未來三年內(nèi),我國公共建筑屋頂中的光伏覆蓋率力爭達到50%。這意味著,明天的建筑不僅更低碳節(jié)能,而且更“懂你”。正在緊鑼密鼓籌備中的2022浦江創(chuàng)新論壇開啟最新一期的科創(chuàng)訪談《平行未來的N次元》,邀請到我國建筑結構領域的青年科學家,胡建輝教授,展開有關于未來建筑的N種想象:未來的建筑一定會朝著低碳化、信息化的方向演進,建筑也會變得更低碳、更智能、更“懂你”。
在剛結束不久的北京2022年冬奧會中,有一座綻放著中國冰雪健兒奪冠夢想的運動場館——“冰立方”。實際上,這座銀白色冰雪場館背后的低碳故事,同樣刷新著一項項環(huán)保紀錄。它是由2008年北京奧運會的“水立方”變身而來,“水立方”本身就是一座低碳建筑,14年后其建筑的透光度仍然保持在95%以上。“這是因為建筑面積和屋頂包裹著一層像泡泡一樣的高分子薄膜材料ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)。這種材料的重量只有玻璃的1/10,厚度只有玻璃的一半,但它有自潔性,就像荷葉一樣表面不吸水,雨水可以直接把表面灰塵帶走;另外,它還是一種100%可回收的材料。”
從“水立方“到”“冰立方”,建筑從材料、結構、控制技術三個方面踐行了“有生命”的低能耗,不愧于低碳建筑的典范。例如,其內(nèi)部空間的劃分十分科學。要知道,觀眾席溫度不可能和冰面附近溫度相同,觀眾區(qū)需要加熱。然而,“冰立方”的分區(qū)加熱滿足能量高效利用的要求,讓能耗更低;可視化的觀眾舒適度反饋系統(tǒng),讓建筑更“了解”觀眾需求。“近年來,人們對建筑的觀念正在發(fā)生變化,以前人們想要更高、更大、更特別的建筑,但它們消耗了大量資源,排放了許多碳,現(xiàn)在人們不只關注建造的過程,更關注建筑的全生命周期。”胡建輝教授說。
據(jù)透露,到2025年國家要求公共建筑屋頂中的光伏覆蓋率力爭達到50%,目前主要有兩種手段增加光伏覆蓋率,一種是BAPV(光伏附加在建筑上),一種是BIPV(光伏集成在建筑中)。“光伏與建筑融為一體,建筑在為人們遮風擋雨的同時,也吸收太陽能,轉化為電能和熱能。據(jù)測算,一塊光伏板大約7年能收回成本,而它的使用周期在25年以上。”同時,加裝光伏勢必要有一套傳感控制系統(tǒng),如家用能量管理系統(tǒng)(Home Energy Management System)來測量建筑到底發(fā)了多少度電,降低了多少碳排放等。因此,未來的建筑一定會朝著低碳化、信息化的方向演進,建筑也會變得更低碳、更智能、更“懂你”。
當下,中國的建筑業(yè)正孕育著變革,低碳建筑有很多突破口,它與能源、機械、電氣、計算機都有交集,我們甚至可以從植物學角度去規(guī)劃與眾不同的建筑類型。“未來,建筑也未必都是固定和堅硬的,柔性材料、數(shù)字技術、智能控制的出現(xiàn),人們完全可以顛覆以往的理念,設計出柔性又舒適,甚至裝拆便攜、機動快捷的建筑結構。”對此,胡建輝充滿信心。
原標題:半江瑟瑟半江紅!三年內(nèi)我國近50%公共建筑有望覆蓋光伏屋頂