天友設計 | 天友零舍——國內(nèi)首座近零能耗建筑的設計實踐
天友設計在北京大興魏善莊那個叫半壁店的小村莊已經(jīng)有五年了，從低能耗農(nóng)宅到農(nóng)村廁所革命，摸索了零煤耗的鄉(xiāng)村能源系統(tǒng)，探討了裝配式的衛(wèi)生公廁。鄉(xiāng)村建筑能不能更進一步，實現(xiàn)近零能耗呢？
天友·零舍
低能耗零煤耗農(nóng)宅改造
裝配式節(jié)水廁所
2019年，在半壁店的村口，一座農(nóng)宅被改造成了近零能耗建筑——零舍，這也是國家標準《近零能耗建筑技術標準》GB/T51350-2019正式實施后國內(nèi)第一座建成并獲得評價標識的近零能耗建筑。
從村口看建成前后的對比
近零能耗評價標識
零舍-nZEB（nearly Zero Energy Building）
我們希望通過零舍的改造可以探索一種低成本的近零能耗農(nóng)宅的實現(xiàn)方式，保留農(nóng)宅的傳統(tǒng)建筑特色，在農(nóng)宅內(nèi)引入新的功能，實現(xiàn)功能轉換與鄉(xiāng)村復興。
ONE
—
什么是近零能耗建筑？
通俗來講，近零能耗建筑是通過被動式建筑設計最大幅度降低供暖、空調(diào)、照明需求，通過主動技術措施最大幅度提高能源設備與系統(tǒng)效率，充分利用可再生能源，為使用者提供舒適室內(nèi)環(huán)境，其能耗水平較國家標準降低60%~70%以上。
零舍室內(nèi)的綠色書屋
TWO
—
技術上如何實現(xiàn)近零能耗？
▍ 被動式超低能耗技術
天友·零舍項目為單層鄉(xiāng)居改造項目，原建筑體型系數(shù)較大，節(jié)能不利。性能化設計是近零能耗建筑設計的基本方法，通過性能優(yōu)化，我們一方面在原建筑基礎上增設被動式陽光房、樓梯間等過渡聯(lián)系空間，降低建筑的體型系數(shù)，另一方面采取被動房標準的圍護結構保溫性能來保證建筑的節(jié)能效果。
性能化設計的優(yōu)化過程
一系列的技術措施都是有針對性地面向鄉(xiāng)居建筑的特點。針對鄉(xiāng)村一層建筑，更注重地面和屋面的保溫；針對改造建筑氣密性處理的難題，將建筑分為三個氣密區(qū)；針對無熱橋，將附加的建筑空間結構體系獨立，與主體建筑脫離；針對鄉(xiāng)村紅磚建筑風貌，外保溫的基礎上又砌筑了紅磚，形成夾心保溫，兼顧了建筑風貌和建筑氣密性能。
附加在建筑南側的被動式太陽房，形成氣候緩沖空間
氣密區(qū)分區(qū)及節(jié)點構造
夾心保溫墻體外觀
通過天窗和風塔改善鄉(xiāng)村建筑天然采光和自然通風的不足。天窗可以看到北側高大的楊樹，而上屋面的樓梯間，做成了一個銅表皮的風塔。
威盧克斯天窗改善了室內(nèi)的光環(huán)境
透空的上人屋頂和樓梯間風塔
天友·零舍不僅希望實現(xiàn)近零能耗，還希望在該項目中探索不同結構體系實現(xiàn)近零能耗的技術路徑和構造節(jié)點。因此我們分別采用磚木結構（保留單元）、輕木結構和模塊結構（新建單元）三種結構體系。
立面的三個體量對應了三種結構體系
三種結構體系應用及近零能耗工程做法示意圖
磚木結構的零舍改造室內(nèi)
輕木結構室內(nèi)
裝配式模塊單元采用SMART-6輕鋼裝配單元結構體系，內(nèi)填外貼兩種保溫材料，以保證系統(tǒng)的傳熱系數(shù)和氣密性，在工廠完成結構及內(nèi)裝修，整體運輸?shù)浆F(xiàn)場完成安裝及外裝飾。
模塊居住單元室內(nèi)
▍ 可再生能源補充
零舍實現(xiàn)了光伏建筑一體化的有機結合。屋面結合傳統(tǒng)民居雙坡形式選擇的非晶硅太陽能光伏瓦，而被動式陽光房的玻璃屋頂采用了彩色薄膜光伏，總裝機為7.1kWp，以并網(wǎng)的方式為建筑提供電能。居住模塊設置太陽能熱水系統(tǒng)為廚房衛(wèi)生間提供熱水。超低能耗的建筑盡可能地減少耗能，再借助可再生能源的產(chǎn)能，從而實現(xiàn)近零能耗。
光伏瓦及彩色薄膜光伏
陽光透過彩色薄膜光伏頂落在陽光房的墻面上
院墻用柔性光伏紙制作了一個藝術裝置，可以給村民手機充電
THREE
—
空間上如何實現(xiàn)鄉(xiāng)村風貌？
零舍的功能復合了展示、辦公、圖書、會議以及居住，可以成為鄉(xiāng)村創(chuàng)客、低碳展示的使用空間。在空間模式上，保留了原始兩進院落的布局，用太陽房、樓梯間風塔等即作為聯(lián)系空間，又作為氣候緩沖空間。
復合功能的平面布局
被動太陽房作為聯(lián)系的公共空間
木結構的門廳連接居住和辦公部分
景觀延續(xù)的生態(tài)和低碳的主題，設置幾個主題庭院——南側的太陽能花園、中心的水院、北側的零碳花園以及樹林菜園。水院成為雨水收集的景觀水池，而零碳花園則利用原有建筑拆下來舊磚舊瓦等廢棄材料設計而成，中間種了一棵穿過二層平臺的樹，以碳匯實現(xiàn)這個小花園的零碳。北側沿建筑設計了錯落的模塊式菜園，成為村口大樹下的景觀。
中心的水院，把原民居拆下來的屋面瓦鋪到了池底
零碳花園
樹林下的模塊式一米菜園
零舍的綠色技術更希望以藝術化的方式呈現(xiàn)出來，因此彩色光影、廢棄材料、原始墻繪、垂直綠化都成為建筑表現(xiàn)力的手段。
改造的展廳中有一系列技術的藝術化展示
打開收集的舊窗是大師油畫的效果圖
有機玻璃切片般的并置了十幾個零舍剖面
木絲板吸聲墻DIY了一幅水墨山水
圍墻上用拆除的舊窗做出了LOGO
夾心保溫重繪了局部的原建筑山墻的墻繪，仿佛它們一直存在
FOUR
—
經(jīng)濟上如何實現(xiàn)可接受的造價？
▍施工：摸索中前行（一把辛酸淚）
PART 1 關于成本
天友·零舍是北京市科委課題的示范項目，我們提出：“探索鄉(xiāng)村的近零能耗建筑？”，這個決定的直接影響是建造成本的增加，那么問題來了：
“錢從哪里來”？
“省錢”+“贊助”！
所以，在項目初期無論是建筑材料、施工隊伍、門窗、設備系統(tǒng)等，我們都是貨比三家，成本省了再省，既要保證建成效果又要控制成本，好難。
再次感謝支持我們項目（被我們挾持）的材料供應商們。
PART 2 關于施工
受項目成本影響，我們選用地方施工隊來施工（其實，有過建造經(jīng)驗的施工隊，好貴），我們是第一次設計近零能耗建筑，他們是第一次施工近零能耗建筑，我們聯(lián)手開啟了這段神奇的旅程。
既然省了錢，總要費點力氣才能平衡的。為了能更好的讓老黃（現(xiàn)場施工隊總管）更直觀的了解近零能耗建筑無熱橋、高保溫、氣密性等節(jié)點做法，我們的建筑師詳細到每一個施工步驟、每一個節(jié)點控制都用圖示化的方式表現(xiàn)，并在現(xiàn)場進行施工交底，再次感謝施工隊伍超強的領悟能力及超高的技術完成度。
裝配式模塊由設計進行的施工控制
終于，在廠家、設計及施工隊伍完美的配合下，天友·零舍項目順利竣工，項目平米造價也完美的控制在正常近零能耗建筑平米造價的65%左右。
設計施工過程中的油畫草圖
項目信息：
項目策劃：天友設計、天津大學建筑學院
建設單位: 天友設計
建筑師：任軍、郭潤博、邸揚、姜楠
結構師：于學增
設備師：劉冰、韓帥、劉衛(wèi)
項目管理：張寶軍、陸曉濤、郝林沖、肖榮彥
攝影師：賀之涵、任軍
施工單位：北方國興
施工管理：中建六局
供應商：
太陽能光伏：漢能
裝配式模塊：博遠箱房
被動門窗：極景門窗
天窗：威盧克斯
新風一體機：河北建科
能源監(jiān)控：北京逸海京通科技
銅板：華源銅板
仿磚水泥板：日吉華
麥秸板：諾菲博爾
石塑地面：LVT石塑地板
太陽能熱水：四季沐歌
- END -