科技部节能示范楼

　　科技部节能示范楼落成两年多来，在控制参观的情况下，已经接待了来自27个国家的290多名国外建筑专家，以及国内3000余名设计师、建筑商、有关专家和管理人员。英国卡迪夫大学建筑学院院长、美国卡内基梅隆大学建筑艺术学院院长来北京，顾不上观光游览，便迫不及待地将这里作为首选目的地。
　　到底有什么独到之处使科技部节能示范楼赢得如此多的美誉并引起如此多的关注呢？
　　不仅因为它是加入《京都议定书》后中国为履行二氧化碳减排而设计的建筑节能示范项目、一个由中美双方合作完成的示范项目，更因为它运行两年多来惊人的节能效果————在这座楼里，空调排风能量回收、墙体保温、遮阳板、反光板等12项先进节能技术和产品都被容纳了进来，令人耳目一新的节能设计、亮点随处可见。专家认为，科技部节能示范楼，集多种节能、环保、智能技术于一身，代表了目前国内乃至亚洲最先进的综合节能技术水平，其节能技术应用和节能效率在今后10至15年内在亚太地区都具有示范意义。
节能技术异彩纷呈
　　走进大楼，看不到什么金碧辉煌的装饰，但楼中却是处处内藏“玄机”，据示范项目负责人、科技部科技促进发展研究中心副主任杨国雄介绍，这里使用的墙体和窗户材料都是高效保温隔热的。两层空心砖中间夹泡沫聚氨脂保温层的墙体，像是给楼房穿上了一件“保温服”。而低辐射绝热的镀膜玻璃就像一面面反射镜：冬季将室内热量的绝大部分反射回来，由此保暖；夏季将远红外热辐射反射回去，阻止室外的热量进入室内，隔热效果明显。“通过这些节能材料和技术的使用，示范楼在围护结构上比普通建筑节能50%，1.3万平方米的建筑，耗热量仅相当于一座3000多平方米的办公楼。”
　　常规的观点认为，建筑物表面面积越小，楼内能源的散失就越少。而科技部节能示范楼外观设计为“十”字形，为什么没有选择表面积最小的球形、圆柱形或是矩形呢？杨国雄告诉记者，“十”字形楼体设计其实是在充分利用自然光照明的条件下通过计算机模拟计算而来的，它找到了光照好而能量散失又小的最佳方案，对比其他任何一种外形和平面设计，“十”字形至少能节能5%。不起眼的浅色外墙也是节能设计的一部分，亚光型的涂料既能反射阳光，减少外墙的吸热，又实现了漫反射，避免了对周边环境的光污染。
        节能示范楼内每一间办公室都有灯，但却找不到电灯开关。原来，这些节能灯全部由数控调光器、光照传感器控制，当屋内桌面的光照低于阅读照度时，上方的灯会自动启动并补光，而且是缺多少补多少，房间内光线充足时灯不会开启。节能灯同时还受到红外传感器的控制，当红外探头测到室内无人时，即使光线很暗，灯也不会点亮。采用数控节能灯后，示范楼平均每平方米的照明功率只有4瓦。
　　按搭乘人数“出力”的智能电梯，也是节能示范楼的亮点之一。以往运行的电梯不管人多人少，每次都要消耗同样多的电能，示范楼中的电梯通过运行程序的智能控制和按乘载量调节的变频系统，实现了按搭乘的人数调节功率，既减少了空载，又避免了“大马拉小车”的能源浪费。
　　热回收装置是节能楼的又一亮点，在使用新风时，排出的废气与新风进行热交换，将废气的能量传至新风，大幅度降低了室内能源损耗。
　　杨国雄说：“运用多种多样的节能技术，节能示范楼实现了大幅度的能源节约。据统计，示范楼每年节电超过90万千瓦时，一年可节省经费60余万元。与普通建筑相比，示范楼年节能72.3%。”
人与环境和谐相处
　　除了节能，从人居环境舒适度标准衡量，节能示范楼在绿色技术和智能化方面也达到国际先进水平。按美国绿色建筑标准测评，节能示范楼有关指标达到并超过美国绿色建筑金奖的标准，是我国第一个达到此标准的建筑项目。
　　节能示范楼在建设中广泛采用了绿色建材。据杨国雄介绍，内墙建筑涂料就采用了最传统的无污染建筑工艺，由白石灰粉和贝壳粉混合而成，价格低廉而且对人体无害；建筑木材则采用了速生的木材，并禁止使用含甲醛的大芯板。节能示范楼完成室内装修一周后，曾对室内空气质量进行测试，办公室内的有害挥发性气体含量在国家环保标准的1/4至1/11之间，装饰石材、铝材使用最多的一层大厅，有害挥发气体的含量也仅为环保标准的1/2至1/4。洁净的空气质量，让使用者拥有了一个舒适、健康的室内环境。
　而室外，在2200平方米的规划面积内，绿化覆盖率达到42%。在示范楼的楼顶，还有一个美观实用的“空中花园”————绿草茵茵，松竹相映，60多种植物分布在总面积810平方米的屋顶花园中，占到屋顶面积的70%。杨国雄说，普通建筑夏季楼顶的温度超过50甚至60摄氏度，有了这个屋顶花园，屋顶温度与地面草地接近，大楼高层办公室就像躲在窑洞里，室温大大降低，大楼制冷的压力就小多了。另外，它采取了自动喷灌系统加防积水的雨水过滤基底导流技术，实现雨水全回收，可以满足夏秋季屋顶花园和周边绿地的浇灌用水。通过各种节水措施，这样一座示范楼每年可节水1万吨。
　　节能示范楼的许多细节设计和技术使用，都体现了人与环境的和谐统一。地面首层的架空设计，最大限度地减少了对周边自然表土的破坏；楼四周环形通道铺装透水率达到每小时120毫米的透水砖路面，与绿地配合降低了楼周围的热岛效应；利用太阳能光伏发电和热水系统，使再生能源占到全楼运行能耗的9%等。
　　从功能示范上来看，节能示范楼更是一座高智能化办公大楼。它采用先进的智能化数字控制技术，实现了全楼自动化运行和运行指标及室内空气质量指标的控制。杨国雄说，整个大楼共有2000多个各种类型的传感器，采集楼宇运行的水、电、空调、电梯等设备的状态、空气质量和温湿度、灯光照明、消防安全的各种信息，电脑可以有效监测和控制各项运行指标。自动控制系统在保证全楼使用高舒适度的同时，又可节能15%至17%。另外，节能示范楼办公采用两套完全物理隔断的网络系统，实现设备和数据共享，并在国内率先实现无纸会议系统和虚拟网络会议系统。
低价位实现高节能
　　节能效果明显的科技部节能示范楼为公共建筑节能提供了一个模范样本。但人们也担心，节能虽好，技术是不是太尖端，造价会不会太高？杨国雄表示，示范楼如果不算网络和会议系统，每平方米造价不足5200元，只比普通楼造价高300元。
　　“节能示范楼在节能技术运用上讲究综合集成，并不追求单项技术做到国际顶尖，而是根据性价比，在尽可能降低成本的基础上实现最高的节能效果。太贵的和不成熟的技术我们都不用，因为这个楼是用来示范推广的，并不是单纯的试验。”杨国雄说，为了控制成本，示范楼使用的材料和设备，绝大多数国内厂家完全有能力生产，今后如果推广使用，随着应用经验的丰富，造价将会进一步降低。
　　杨国雄还给记者算了笔账，示范楼因节能和绿色设计共增加投入400万元，但运行后每年可以节省水电费70万元，预计节能增加的投入可在7年内回收。另外，以能源价格年递增1%计算，在该楼70年的使用期内，其节约的全部能源费，可再建一座同等规模的节能楼。
　　据了解，因为是第一次建设，节能示范楼从1998年立项到2004年投入使用，总共花了7年时间，中美专家为这座建筑的设计方案召开了5次国际研讨会，进行了3轮计算机模拟，在60多个方案中择优选择，仅准备工作就花费了100多万元人民币。而这些工作在推广建设时就不必包括进来了。
　　杨国雄表示，现在再建这样一座节能70%的楼，只要周密运筹，完全可以达到和普通建筑一样的造价，不用增加任何费用。如果按照现在国家提出的公共建筑节能50%的要求，就更没有问题了。
　　节能示范楼的实践表明，一个绿色、节能、智能化的建筑不仅可以在中低价位上完成，综合运行费用还可以大幅度降低。在节能、绿色建筑成为新趋势的今天，科技部节能示范楼将成为今后节能建筑开发的一个实用样本。