哈佛首个零能耗建筑实验室

2019-01-07 11:56来源：绿色建筑研习社作者：谷德

哈佛绿色建筑和城市研究中心（CGBC）于日前推出了首个零能耗建筑实验室HouseZero，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。

项目概览

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）日前宣布，他们已经完成了HouseZero的建造。HouseZero位于剑桥，改造前是一座建于20世纪40年代前的建筑，曾作为CGBC的研究总部。

如今，建筑师们希望将它打造为一个意义重大的生活实验室和节能建筑的正面原型，以便于大众从新的角度来看待建筑。HouseZero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。该项目由Snøhetta担任首席建筑师，Skanska Teknikk Norway担任首席能源工程师。

研究室外观

HouseZero不仅是工作室，更是一个研究工具。CGBC在HouseZero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。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。

研究室正立面透视

“HouseZero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，”哈佛大学绿色建筑和城市研究中心（CGBC）的创始人兼主任、HouseZero项目的负责人Ali Malkawi这样说道。“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。”

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

“哈佛的HouseZero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HouseZero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。”

太阳能通风口促进室内和地下室活动空间的通风，还有助于为再生砖的整体热元件进行充电和将阳光引入进楼梯间

作为一个研究原型，HouseZero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。HouseZero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。

开放式的平面和浅色的室内材料更加突出了空间的开放感

“HouseZero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。“HouseZero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。”

零碳排放——使用具有高性能的当地材料，保持空气的质量和均衡的室内气候环境，

HouseZero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。例如本项目所涉及的自然通风。它由一个窗户驱动系统控制，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。

100%自然通风——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

建筑师和研究人员将通过HouseZero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。HouseZero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”。此外，该建筑会不断调整其自身形态，有时甚至每分每秒都在改变，以达到住户需求的热舒适度。