没有物业账单的住宅

零能耗建筑实验室的外观。

没有人工照明，

没有高压交流电系统，

几乎不会收到物业账单。

零能耗建筑实验室的目标是

产能比耗能多，

最终能够为电网供电。

编译|冯雨萱

编辑|李致一

零碳排放——使用具有高性能的当地材料，保证空气质量和室内环境的均衡。

哈佛绿色建筑和城市研究中心（CGBC）推出了首个零能耗建筑实验室House Zero（零能耗建筑实验室），为日后的发展提供了建筑原型。其内部先进的数字化设施使用了前沿研究成果，旨在改变建筑的设计和运行模式。

哈佛大学设计研究生院（GSD）的下属机构哈佛大学绿色建筑与城市研究中心（CGBC）于2018年宣布，他们已经完成了House Zero（零能耗建筑实验室）的建造。

“超高效的建筑改造策略”

House Zero（零能耗建筑实验室）致力于解决当今世界上最大的能源问题之一，即现存建筑效率低下。美国的建筑能耗占全国能耗的40%，而住宅类建筑就占了其中将近四分之一。为了给住宅供暖、制冷和供电，业主每年都要花费超过2300亿美元在住宅上。

CGBC所提出的建筑能效低下的问题，一旦得以解决，将会为遏制气候变化提供巨大的机会。House Zero（零能耗建筑实验室）通过一种超高效的建筑改造策略，为降低能耗需求和节约业主成本描绘了一幅未来蓝图。

这座新型建筑的设计从一开始就有宏大的目标，其中包括了将近零能耗的供暖和制冷系统、日间零人工照明、百分之百的自然通风，以及零碳排放等。建筑的翻修和后期运营皆是耗能的过程，因此该建筑旨在在其使用期限内，使产出能量远超于消耗能量，实现其零能耗建筑的目标。

House Zero正是得名于此。

哈佛大学绿色建筑和城市研究中心（CGBC）的创始人兼主任、House Zero项目的负责人阿里·马拉卡威在访谈中说，“怎么说呢，因为确实有很多零。这座楼几乎不会使用制冷或制热，碳排放量为零，白天也不会消耗电光源。”

没有人工照明，没有高压交流电系统，几乎不会收到物业账单。零能耗建筑实验室的目标是产能比耗能多，最终能够为电网供电。建筑师阿里·马拉卡威任职于哈佛绿色建筑与城市中心，他表示，零能耗建筑实验室的运转只靠新鲜空气和自然光，运作过程无噪音。

“这是因为我们没有采用任何形式的泵，没有什么需要运动，零能耗建筑实验室与外界紧密相连，窗户可以开可以关。什么噪音都没有。” 阿里·马拉卡威说。

这里完全听不到机器的嗡鸣，十分安静，安静的让人感觉舒适。

室内如果暖和起来或者有些闷热的话，窗户就会自动打开。窗户都裱了嵌板，可以提供荫蔽。太阳能烟囱的设计可以确保室内的通风。温度极低或极高时，地源热泵就会通过地板来制冷或制热。太阳能烟囱让空气可以从室外进入室内，能实现环境通风，下部不需要机械系统。

太阳能通风口促进室内和地下室活动空间的通风。

“一切皆智能”

不过，所有这些的实现都需要依靠智能技术。在地板以下以及整个零能耗建筑实验室，有5英里的电缆和数百个捕捉数据的感应器，捕捉的数据包括但不限于气流、气温、二氧化碳浓度。带上放大现实的眼镜，就能目睹这一切了。现在，从该实验室获取的所有信息都导入了一个大型数据库中。

CGBC在House Zero（零能耗建筑实验室）的所有构件内都嵌入了数百个传感器，传感器将数百万的信息数据传输回去，以供CGBC持续监测其建筑性能。

由电子控制的自动开合窗户系统确保内部空间全年都享有一个高质量的生活环境。

这些数据还将为哈佛大学的研究人员提供一个前所未有的、研究复杂的建筑行为的机会。反过来，这些数据将推动计算机模拟实验，帮助CGBC开发新系统和数据驱动的学习算法，从而提升建筑的能源效率、健康安全和可持续性。

“House Zero（零能耗建筑实验室）内的设施十分灵活，皆由数据驱动，这使我们能够进一步揭开建筑自身行为的神秘面纱，同时设计出下一代高能效建筑。”阿里·马拉卡威这样说道。

设计该实验室的初衷是帮助下一代建筑师设计并构造房子——不依赖能源就能运转的房子。马拉卡威希望学生们和科学家们能够将建筑物视为可以有生命、可以呼吸的结构，可以与环境自然互动的一种存在。

“前所未有的高建筑性能”

“通过建立一个用于长期研究的建筑原型和基础设施，我们希望激起业界对高能效建筑改造项目的兴趣，同时促使建筑设计和运营模式发生一种重大转变。”

“哈佛的House Zero（零能耗建筑实验室）项目是效率和设计变革时尚一个意义重大的物理模型，”哈佛大学GSD的院长兼Alexander and Victoria Wiley资深荣誉教授Mohsen Mostafavi说道。“作为一个生活实验室，它为哈佛的学生和研究人员提供了一个无与伦比的、创新的基础设施。学校师生们可以利用House Zero（零能耗建筑实验室）项目来进行建筑探索和研究，因为在不远的将来，他们将肩负起建筑师的社会责任，在世界各地设计并建造新一代的可持续建筑和城市。”

“House Zero（零能耗建筑实验室）项目为我们展示了如何通过优化现有技术来解决现有能源问题，从而实现一种前所未有的高建筑性能。”Malkawi说道。“House Zero（零能耗建筑实验室）促使我们跳脱出建筑设计和运行的固有模式，重新思考如何提高使用周期内建筑的能效，以为如何为住户创造一种高质量的生活空间。”

窗户夏季保护HouseZero免受太阳直射，减少室内制冷所需能量，冬季将阳光引入室内空间，减少季节性的能源需求。

House Zero（零能耗建筑实验室）的超高能效在于将其尖端技术与已使用的低端建筑设计措施相互交叉，使它们共同作用于建筑上。

通过采用精细复杂的软件和传感器来控制窗户的自动开合，从而确保内部空间全年都享有一个高质量的生活环境。建筑本身致力于创造最舒适的生活空间。此外，住户也可以人为控制窗户的开合，以便于确保个人的舒适感。

建筑师和研究人员将通过House Zero（零能耗建筑实验室）项目，来探讨如何重新从根本上定义建筑，使其不仅能够与周边环境联系，更能利用自然环境来打造一个高效健康的内部空间环境。House Zero（零能耗建筑实验室）的建筑表皮和材料通过一个更加自然的方式与季节和室外环境相结合，而不是一个简单的“密封的盒子体量”。

数字化建筑中的人性化设计——实验室中心的楼梯螺旋上升，垂直贯穿建筑，减少了建筑物中流线的相互干扰。

信息来源|PBS高端访谈

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