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清华大学超低能耗示范楼围护结构示意图。
屋顶上种花草、冬季采暖零耗能……随着今年3月清华大学超低能耗示范楼的落成，这些构想变成了现实。
所谓超低能耗，是指在楼的围护结构、能源和设备系统、照明、智能控制、可再生能源利用等方面综合选用各项节能技术，使大楼的能耗水平远远低于常规建筑物。
这座大楼采用了哪些节能技术呢？它的设计者之一、清华大学建筑学院生态设计工作室的周正楠博士给我们介绍了它的三大节能法宝。
“外衣”保暖又透气
围护结构是建筑的“外衣”，主要包括墙、窗、屋顶等，是直接与空气接触的部分。超低能耗楼的智能化围护结构，可以自动适应气候条件的变化和室内环境控制要求的变化，既可以最大限度地减少建筑内部能量的损耗，也可以从建筑外部获得能量，好比给大楼穿上了一件又保暖又透气的外衣。
大楼外各个立面采用了各种智能围护结构方式。东立面选用了大型外遮阳装置，能够根据室内采光度和太阳光的不同照射角度等，及时调整外遮阳百叶开启角度，从而达到室内采光与外遮阳两者间的最佳和谐。冬季，白天叶片角度平行于太阳高度角变化，最大限度地吸收太阳辐射；夜间则关上叶片，增加幕墙热阻，减少热量损失。夏季，白天叶片垂直于太阳高度角变化，可减少太阳辐射，同时获得良好的室内自然采光；夜间则打开叶片，增加与天空的辐射换热，强化建筑物的夜间冷却。
在超低能耗楼的南立面装有约30平方米的单晶硅光电玻璃，用来把太阳光转化为能被人们利用的电能。这层光电玻璃位于结构夹层外侧，不影响采光，同时与单元式双层皮幕墙结合组成光电幕墙。光电幕墙的电能是一种净能源，发电过程中不消耗宝贵的自然能源，也无废气、无噪声，不会污染环境，既能满足装饰、围护的功能，同时又产生电能，达到环保、节能的目的。
能用就用，能省就省
能源不仅要用得少，而且要用得巧；高效利用也是一种节约。
超低能耗楼通过各种设计，充分且高效地利用太阳能等可再生能源，可以说是想尽一切办法“能用就用”。太阳能庭院灯为大楼入口处提供夜间照明，蓄电池容量通过优化后能够满足夜晚照明，并把白天太阳能电池组件的能量尽量存储下来，同时还能够存储满足连续阴雨天夜晚照明需要的电能。超低能耗楼还利用联集管式太阳能空气集热器，通过太阳能获取热风，在夏季用作溶液除湿系统再生器的热源，而冬季则作为空调送风可直接送入室内。
超低能耗楼采用了楼宇式热电冷联供系统。该系统发电后的废热，在冬季可直接用于供热或用于驱动吸收式热泵；夏季，系统产生的低品位废热全部用于溶液除湿系统的再生器再生溶液，高品位废热则用于驱动吸收式热泵制冷。发电、供热、制冷，一套系统3个用途，正所谓“能省就省”。
平衡室温有妙方
超低能耗楼的室内环境控制系统优先考虑被动方式，即用自然手段维持室内热舒适环境。
根据北京地区的气候特点，春秋两季通过大换气量的自然通风来带走余热，保证室内较为舒适的热环境，缩短空调系统运行时间。冬夏两季风少，但可以通过热压通风和风压通风的系统控制，利用温度差造成空气流动，利用建筑外立面合适部位的开启扇，使室外空气贯穿流过建筑，保证整个大楼的“呼吸”顺畅。
超低能耗楼的温湿度独立控制的空调方式类似于人体的血液循环。楼内的辐射吊顶为利用毛细管现象构成循环系统的塑料细网栅方式，冬季取暖时，循环在系统中的热水温度为22—24℃，夏季制冷时，循环在系统中的水温为18—20℃，单位面积供热和制冷效率均高于普通的混凝土埋管方式的辐射顶板，可实现快速制冷供热，克服了后者调解慢的问题，另外由于交换面积大，室内温度非常均匀，能有效解决传统空调在大房间出现温度死角的问题。
清华大学超低能耗示范楼汇集了当今世界范围内建筑节能的最新产品、设备以及相关技术，代表了中国在建筑节能以及绿色建筑领域未来的技术发展方向。周正楠博士说，它不仅是一个成品，也是一块试验田，各种设计策略和技术还将继续在这里实验和改进。这些设计策略和技术也极具推广价值，不仅可以用来改造现有的传统建筑，更值得未来绿色建筑设计者们借鉴。