需求，即使是地下實驗室也是如此。采光也很充足。環顧地下室，記者發現頂部有四個傾斜的三角形天窗，以保證充足的自然光投射進來。整個建築的頂部不僅依靠南立面的大玻璃來引入光線，還擁有建築內部獨特的“采光井”設計。
所謂“采光井”，就是在建築的每層地面安裝壹塊透明玻璃，而不是地磚；建築的屋頂有壹個很大的開口將自然光引入建築，每層的透明玻璃將這些光線引入每層。
“根據英國建築規範，在標準多雲天空模式下，室內自然采光系數平均達到5%，不需要人工采光。光線最差的零碳建築的二層也能達到平均9.46%的自然采光系數。早上6點到晚上6點不需要開燈。”喬大寬告訴記者。當然，別出心裁的采光井只有壹個缺陷:穿裙子的女生走上去會“走光”。“夏天，我壹定會提醒女同學提高警惕。”喬大寬幽默地說。
不像蓋房子，像造飛機。
“這是我夢想中的房子，充滿了神奇的能量。如果妳從不同的角度欣賞它，它會轉變成不同的形狀。”今年9月，這座建築的設計者、意大利知名環保建築師馬裏奧·庫西內(Mario Cousinet)第壹次站在自己的作品前，不禁感嘆。
兩年前，馬裏奧接到了壹個設計“零碳排放”建築的案例。為了保證整個建築在春、秋、冬三季都能得到最大限度的陽光，夏天完全處於陰影中，馬裏奧用電腦模擬了多個不規則的立體建築。電視上正在播放中國的扇子舞和燈籠舞，他正在考慮選擇哪壹種。雖然不清楚這是壹種中國舞蹈還是壹種體育運動，但它啟發了馬裏奧將兩種傳統的中國民間工藝——折扇和燈籠應用到設計中。長方體經過幾次變形扭曲，誕生了壹個“扭曲的燈籠”，每壹個不規則的玻璃幕墻都像壹把展開的折扇。
2007年6月5438+10月，該建築施工圖總設計師、寧波市設計院副總建築師郭曉慧拿到了Mario的設計初稿。“我蓋了幾十年的房子。我第壹次像讀‘天書’壹樣讀壹個設計初稿。”本來，壹棟1500平米的建築，在郭曉慧看來只能算是“小菜壹碟”，但這壹次，他生平第壹次沒有了主意。“當我看到圖紙時，我的心沈了下去。這座立體建築極不規則。南墻歪了，東墻歪得厲害。說實話，我當時真的不想接這份工作。”
起初，郭曉慧總是擔心這座建築的安全。在以往的設計中，郭曉慧偶爾會遇到設計不規則的角落或墻壁，但他從來沒有畫出壹張完全不規則的整棟建築深化施工圖。不僅如此，建築的外幕墻和內墻需要保持20厘米的間隙，外幕墻全部采用玻璃。這個“金鐘罩”的外觀設計難倒了郭曉慧。
在設計之初，郭曉慧試圖打電話到海外要求馬裏奧改變設計，但馬裏奧堅持。馬裏奧向他解釋了“扭曲的燈籠”的比喻。“馬裏奧告訴我，建築物體的不規則形狀符合‘可再生能源研究的多種可能性’的概念，所以不能改變。”
郭曉慧起初對綠色建築的概念有點無知，但最終決定試壹試。他先是買了壹套價值65438+萬元的軟件來計算建築間距的固定點，經過無數次的海外交流。最終，建築設計於2007年3月完成。
“壹般來說，壹棟1500平米的樓，建設周期在7個月左右，但這棟樓已經建了1年零7個月了。”unnc校長助理沈偉琦感慨地說，“學校原計劃5438年6月+2007年10月建成，同年9月邀請喬大寬教授準備授課。沒想到，這個節能建築就像難產的孩子，工期延長了1年。”
壹位參與施工的工程師告訴記者，“這是我建過的最難的房子。”由於建築物表面不規則，他每天都要在不規則的腳手架上爬上爬下。更難的考驗是心理壓力。大樓建成後，高科技環保設備能否正常工作，誰也不知道。施工期間，這位工程師去北京、上海等多個城市考察節能建築，但多次失望。今年年初，工程師聽說北京清華也有類似的節能建築，也是馬裏奧做的，就去借鑒了經驗。
“讓我失望的是，那棟樓很多節能設備都成了擺設，空調和電燈還在用，參考價值不大。壹切都得自己摸索。”他告訴記者，為了保證國內首個零碳建築的設備安裝準確，“我感覺我不是在造房子，而是在造飛機，不能有壹點差錯。”
據學校測算，未來25年，該建築將節約煤炭448.9噸，減少碳排放1081.8噸。1081.8噸的碳排放量有多大？根據聯合國環境規劃署公布的數據，如果有人把他在跑步機上的45分鐘跑步改為在附近的公園慢跑，他每次可以減少近1000克的二氧化碳排放量；用傳統牙刷代替電動牙刷，每人每次可減少二氧化碳排放量48克。
節能建築還是“綠色大廈”？
自清華大學節能建築建成以來，國內建設單位和高校對節能建築的興趣不斷增加。中國首個零碳建築寧波，再壹次讓人們把目光聚焦在“節能建築”上。沈偉奇告訴記者，該建築開放兩個月以來(參觀需提前預約)，已吸引30多組專家前來考察，許多專業人士表示希望“復制”零碳排放建築的節能技術。上海同濟大學建築學院籌劃了兩年的節能建築，最近邀請了喬大寬來做講座。
近年來，“零碳排放”和“碳中和”是國際建築行業最熱門的詞匯。2000年，全世界有573個建築項目申請了LEED認證(由美國綠色建築委員會頒發的能源和環境建築認證)。2008年，這個數據飆升到16000。英國綠色理事會發布報告稱，到2020年，所有非住宅建築將實現“零碳排放”的目標；美國、加拿大、日本等國也出臺了降低貸款利率、減稅等政策，鼓勵房地產開發商建造節能建築。
然而，隨著節能建築熱潮愈演愈烈，業界也開始質疑綠色建築。《新聞周刊》在九月發表了壹篇題為“綠色建築的壞消息”的文章。建築評論家CathleenMcGuigan用“GreenMcMansion”壹詞指出了目前綠色建築面臨的三大問題，即占地面積大、造價高、設計受限。此外，如果高科技設備損壞或熱效率在其使用壽命之前下降，節能建築可能從“零能耗”變為“大能耗”。
為了達到節能的目的，節能建築占用的空間要比普通建築大得多。拉斯維加斯賭場酒店Palazzo於去年6月5438+10月開業，占地830萬平方米，但也獲得了LEED的認證。對此，喬大寬表示，隨著環保技術的革新，300平方米的太陽能電池板在不久的將來可能會變成150平方米，甚至可以縮小到安裝在建築內部，綠色建築占地多的缺點終將消失。
綠色建築很貴。郭曉慧告訴記者，“寧波這座零消耗節能建築的建築設計費每平方米近千元，比普通建築貴30倍。這還不包括付給意大利設計師馬裏奧的設計費。”壹位參與施工的工程師也表示，類似的商業建築每平方米的造價約為1.5萬元，而據他估算，這棟樓的施工成本可能高達1.5萬元/平方米。此外，太陽能電池板、太陽能集熱器、地熱泵的投資成本也很高。當記者向校方詢問大樓總造價時，校長助理沈偉奇三緘其口。他說，“因為這個建築只是很多高科技的集成，所以研究它的造價意義不大。”
談及“綠色大廈”的設計局限，Cathleen McGuigan在評論中寫道:“雖然醜陋的綠色建築比醜陋的非綠色建築更好，但仍然無法掩蓋其醜陋。”這就好比中國有多少人看到這個零碳建築後的感受。記者隨機采訪了部分師生。他們用“新奇”、“怪異”等詞匯形容這座建築，甚至有人驚呼“這是我見過的最醜的建築”。喬大寬的解釋是，因為節能建築本身需要保證充足的采光，所以必須適度扭曲。“這就像以前好萊塢明星穿的皮衣，被認為是奢侈和美麗的象征。在受到動物保護主義者的多次批評後，毛皮大衣變得不再華麗，而是醜陋。綠色建築的命運正好與裘皮大衣相反。”
中國工程院院士、清華大學建築學院副院長蔣易教授在接受采訪時表示，無論是清華的節能建築，還是中國第壹座零碳建築，都只是綜合技術的展品。他認為，推動節能並不是簡單地安裝壹些所謂的節能設備，而必須追求實際能耗的真正降低。他舉例說，北京壹些所謂的“綠色住宅”取消陽臺，每家發壹臺幹衣機，建築外部安裝壹些太陽能電池，實際上比普通住宅耗電多得多；有些房子大量使用先進的中央空調，實測顯示，每平米空調每年耗電量在20度左右，而普通分體空調只有2度左右。
蔣易指出，目前中國城市建築單位面積能耗並不高，只有美國的1/3左右，清華大學校園內建築(東門附近2005年以後建造的建築除外)平均能耗是美國同等氣候城市常青藤學校校園的1/5。目前我國江南城市大部分普通住宅的實際能耗基本接近發達國家的“零碳排放”建築。
“中國的城市建築不能依靠大量的太陽能發電、風力發電和生物質發電來解決建築能耗，而是要依靠合理的建築設計、能源系統設計、正確的運行管理方法，以及用戶的節能理念和節能生活方式來實現真正的節能。”蔣易說道。