清華大學(xué)東區(qū)，緊臨清華建筑館東側(cè)，有一座4層小樓。透明的玻璃幕墻很像普通的現(xiàn)代式建筑，但幕墻外探出的巨大可調(diào)節(jié)遮陽板，提醒參觀者——它與眾不同。
這座小樓就是我國首座超低能耗示范樓，2005年3月22日正式落成。它不僅是我國首個綜合示范、展示、試驗功能的綠色建筑，也是我國首個以真實建筑物搭建的建筑節(jié)能技術(shù)試驗平臺。
“示范樓囊括了世界上80%的節(jié)能技術(shù)、產(chǎn)品”，中國工程院院士、清華大學(xué)建筑學(xué)院教授江億說，“我們把世界上能找得著的、能放到樓里去的最新節(jié)能產(chǎn)品、設(shè)備以及相關(guān)技術(shù)都擱進去了?！苯菏渴浅湍芎氖痉稑秦?fù)責(zé)人。
作為2008年奧運建筑的“前期示范工程”，清華大學(xué)超低能耗示范樓集中體現(xiàn)了“科技奧運、綠色奧運”理念。示范樓建筑圍護結(jié)構(gòu)導(dǎo)致負(fù)荷僅為常規(guī)建筑物的10%，冬季可基本實現(xiàn)零采暖能耗，考慮辦公設(shè)備、照明等系統(tǒng)在內(nèi)，建筑物全年電耗僅是北京市同類建筑物的30%。
超低能耗示范樓，節(jié)能的秘密在哪里？
江億院士的學(xué)生、清華大學(xué)建筑學(xué)院碩士易曉勤向《中國投資》記者解開了謎底。
示范樓緊臨清華大學(xué)建筑館，地下1層，地上4層，總面積3000平方米。示范樓集成了國內(nèi)外科研單位和制造企業(yè)的近百項建筑節(jié)能和綠色建筑相關(guān)的最新技術(shù)，中國、美國、德國、日本、丹麥等國家近50家企業(yè)向示范樓捐贈了各種節(jié)能產(chǎn)品，其中有近10項產(chǎn)品和技術(shù)為國內(nèi)首次采用。
示范樓南側(cè)有2彩色立柱，立柱上有兩盞超級“白熾燈”，它叫透射式采光機。采光機能自動跟蹤太陽，進行陽光采集，再通過光纖傳導(dǎo)，將太陽光引進地下室照明，最遠(yuǎn)陽光傳導(dǎo)距離可達(dá)200米。此外，示范樓屋頂還安裝了碟式太陽光收集器，收集器利用拋面反射鏡將平行的太陽光匯聚，通過傳輸，為樓下房間提供照明。
示范樓南側(cè)和東側(cè)全部是玻璃幕墻。這些玻璃不是普通玻璃。南外墻裝上30平方米單晶硅光電玻璃，這些玻璃能把太陽光轉(zhuǎn)化為電能，峰值發(fā)電能力5千瓦。
玻璃幕墻中還有一種叫Low-e玻璃，這種玻璃表面所鍍的膜層厚度還不到頭發(fā)絲1％，它的低輻射膜層能將80%以上的遠(yuǎn)紅外熱輻射反射回去。它就像一面反射鏡，冬季它將室內(nèi)熱量的絕大部分反射回室內(nèi)，由此保暖；夏季它可以阻止室外的熱量進入室內(nèi)，隔熱效果極強。
玻璃幕墻外面還有一些寬寬長長像飛機機翼一樣的超級“百葉”遮光板，遮光板可隨著陽光的變化自動調(diào)節(jié)角度，保證大樓從早6點到晚6點使用自然光。
樓內(nèi)還有一些特殊的地板，是把特殊的相變材料作為蓄熱體填充到常規(guī)的地板內(nèi)，制成相變地板。冬季，蓄熱體白天可以蓄存照進室內(nèi)的太陽光熱量，晚上又向室內(nèi)放出蓄存的熱量，這樣室內(nèi)溫度波動將不超過6攝氏度。
易曉勤說，相變地板、Low-e鍍膜玻璃、真空玻璃、遮陽裝置等各種材料配合使用，可使我國各類建筑的冬季采暖能耗降低到每平方米10瓦，僅為目前采暖能耗的1/3。由于圍護結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的建筑耗冷耗熱電量僅為常規(guī)建筑的10%。在非潮濕地區(qū)，甚至可以建造出接近“零能耗”的建筑。
示范樓一層天花板上密布著藍(lán)色網(wǎng)柵。這是示范樓獨特的溫、濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)，名叫“輻射吊頂”。它們是一根根直徑6毫米的塑料管，靠毛細(xì)作用使一定溫度的水充滿其中，通過水循環(huán)帶給房間增熱或者降溫。冬季取暖時，循環(huán)在系統(tǒng)中的熱水溫度為22攝氏度到24攝氏度，夏季為18攝氏度到20攝氏度。
傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)使用同一冷源對空氣進行降溫和除濕，不得不采用5攝氏度到7攝氏度的冷源(單純的降溫只需采用15攝氏度的高溫冷源)，結(jié)果造成能量利用上的浪費。
溫、濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)的難點是用新風(fēng)除濕。而清華大學(xué)研制出的“溶液熱回收新風(fēng)機組”可解決這個難題。它利用具有吸濕能力的濃鹽溶液吸收水分、把新風(fēng)弄干，干燥的新風(fēng)將室內(nèi)濕負(fù)荷帶走。江億院士說:“這種技術(shù)領(lǐng)先美國起碼兩年。”
易曉勤說，溫、濕度獨立控制的研究主要針對降低大型公共建筑能耗，該技術(shù)的突破可使大型公共建筑采暖空調(diào)能耗再降低30%，這意味著大型公共建筑總能耗降低15%。
示范樓的大部分能源來自地下室的美國產(chǎn)燃?xì)鈨?nèi)燃機，它是熱電冷三聯(lián)供系統(tǒng)。燃燒天然氣發(fā)電，再由發(fā)電后的煙氣余熱產(chǎn)生熱水供熱或作為空調(diào)吸收式制冷機的動力， 燃料利用率非常高，就好像一個小型的熱電廠。
一般建筑內(nèi)的排風(fēng)立柱只有一個排風(fēng)孔，但示范樓里的排風(fēng)立柱有上下兩個排風(fēng)孔。這是根據(jù)熱空氣在上、冷空氣在下的道理設(shè)計。冬天需要保暖，就打開下面的排風(fēng)孔，上面的熱空氣就能有所保留。夏天，打開上面的風(fēng)孔，下面的冷空氣就留下不少。
示范樓屋頂也別具一格，那是一個屋頂花園，樓頂分9塊區(qū)域，每塊區(qū)域種植著不同的耐寒抗旱植物。
不能小看這些植物的價值。冬天，屋頂?shù)闹参锟梢杂行ё钃鯓莾?nèi)熱量的散失，確保樓內(nèi)溫度；夏天，樓頂有綠色植物的阻擋，可以吸收太陽熱量，使室內(nèi)比較涼爽。此外，屋頂花園還能起到凈化雨水的作用。雨水降到屋頂花園的土壤中，花園中植物的根系在吸收一部分雨水的同時，也把雨水中的有害物質(zhì)吸收掉了。經(jīng)過植物根系過濾凈化的雨水會經(jīng)過土壤下面的導(dǎo)管集中排泄到樓下的水池中用來養(yǎng)魚。
