世界首富的零能源建筑

蘇光路

2015年2月3日，胡潤研究院發(fā)布了“2015胡潤全球富豪榜”，59歲的微軟公司創(chuàng)始人之一比爾·蓋茨憑借其在投資方面的巨大收益，蟬聯(lián)了胡潤全球富豪榜的第一寶座。

“鳳凰，非梧桐不棲?！毕裆w茨這樣舉足輕重的大人物，住得自然也極其講究。他的宅邸坐落在美國西雅圖，堪稱當(dāng)今智能家居的經(jīng)典之作，外界更是稱它為“未來生活預(yù)言”的科技豪宅。這座耗費(fèi)重金打造的智能住宅，匯集了目前世上最先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，廚房、衛(wèi)生間、臥室、花園，所有的一切都由電腦程序控制。在主人到家的那一刻，從房間、客廳的溫濕度到浴缸里的洗澡水都會準(zhǔn)備妥當(dāng)，甚至智能廚房還能奉上一桌香噴噴的飯菜……

但今天，我們的主角并不是這座“大屋”（Big House），而是蓋茨傾力打造的零能源建筑——一個(gè)真正在能源上實(shí)現(xiàn)自給自足的現(xiàn)代化居所。

有錢，任性

眾所周知，比爾·蓋茨有三大人生理想，其中一個(gè)就是要讓所有人都能用上清潔、經(jīng)濟(jì)的電能，以解決全球日益嚴(yán)峻的能源問題。所以，當(dāng)有科學(xué)家建議他投資零能源住宅項(xiàng)目時(shí)，他便毫不吝嗇地寫下了一張1500萬美元的支票。蓋茨對項(xiàng)目負(fù)責(zé)人的要求只有兩個(gè)：能源自供及消耗達(dá)到平衡；售價(jià)在80萬美元以內(nèi)。

接受蓋茨委托的是美國最前衛(wèi)的設(shè)計(jì)師考克斯·霍爾姆斯（Cox Holmes），他的團(tuán)隊(duì)將方案地點(diǎn)選在舊金山東部的褐色丘陵上。房屋總建筑面積342平方米，包括三間臥室、兩個(gè)浴室、一間閱覽室和一個(gè)能停放兩輛汽車的車庫。

世界首富希望這座零能源建筑能有寬大的門窗，以滿足室內(nèi)的采光，而正對著客廳的法式大門則能直通后院的花園，地面到天花板的高度為3.5米。此外，還應(yīng)當(dāng)有竹制的地板、鵝卵石裝飾的壁爐和一個(gè)低溫冷藏庫。

歷時(shí)7個(gè)月，這座零能源建筑終于完成，期間蓋茨多次趕赴施工現(xiàn)場考察工程進(jìn)度，對設(shè)計(jì)思路和施工質(zhì)量都給予了很高的評價(jià)。他還希望能將一些新的技術(shù)克隆到自己的住宅，為切實(shí)減少能源消耗做出貢獻(xiàn)。

有光沒光，都任性

與普通民居相比，這棟太陽能別墅鮮明地展現(xiàn)了它的特點(diǎn)。在它的屋頂上有一組閃光的黑色光電電池，車庫里則安裝有特殊的大型落地?zé)崴?，而在兩組天窗附近還有小型氣象傳感器?？蛷d走廊里最顯眼的是石英鐘大小的能量監(jiān)控面板，這很像一個(gè)數(shù)字化的公用電表。

這套零能源住宅與公共電網(wǎng)相連，住宅通過光電電池，將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，用這種方法發(fā)電不僅足以保證住宅的日常消耗，而且多余的電量還能售賣給公共電網(wǎng)。

在夜晚或陰天等光照不足的時(shí)候，它和普通住宅一樣，可以通過公用供電系統(tǒng)滿足日常用電。而在天氣晴朗的時(shí)候，住宅的供電方式就完全不同了。其屋頂?shù)墓怆婋姵赝耆梢詽M足一個(gè)四口之家的正常能源需要。

有能量，不任性

解決了能源的來源問題，接下來就該考慮如何充分利用能源了。關(guān)于這一點(diǎn)，霍爾姆斯在建造房屋之初就設(shè)計(jì)了一些解決方案。首先，使用隔熱效果較好的混凝土作地基，并在地基周邊加設(shè)一層聚苯乙烯。其次，使用纖維素填充墻體，使住宅具有更好的隔熱效果。最后，住宅的所用門窗都使用雙層玻璃，并在玻璃上覆蓋一層透明材料，這種材料可以更好地反射熱輻射。

最令人稱道的是，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)還在車庫里安裝了一個(gè)巨大的儲水池，它是太陽能熱水系統(tǒng)的一部分。儲水池不僅可以為住宅提供熱水，還可以在冬天解決住宅的供熱問題。其內(nèi)部完全是智能化設(shè)計(jì)，一旦有人進(jìn)入廚房或浴室，運(yùn)動傳感器就會激活一個(gè)操作泵，這樣就可以隨時(shí)提供熱水。

而讓霍爾姆斯最引以為傲的還是這套房子的通風(fēng)系統(tǒng)，他形象地稱之為“夜晚微風(fēng)”——使人倍感舒適愜意。這套通風(fēng)系統(tǒng)能在夜晚吸入涼爽的室外空氣加以儲存，并在白天向室內(nèi)吹送。這既能有效地降低室溫，還能減少空調(diào)的使用頻率。它的降溫原理其實(shí)并不復(fù)雜——安裝在住宅一側(cè)的天氣傳感器可以感知室外的溫度，分析得知第二天的氣溫，然后它會把獲取的信息傳輸?shù)接?jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，最后變速風(fēng)扇將根據(jù)指示提供適量的經(jīng)過冷卻的氣流。

由此可見，這幢零能源建筑自成能量供求體系，從建造之初的隔熱地基打造，到不加裝飾的地面鋪設(shè)，再到一整套高科技電子系統(tǒng)控制，它們能讓室內(nèi)溫度始終保持涼爽宜人，且不受室外氣溫的影響，更能通過豐富的太陽能滿足家庭日常用電需求。

但可惜的是，為這幢建筑設(shè)計(jì)的大部分建造方案，目前都只考慮到了美國加州獨(dú)特的氣候條件。那里是典型的地中海氣候，全年陽光明媚，干燥少雨，因此設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)無需擔(dān)心太陽光是否充足。但如果將這種零能源建筑搬移到一些陽光稀缺的地區(qū)，也許就不能發(fā)揮它的功用了。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)始終在考慮降低室內(nèi)溫度，增加通風(fēng)，以應(yīng)對加州干熱的天氣。但如果是在過度陰冷的地區(qū)，那他們的設(shè)計(jì)顯然不能解決問題。

當(dāng)然，蓋茨也提出了自己的意見。他認(rèn)為，這座房子的造價(jià)還是偏高了一些，他希望能將價(jià)格降至30～40萬美元之間，讓大部分美國民眾都可以承受。蓋茨說：“只有人們買得起，它的節(jié)能環(huán)保價(jià)值才能體現(xiàn)?！?/p>

零能源建筑（Zero Energy Consumption Buildings），也叫零能耗建筑，是不消耗常規(guī)能源的建筑，它完全依靠太陽能或其他可再生能源實(shí)現(xiàn)能源供給。