正能源建筑Brattørkaia，图片来源：Ivar Kvaal

什么是正能源建筑

正能源建筑（Energy-positive building）是利用该建筑一年平均生产的能源多于外部引进能源的建筑。这是通过将小型发电机与低能耗建筑技术（例如太阳能建筑设计，保温隔热以及精心的选址和布置）相结合来实现的。

2013年，GBPN与可再生能源和能源效率伙伴关系（REEEP）合作发起了10亿平方米的“正能源建筑”运动。这项运动旨在全球范围内支持大规模的建筑物来生产能源，以超过建筑物消耗的能量。我们要应对新兴经济体前所未有的新型建筑热潮带来的气候变化，又要确保所有人都能负担得起能源供应，那么建筑行业的这种范式转变就很有必要。 

世界上最北端的正能源建筑

作为世界最北端的正能源建筑典范，挪威特隆赫姆市的Brattørkaia办公综合楼，位于海港旁，并通过建筑物后端的人行天桥与特隆赫姆中央车站相连，旨在树立建筑建造和拆除的新标准，在这个标准下，建筑物在其使用期限内，所产生的能源比大于所消耗的能源。

 得天独厚的探索机会

“正能源建筑是未来的建筑。”建筑公司Snøhetta的创始人兼设计Kjetil Trædal Thorsen表示，设计行业的口号不应该是“形式遵循功能”，而是“形式遵循环境”。“这意味着当今的设计思想应首先关注环境因素并减少我们的占地面积，并让设计遵循这一前提。”探索正能源建筑的各种可行方案和对应的前提条件是非常重要的一环。而Brattørkaia发电站位于地球赤道以北63度，每个季节的阳光变化很大，为探索如何在严峻条件下收集和存储太阳提供了得天独厚独特的机会。

在落实该项目之前，为它设置了三个方面的目标：

1、使建筑物产生的清洁能源最大化；

2、使建筑物运行所需的能量最小化；

3、为租户和公众提供舒适的空间。

正能源建筑的新典范

建筑物外立面覆盖着黑色的铝和近3,000平方米太阳能电池板，平均日发电量是其日常用电量的两倍多，并将通过当地的微电网为其自身，附近的建筑物、电动巴士、汽车和船只提供可再生能源。采用“液体光”来减少照明中的能源消耗，它能允许光根据建筑物中的活动需要调整亮度，这些策略使Brattørkaia消耗的照明能量仅是同等规模的典型商业办公大楼的一半。

该建筑为包括建筑和运输公司在内的各种商业租户提供办公空间，同时还提供重要的公共计划。底楼的咖啡厅和游客中心向特隆赫姆人民开放，作为学校团体和公众的教育资源。访客中心阐述了“Powerhouse”的能源概念，并鼓励公众对未来可持续建筑策略的了解和讨论。

正能源建筑需要强大的协作

该项目由挪威房地产开发商Entra委托，由Powerhouse合作开发。后者代表了建筑开发领域与其能源合作伙伴的研究、设计和工程合作，共同参与协作的包括著名的房地产开发公司Entra、设计公司Snøhetta、环保组织Zero、咨询公司Asplan Viak等。

Brattørkaia已获得BREEAM“杰出”认证，这是该资产在环境、社会和经济可持续发展方面的全球领先的可持续性评估方法所能获得的最高排名。

中国在超低能耗建筑方面的实践

《经济学人》智库报告指出，中国的二氧化碳排放量中有28％来自建筑中的能源使用。不断增长的私营部门对政府促进绿色建筑的计划表示欢迎，私营部门也越来越多地投资符合国家和国际绿色认证标准的建筑。但是，要实现规模化和减少碳排放，就必须提高对节约成本的认识，制定更清晰的法规并更容易获得国内融资。对潜在成本节约的认识不足限制了中国对节能建筑的需求。中国买家对价格敏感，因此不了解与节能建筑有关的节省。直到最近，开发商还没有动力花额外的钱建造节能建筑，但是新的政府计划正在帮助建立更好的商业案例。

相对于能产生可观的能源 “正能源”的建筑而言，中国的建筑还处于“节能”为主的能源管理阶段。而且中国的建筑能源管理主要从新建筑入手，尤其是日照条件比较优良的中西部地区，是中国节能建筑的新高地，下面是来自中国建筑节能协会中例举的几个代表性超低能建筑案例：

案例一：中建科技成都绿色建筑产业园办公楼

斜向外挂遮阳体系，减少西晒    图片来源：baoruiwen

本项目为中建科技成都绿色建筑产业园的研发中心，面积约4500㎡，包含办公研发，技术展示，公寓及相关配套功能。该项目由中国建筑西南设计院设计，同时由中国建筑科学研究院提供部分暖通系统和智能化系统的技术咨询。该项目中比较突出的节能技术措施有：

1、高气密性技术：气密层采用真空绝热板的铝膜包覆材料。在角落处采用自粘型气密

2、性胶带确保气密层完整。而且，施工过程中的增加 LEAC 涂料方案，可实现防水阻气功能，满足被动房的要求。

3、无热桥设计：保温形式分别采用了内保温和中置保温，有别于传统的被动式外保温的做法。对外墙、外窗安装节点、近乎建筑物的管道及遮阳构件安装均采用无热桥处理技术。

4、冷热源设计：采用地埋管式地源热泵，兼顾供热、供冷和免费冷却功能。其中地源热泵出水温度设置为两套，高温出水设备供应干湿风机盘管和辐射供冷供暖，标准出水设备用于新风系统的冷却除湿。

5、复合通风技术：首先确保外窗可开启面积比例达到 30%以上。过渡季、夏季夜间可自然通风。在自然通风不能满足要求的时段，利用地埋管风系统预冷预热新风。根据计算，与人工制冷相比可节省投资 70%以上，节省电能约 80%以上。部分区域设置风扇，有 3℃的制冷效果，节能效果可达到 18%。

6、排风热回收：新风机组采用焓回收及显热回收两种回收方式。新风在实现冷却除湿前后实现自加热，既能提高冷却除湿的效率，又减少再热能耗。

此外，自然采光、可调节外遮阳等设计，电致变色玻璃、气凝胶玻璃、中悬膜玻璃、真空玻璃等新产品，都在该项目的节能中发挥协同作用。

案例二：兰州新区中建大厦1#办公楼

图片来源：中国建筑节能协会

兰州新区是西北地区的第一个国家级新区。兰州新区属中温带干旱、半干旱大陆季风性气候，年降雨量较少，空气干燥，太阳能资源较为丰富。中国建筑科学研究院兰州分院科研办公楼为甘肃首个超低能耗建筑。目标在于打造整个兰州新区乃至甘肃省超低能耗建筑发展的标杆。

本项目的超低能耗理念为：

• 最小化——采用更高保温隔热性能和建筑气密性的围护结构，运用高效新风热回收，最大程度降低建筑供暖供冷需求；

• 最大化——采用高效冷热源、动力设备、电气设备，最大程度提高建筑用能效率；

• 可持续——提高建筑能源利用率、提升室内环境质量、提高可再生能源应用比例，提升建筑的可持续性；

• 经济性——利用软件工具，优化超低能耗方案，避免节能技术过度化。

   

该项目中比较突出的节能技术措施有：

1、高效冷热源：契合兰州干旱半干旱的气候特点，冷源采用 1 台蒸发冷却机组，热源采用 4 台低温空气源热泵。供暖系统为地板辐射采暖系统，设置排风热回收系统，热回收效率不低于 75%；供冷系统采用风机盘管＋新风。电动对开调节阀与新风机联动，防止室外空气渗透。水泵采用变频设备，根据水力计算选择循环泵。空调及新风机组回水管设置电动两通调节阀。

2、可再生能源：光伏发电系统：契合兰州太阳能资源较为丰富的资源条件，本项目屋面设置 300㎡ 太阳能光伏发电系统，总装机容量为 81.84kW；25 年年均发电量约为 8.66 万度。

3、节能设备：采用低损耗、高效率节能环保型、噪声不超过环保规定的变压器。电梯选用具有节能拖动、节能控制方式的产品，并具备延时自动转为节能运行模式的功能。项目选用高效 LED光源，主要功能房间照明功率密度设计合理的目标值，公共走道照明采用自熄控制。部分区域采用 T5 型三基色直管荧光灯、紧凑型荧光灯。

4、高性能保温系统：外墙、地下室顶板、风井采用 150mm 岩棉保温，屋面采用 120mm 挤塑板保温，周边地面采用 150mm 挤塑聚苯板保温，非采暖与采暖房间隔墙采用 50mm 岩棉保温。

再加上高性能门窗和可调节遮阳等节能设置。

中国的建筑在能源管理方面与目前的国际先进建筑相比仍然有很大差距，但是随着中国政府对减排环保方面的重视程度越来越高，中国建筑从简单粗放型时代向精细集约型时代的转型，未来的建筑物在能源管理方面将越来越先进、高效。