示范楼的建设和运行，具有非常重要的意义。我国很多地区都处于夏季炎热潮湿、冬季寒冷干燥的气候条件下。在采暖和空调方面消耗大量能源，排放了大量二氧化碳。近零能耗建筑的实践，在如何保证舒适度的情况下大幅度降低建筑能耗水平进行了有益的探索，在此基础上不断总结和研究，将会为我国进一步提高建筑节能标准提供支撑。

中国建筑科学研究院建筑设计院总建筑师薛明 中国建筑科学研究院节能与环境研究员高性能研究中心主任于震  

　　每筑建文：今天很高兴能跟薛总和于博士来到中国建研院的近零能耗大厦参观，我想首先先问于博士一个问题，我们当初为什么会考虑要建造这么一个近零能耗大厦呢？

 

　　于震：这个也算是因缘际会吧，首先当时我们院本来的办公楼设计寿命到了，需要重新新建。另外我们原来在院外有一处办公楼也即将拆除，许多员工要回来办公。所以在当时算是有一个刚需，最早定位是一个普通的办公楼，但那个时候正好我们参加了一个中美能源合作的一个研究项目，也是中美两国很高层次的一个合作。当时筑建部领导希望能有一个集中展示的载体，能把全部研究成果展示出来。正好我们是这个项目的参与单位之一，又有这个需求。所以把这个楼从一个普通楼转化为近零能耗办公楼。

　　每筑建文：我想问问你们怎么考虑到，会请薛总做这个项目的总负责人、总建筑师呢？

 

　　于震：因为薛总是我们院的总建筑师，也是我们院最出色的建筑师之一。我们院的主要建筑都是要请薛总来进行把关的。

 

　　薛明：因为近期我们院里一直在做改造，从老主楼到新主楼，还有整个园区都是我来承担的，但是做成这个近零能耗是在做的过程中，有这么一个更高的定位。其实我是很兴奋的，因为这些年来我也一直觉得气候环境问题是我们人类现在面临最大的一个困惑的问题。那么作为建筑师我也一直在思考这个问题，就是建筑到底它的本质是什么。我们常说的建筑其实说到底还是为人服务，那么既然我们现在人类面临的最大问题是不可避免的气候环境问题。那么实际上这个绿色建筑，也就是我们建筑师本身的一个很重要的职责。那么正好也是我们建科院，又有各种条件来做，我觉得这个机缘非常好。所以这也是从我们这个角度来说，能有这么一个机会很好了。另一个角度来说，刚才提到这个近零能耗，因为从理论上来说可以叫零能耗是我们的目标。但是这个是一个理论值，所以在实践当中就叫做近零能耗。但是近零能耗从目前国际上的这个水平来说，更多的也是示范的。因为它是一个很复杂的体系从设计到后面产品，还有施工。它是错综复杂的，所以要真正地推广，其实是难度很大的。那么这个的意义就是，我们也是在实践过程中逐步地提高的。通过这么一个示范楼的探索，实际上是为我们今后的节能的标准逐步地提高提供一个支持。所以在这里面有很多的探索性，这样的话我觉得有这么一个机缘，我们在一起做这个是非常有意义的一件事。

　　每筑建文：谢谢薛总，其实我这次也是在北京国际设计周上给大家展示咱们的绿色建筑。也是为了告诉老百姓，绿色建筑不是说建筑里的绿化。那么绿色建筑里有几个大家比较常见的名词，比如说像被动式建筑、主动式建筑那它们有什么区别呢？

 

　　薛明：被动式建筑实际上或者叫被动式节能设计。也就是说不通过机械和电器的系统，而是靠建筑本身的外维护结构的热供性能的改善，以及自然采光、自然通风这些方面来达到一个节能的这么一个目的。实际上应该说在远古时期开始的这些建筑，应该都是被动式的建筑。因为那个时候的建筑都是在适应气候的情况下，经过长期的摸索出现的适应当地气候的建筑。比如说北京的四合院它就是能够冬天阻挡风沙，夏天又能够有比较好的阴凉。那还比如说徽州民居的天井，在炎热的夏季能够遮挡住直射的阳光。其实这都是长期以来人们在实践中探索出来的一种节能方式。但是被动式的这种方式毕竟是有限度的，也就是说真正地想达到完全的舒适程度，它还是做不到的。所以随着这个技术的发展，人们就开始借用设备来逐步地提高建筑的舒适度。我觉得火炉算是最早的设备，后来随着蒸汽时代和电器时代的到来，就又有了暖气和空调。这个应该说从舒适度上解决了人类的问题。但是它带来的弊端就是，主动式的有很高的能耗。现在这个气候环境问题，使人们逐渐认识到怎么去节能，同时要改善气候。因此就在主动式这一块，又开始注重怎么去减少这个能耗。我刚才说的在机械和电器这方面，怎么去做这方面的节能，就是被动式和主动式的两个主要的区别。那么主动式这一块，实际上于博士研究的主要就是这方面的工作，我想他可以再展开地把主动式做的一些措施可以再介绍一下。

 

　　于震：我们建筑行业也有句话叫被动优先、主动优化。就是被动在前面，先把建筑做好。我们搞建筑节能基本上从四个角度来说，第一个就是维护结构，第二个就是高效的机电系统，第三个就是可再生能源在建筑里面的应用，最后一点就是建筑的高效的运行和智能化的运维。所以从这四个角度，前面第一个可能还是在被动式的范畴里面，但是我们从建筑节能角度来说，后三个就是我们算主动式措施的。主要分类的这个主动式。

 

　　薛明：这是我个人的一个理解，就是在有些方面，它是依赖于被动式的，比如说外维护结构，就是我们说的外墙、门窗、还有屋顶。如果说这一部分的性能，没达到一定程度有些主动措施是不能发挥作用的。比如说我们用的低温辐射这些方面，包括热回收如果你的这个外维护结构达不到一定的程度这些主动措施是无法起作用的。

　　每筑建文：我想问一下在咱们建筑设计的这些方面里面，大概有几个您认为比较好的可以节能减耗的那种技术措施呢？

 

　　薛明：现在即使不是做节能建筑实际上国家的政策已经开始都在往这方面引导。我们一般在开始的时候就对建筑的朝向要做深入研究，根据当地的气候比如说北方尽量有更多的日照，南方有更好的通风这样来解决一部分问题。另外就是体型系数，也就是说建筑的外表面积争取做到最小，这也是初期要做的一个大的工作。接下来就是外维护的性能，那就是外墙、门窗和屋顶，那就是要对保温隔热层的性能进行加强。随着节能要求的标准越来越高，包括技术产品的逐步的提升是越来越好了。这是在外维护结构这方面被动的措施，还有一些就是自然通风和自然采光。自然通风其实就是在比较舒适的季节，尽可能地不再用能源消耗的方式来解决了。就靠把门窗打开靠自然通风来调节室内的气候，这样的话是一个很重要的一个节能措施。另外就是自然采光，比如在很多的地下室可以通过做下伸庭院这些方式引入更多的自然光。这样就避免白天开更多人工照明。包括我们现在呆的这个会议室，我们用的这个光导管。其实这个光导管从某种方式上也是一种被动式的因为它自身不消耗能源。它是靠我们一种辅助的方式把更多的太阳能，直接用来在这里。所以我想从被动式的角度大概来说主要就是这些方面。

 

　　于震：就是当我们建筑师通过前面被动式的设计理念，把建筑整个的这个基础条件设计得比较好的时候，我们工程师进来再做的好多都叫做主动式的措施。我们有几个原则，第一个我们是叫做因地制宜的，就是说本身不同气候区应该采用利用当地的自然条件和资源来使用不同的技术体系。那第二个就是我们追求一个性能化的一个设计就是从原来满足功能化的设计现在逐渐转变为一个性能化的设计，不是仅仅满足一个条件而是说用一个更高的效能来满足这个条件。第三个就是我们的可再生能源的应用，就是我们外部资源的引入，我们知道如果我们用电、用煤、用油当然可以满足。但是如果我们更多地利用一些免费的自然的能源，可再生的能源这个也是主动式措施的一个重要的组成部分。

　　每筑建文：借这个会议室的光导管想问一下，咱们这个会议室的面积是多大？那么咱们现在大概是六个光导管，就能达到什么样的照明程度？

 

　　于震：我们这个办公室径深也算是比较深了，日常使用来说基本上还是不用开灯的。而且尤其一点就是即使在阴天的时候，大家以为这个光导管就是说有太阳时候晴天的时候它才好使。其实在我们这个会议室在阴天的时候也是能够满足非常好的一个使用照度的。

 

　　每筑建文：薛总咱们这个光导管就是相当于把它的出口埋在屋顶上？

 

　　薛明：对，是一个曲线型的管下来然后一直到会议室。这个还是一个直线型的，因为它是直接在顶层。上面它有一个半球形的一个集光的那么一个装置。这也就是说尽可能地把天空中的光都收集进来光导管是一个高反射的一个材料，它把光能够反射到咱们这个房间里，这是它的一个主要的原理。光导管也可以再接着往下一层，因为再远了以后它会衰竭。下一层要做的话，它就需要拐弯了，那么我们就需要在旁边留出就像管井一样的这样的设施让它到下一层。但那样经过若干道拐弯，它的损失会比较大，也就是说下一层的光效肯定会要差一些。主动式里边其实有一个就是遮阳，其实不管是在南方还是北方遮阳都很重要。南方是更不用提了，其实像北京这个地区冬季寒冷夏季其实是炎热的。遮阳这个主动措施一旦要做好了以后，对夏季节省空调，是起着非常重要的一个作用这也是我们在做设计当中体会很深的一个方面。

　　每筑建文：那咱们一般说的主动式遮阳，就是在建筑表面加上横向的窗排版或者是竖向的遮阳板。那么咱们这个楼里面听薛总说是有主动式遮阳设施，能不能介绍一下主动式遮阳设施主要是？

 

　　薛明：主动式遮阳设施主要是在窗户有中空的这么一个玻璃。它有一个空腔，这个空腔里面安装的是这个百叶。这个百叶是可以调节的，当外界的热量比较大或者光线比较强的时候，它可以通过调整角度来遮挡光线和热量。还有很多被动式的实际上是在这个房间的外面做遮阳板这种方式。

 

　　每筑建文：还有就是刚才我们到楼顶上看到的太阳能集热器，那么就是那里面是做的热水置换是吧。能供这个楼还是能供多大的面积使用热水？

 

　　于震：一种是高温集热器里面是导热油，能够做到两三百度的。还有一种就是中温集热器，那个是能做到不到一百度九十多度。我们这个楼就是太阳能光热应用还是挺有特色的吧，不光冬天咱们都以为说可以置身热水，我们这个不光是能热水而且还能冬天给这个楼进行供暖。同时在夏天的时候，还能用这些热水驱动一个制冷机给这个楼供冷。

　　每筑建文：下面我想问一下就是听说这个楼已经盖好有两年了2014年就竣工了，那么就是它设备运转的情况是怎么样的呢？是不是就是像咱们给它起的名字一样真正做到了近零排放？

 

　　于震：我作为使用者说一下，因为我们是当时参加的设计师。确实是已经三年了，我刚刚今天早上还在看，这个季度的供冷季刚刚结束。我们今年九月份的能耗统计还是比较理想的，我们当时设计的时候提了一个目标是希望达到二十五千瓦时每平米每年。我们三年下来可以说是逐年还在微微地在往下降。现在我们平均下来只有二十三点几千瓦时每平米每年。这是什么意思呢？就是我们周围一公里内的办公楼基本都在一百到一百五十千瓦时每平米每年之间。我们这个楼只有二十几，差不多它们的五分之一甚至更低，这是我们实际的数据。而且我们说很多这个业界的人管我们这个楼叫节能楼2.0，实际上我们前十年中国也有不少节能示范楼。但是这些节能示范楼很少或者说可以说是基本没有能够拿出真正的长时间的监测运行数据。而且能够这些数据确实能耗像这么低的，我们觉得就我们所知目前这是国内的唯一一个。这个楼它就是有很大的特点就是能够时实监测。所以我们也可以到下面的一些监控的房间去看一下就能够看到它这个时时采集的数据。它通过这个能够真实的反应，这个楼的节能的情况这是这个楼的特点。

　　每筑建文：最后一个问题我想先问薛总吧，您认为做完了这个近零能耗大厦的设计以后，在这里面您觉得有哪几项是值得推广的技术？

 

　　薛明：我觉得这个楼主要还是一个是示范楼，里面其实还是有很多是在处于研究和分析阶段的。但是我从这个建筑师的这个背景来谈的话，首先我觉得几乎所有的被动式设计都是可以推广的。因为这个楼大家可能也能看到它外形我们做的很简单，除了它有是改造的原因之外另外一个原因其实我们就是想让它体型不要过于复杂。也就是减少它的能耗损失面，我觉得从外维护这个角度。我们要做的一个很重要的事情，其他的一些主动措施，比如说我们提到的遮阳等等这些方面，也都在这个楼里面起到了很好的作用。这个楼我们没有实现的就是可能自然通风等方面，但是我觉得我刚才提到的这些被动方式里不管是自然通风还是自然采光，都是在以后的这种建筑里是完全可以推广的。至于说主动式的这里面我想于博士可能体会更，因为这里面他这个楼建完了以后就是在研究哪些是后面比较成熟的，哪一些可能还需要进一步地去发展。所以这块我觉得余博士这边也是从这个角度再谈一谈。

　　于震：因为这个楼用的技术特别特别多，然后都是挺好的技术可能也说不全。但是就是从个人的一些感受来说，首先这个太阳能供冷供暖系统我觉得还是非常不错的。就是这个是当时给我们一个惊喜，就是说当时设计的时候没想到有这么好。运行几年发现非常稳定而且确实是效果非常的好。

 

　　每筑建文：打断一下，冬天像咱们现在一般的办公室，就这个楼它室内温度能有多少度？

 

　　于震：这个楼多种的土壤源热泵的应用，就是我们用不是一种单一的土壤源热泵的应用。就是包括水冷多连，包括水环热泵，包括普通的地源热泵好多种地源热泵的应用在这里面。我觉得都是比较成功的而且用起来也比较简单，就是不会说非得在建科院才能用得起来，而是说老百姓也能使用。也都基本没什么维护的而且这个技术我觉得也是从过去几年来说感觉非常好。

 

　　每筑建文：那这几种土壤源热泵相对来说，您觉得哪种是既便宜又好而且安装什么的比较安全，比较简易可以操作呢？

 

　　于震：我觉得从我们的使用者觉得水冷多连相对来说是最简单的。就是说它的维护，基本上免维护，水冷多连我觉得这个技术将来还是很有潜力的。另外一个我们觉得比较好的，它其实介于主动被动之间就是这个中置遮阳我们觉得也是不错。因为其实各地推了好多外遮阳，但实际上去年有个特别大的课题就是走访，回去走访上百个建就发现这外遮阳的故障率特别高就是经常出问题。但是内遮阳就确实是效果差的多，我们最后选择了是一个中置遮阳的一个方案，就是它在两层玻璃中间，然后它的效果比内遮阳好得多。但是它的维护特性因为有两面保护，结果它耐久性、美观也好得多。所以这个技术在这个楼之前也很少见，但现在我们在很多地方推广业主也觉得很好。

　　每筑建文：这个技术对于我们门窗目前咱们国家门窗加工这个有没有什么特殊的要求吗？

 

　　于震：其实我就说这个工作包括薛总设计的这个项目，其实对这个行业还是有一定的挺好推动作用的。就是整个门窗行业在我们盖这个楼的时候就是好多想做的高性能的一些东西，厂家非常的少。但这几年很多很多厂家也看到这个趋势，就不断地更新他们的这个生产线，然后很多产品像刚才说到的这些东西很多很多厂家都能实现，也不是说采购不到的。

 

　　薛明：其实这个我觉得也是这个楼的一个很重要的意义。就是我们在做这个楼之前，我从建筑师这个角度一直也是想着可能是这个外遮阳是比较省事，也比较省钱从这个角度去考虑的。但是从这个示范楼这个过程中的，我们把这个技术引进以后，我们就发现实际上它对整个产业是有促进措施的。而且确实这个外遮阳，特别是那种可调节的外遮阳在北京这种多沙尘的气候下很快它就会损坏。那么这种中置的就是刚开始可能感觉成本要高一些但是如果说这个产业一旦促进出来了它的成本就会大幅下降。这样将来我觉得如果这一块能够推广了的话，其实应该说是无论对建筑的美观对它日后的维护，还是节能效果都是非常有效的。因此我觉得从这个角度来说这个应该说通过这次的探索应该对以后会有很大的一个促进作用。从我做的跟节能有关的项目其实也有若干个也不仅是这一个当然这个是从节能效果上走的是比较极端的。那么以前通过实践，我的感觉就是其实太阳能已经是很成熟的那么至少它在制热方面可能在空调这一块还是有一些难度但是制热这一块包括提供热水很成熟了应该是可以大力地推广的。另外那个地源热泵这一块，只要说在场地许可情况下，我觉得也是尽量地去做也是没问题的。这个都是很有效的能够解决这个也就是我们利用了可再生能源吧，来起到这个节能的作用。

 

　　每筑建文：好，谢谢二位专家这么耐心地回答了我们提出的各种各样的技术问题。也希望这个节能示范楼也就是我们的建科院近零能耗大厦为中国绿色建筑的推动起到更大的作用，谢谢。

 

　　1.充分利用中国建筑科学研究院在建筑科技方面的综合优势，将最前沿的设计理念、技术和产品综合应用到此项目中。

 

　　2.从设计、施工、运营全过程进行把控，实现建筑全生命周期近零能耗。

 

　　3.秉承“被动优先，主动优化，经济实用”的原则，以先进建筑能源技术为主线，以实际数据评价为基础，集成展示世界前沿的建筑节能和绿色建筑技术。

 

　　4.力争成为为中国建筑节能科技未来发展的重要节点，为制订中国近零能耗建筑技术标准提供依据。

 

 

　　1.充分尊重环境：

 

　　作为旧建筑改扩建项目，建筑设计在延续历史记忆的基础上把握创新，形成新旧协调，亲切舒适的人文环境。同时充分考虑建筑微环境，保留室外原有树木，增加绿地，增设屋顶花园等措施对区域生态环境进行补偿。改造时拆除的部分建筑材料也重新应用于新建筑之内。

 

　　2.被动优先：

 

　　建筑围护结构设计是保证建筑近零能耗的先决条件。

 

　　本项目墙体使用190厚加气混凝土砌块。墙体外保温采用我院自主研发的STP真空绝热板，厚度仅30mm，其导热系数小于0.005W/mK，约为目前常用保温材料导热系数的十分之一左右。外挂纯天然材料制成的埃特板，外墙墙体平均传热系数小于0.3W/（m2K）。约为目前国家标准的二分之一左右。

 

　　外窗使用三层low-E中空玻璃（T6+23A+T5+V+T5）；窗框采用70系列内平开下悬铝木复合窗框。综合传热系数小于1.3W/（m2oK），约为现在国家标准的二分之一。遮阳系数根据不同朝向在0.2~0.6之间。西向、南向房间外窗内增设可调节中置式遮阳。

 

　　北向主入口开门方向及构造形式经过优化设计，有效减少不必要的空气渗漏。  

 

　　3.可再生能源利用：

 

　　能源系统充分利用可再生能源，采用太阳能集热系统和地源热泵系统相结合的能源形式。

 

　　二层办公区采用地板辐射供冷供热+溶液除湿机组，三层办公区采用了辐射吊顶供冷供热系统加新风热回收机组，实现了温湿度独立控制，不仅提高了空调环境的热舒适性与室内空气品质; 而且与传统的空调系统相比有着显著的节能效果。

 

　　建筑南立面设置太阳能光伏系统，采用分布式并网模式建设，系统模式为自发自用。

 

　　4.智能建筑：

 

　　大量应用智能建筑技术，全楼十余个智能化系统一体集成，实时监控点超过1000个，通过无线传感，智能手机，云计算技术等信息通信技术的应用，加强用户体验。  

 

　　5. 健康建筑：

 

　　定时监测管理PM2.5、挥发性有机化合物和二氧化碳的浓度，以及温度、湿度等实时信息。保证室内空气品质

 

　　楼顶设置独立的气象站系统用来采集室外温湿度及PM2.5等气象参数，对外实时发布，也作为示范楼能能源系统和新风系统优化控制的重要参数。

 

　　6.其他措施；

 

　　室外绿地与透水地面相结合，保证雨水回渗，回用屋面用于室外景观灌溉和道路冲洗。卫生间设备均为节水器具。照明灯具均选用节能灯具，屋面局部设置光导管，作为日常照明的补充。