「小蘑菇」造型的玻璃罩，這事實上是日光照明系統
被動式建築透視圖
杭州綠色建築科技館
■本報記者 張晶晶
2015年8月，記者跟隨「走進新國企·中國綠生活」活動來到中國節能集團杭州能源與環境產業園，參觀園區內集成了世界十大先進建築節能系統的杭州綠色建築科技館。
作為中國節能環保集團公司在綠色建築領域的典型項目，這個科技館是國內首個，也是唯一一個同時獲得綠色建築LEED-NC鉑金、綠色三星級設計、三星級運營最高級認證的項目，堪稱中國最「綠」的建築。
據了解，綠色建築科技館引進了國內外最先進的「十大建築節能系統」，實現了70%的建築節能效率，是目前國內最先進的綠色建築之一。
其中最吸引記者眼球的是該綠色建築科技館中一系列被動式節能技術的運用。
被動式建築有什麼門道
被動式低能耗建築設計的概念，是在20多年前由美國建築師巴魯克·吉沃尼最早提出的。建築師徐磊在接受本報記者採訪時說，被動式建築對建築設計和原材料的要求比較高，造價不菲。但從其最終目的上看，是為了儘可能減少能源消耗，並與建築周圍的氣候因素、建築設計及結構特點相呼應，「這與綠色建築的訴求不謀而合」。
被動式低能耗建築設計通過最大限度地利用太陽能等自然能源，為建築的使用者提供較為舒適的居住和工作環境，它倡導的是綠色環保、節能減排的新能源建築理念，不用或少用採暖和製冷的傳統建築設備系統。
從這個意義上看，中節能綠色建築科技館採用的大部分技術已經可以作為國內被動式建築的代表。
綠色建築科技館坐落於中國節能集團杭州能源與環境產業園，與大部分人對工業園區的印象不同，這裡滿目綠色，各種樹木生長得鬱鬱蔥蔥。第一眼看到綠色建築科技館，多少會讓人覺得驚奇——因為房子是歪的！
浙江中節能綠建環保科技有限公司常務副總徐東升向記者介紹說，科技館的建築的確是向南傾斜了15度。
而這獨特的外形設計正是科技館的十大節能系統之一，也屬於一項被動式節能設計——建築自遮陽系統。徐東升告訴記者：「這樣的設計，有它的道理所在——夏天太陽的角度高，這個建築角度正好能抵擋一些熱量；而冬天太陽角度低，這個設計又能讓更多的陽光照過來。」
參觀科技館時南方正值盛夏，但科技館裡卻很涼爽。與傳統空調不同的是，科技館的涼爽讓人感覺非常舒適。徐東升告訴記者，科技館採用的空調跟家裡用的空調非常不一樣——它不用電，也不吹風。抬頭一看，屋頂有一排排像暖氣片式的吊頂，還有一些彎彎曲曲的水管。
「這是一套地源熱泵系統，設計之初，建築外圍就有管道深入到地下60米處，取出18℃左右的水，形成一個水循環系統，用冷熱交換的辦法，使室內降溫。這套系統採用高溫冷源和空調末端用於除去室內顯熱負荷，採用水作為輸送媒介，其輸送能耗僅是輸送空氣能耗的1/10到1/5。」
另外值得稱道的是，即使在不開空調的春秋季，也不會感覺到普通建築中的悶熱，這得益於綠色建築科技館採用的一套被動式通風系統。技術人員介紹說，該系統在室外地面留有風道入口，利用風壓和熱壓兩種壓力，將室外的冷空氣經風道引入室內，將室內熱空氣通過屋頂的「煙囪」排出，從而實現零動力排氣通風，最大限度提升居住體驗的同時，將建築能耗降低到最小。
徐東升告訴記者，除了以上這些，科技館還採用了智能化外遮陽通風百葉系統；太陽能、風能、氫能發電系統；能源再生電梯系統；雨水收集、中水回用系統；智能控制、分項計量系統等技術。而這些系統的集成使綠色建築科技館的每平方米能耗只有普通建築的1/4，節能達到75%，最大限度地減少建築能源消耗、減少對自然環境的負面影響、建構健康、舒適的室內空間，促成了人與環境的和諧發展。
與太陽能發電相結合
在歐洲，被動式建築的推廣非常受重視。它不僅適用於住宅，還適用於辦公建築、學校、幼兒園、超市等。最早的一批被動式房屋於1990年在德國達姆施塔特建成。1996年被動式建築協會在德國達姆施塔特成立，該協會致力於推廣和規範被動式房屋的標準。此後有越來越多的被動式建築在德國落成。
徐磊向記者展示了這樣一組數據，截至2010年，僅在德國就有13000多座被動式建築投入了使用，有獨棟房屋、公寓、學校、辦公樓、遊泳館等。對於多層建築來說，被動式節能技術更能體現它的優勢，例如位於因斯布魯克的Lodenareal項目，是世界上最大的被動建築，能足足容納354家住戶。
建築師和科學家很早就開始研究零能耗的房屋，把能耗降到零是十分苛刻的，儘管從理論的角度它是可行的，但是因為極高的造價和複雜的工藝，至今為止還只是停留在科研項目層面。但低能耗建築卻因其優越的性能價格比，很快普及開來。隨著節能的需求日益迫切，被動式建築逐漸發展開來。事實上，如果把被動式建築結合上太陽能發電設備，其實也是從另外一個層面實現了零能耗房屋的追求，因為畢竟沒有人願意住在一個沒有冰箱和電視的房子裡。
綠色建築科技館的另一大亮點，剛好與上述觀點不謀而合。這座不大的科技館樓頂上，有一個2兆瓦屋頂光伏發電站。據介紹，該發電站作為國內首座兆瓦級屋頂光伏併網電站，年發電量達200萬度，自2009年併網發電以來累計發電800多萬度，折合節約標煤近3000噸，減少二氧化碳排放超過4000餘噸，取得了社會效益和經濟效益的雙贏。
對日光的利用，除了光伏發電之外，科技館樓頂上還有另外一群吸引眼球的小傢伙—— 一群可愛的「小蘑菇」造型的玻璃罩，這事實上是日光照明系統。
它的工作原理是：陽光經樓頂採光罩聚集，直接折射到傳輸管道，光線沿管道向下反射穿越房頂到達吊頂，最後經漫反射灑落在房間的每個角落。
「光線在管道中以無可比擬的反射率進行傳輸，光線反射率達99.7%，光線傳輸管道可長達15米。通過採光罩內的光線攔截傳輸裝置（LITD）捕獲更多的光線，同時採光罩的設計可以濾去光線中的紫外線。」徐東升告訴記者，雖然該採光系統造價較高，但符合綠色節能建築的要求，並且自然光對於人的視力保護有一定作用，目前已廣泛用於體育場館、學校教室、地下車庫、超市和生產車間的室內照明。
實用為先
長期以來，社會將節能重點都放在降低工業耗能上，但是其實建築耗能也是能量消費中不可小覷的一大部分。2005年和2006年，我國先後發布了《公共建築節能設計標準》和《綠色建築評價標準》。今年初，修改後的新版《綠色建築評價標準》也開始實施。
截至目前，綠色建築在我國推廣已近10年，但成效並不樂觀。截至今年上半年，全國共有3000餘項目獲得綠色建築評價標識，總面積僅3.5億平方米，而且其中近95%的項目只是取得了綠色建築設計標識，真正在竣工後獲得運行標識的僅185項，佔總數的5.8%，建築面積2194.8萬平方米。
究其原因，中國節能環保集團公司副總經理張超從三個方面作了概括：一是認識程度仍有待提升，二是資金支持尚待加強，三是從技術層面來講，評價體系尚待健全。
他強調說：「醫院和博物館的需求是不一樣的，從評定角度來看，需要分類進行。不是單純地進行技術疊加，而是要注重運行效果。」
《中國科學報》 (2015-09-18 第8版 新知)