天友設計 | 天友零舍——國內首座近零能耗建筑的設計實(shí)踐
天友設計在北京大興魏善莊那個(gè)叫半壁店的小村莊已經(jīng)有五年了，從低能耗農宅到農村廁所革命，摸索了零煤耗的鄉村能源系統，探討了裝配式的衛生公廁。鄉村建筑能不能更進(jìn)一步，實(shí)現近零能耗呢？
天友·零舍
低能耗零煤耗農宅改造
裝配式節水廁所
2019年，在半壁店的村口，一座農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(shù)標準》GB/T51350-2019正式實(shí)施后國內第一座建成并獲得評價(jià)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(jià)標識
零舍-nZEB（nearly Zero Energy Building）
我們希望通過(guò)零舍的改造可以探索一種低成本的近零能耗農宅的實(shí)現方式，保留農宅的傳統建筑特色，在農宅內引入新的功能，實(shí)現功能轉換與鄉村復興。
ONE
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什么是近零能耗建筑？
通俗來(lái)講，近零能耗建筑是通過(guò)被動(dòng)式建筑設計最大幅度降低供暖、空調、照明需求，通過(guò)主動(dòng)技術(shù)措施最大幅度提高能源設備與系統效率，充分利用可再生能源，為使用者提供舒適室內環(huán)境，其能耗水平較國家標準降低60%~70%以上。
零舍室內的綠色書(shū)屋
TWO
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技術(shù)上如何實(shí)現近零能耗？
▍ 被動(dòng)式超低能耗技術(shù)
天友·零舍項目為單層鄉居改造項目，原建筑體型系數較大，節能不利。性能化設計是近零能耗建筑設計的基本方法，通過(guò)性能優(yōu)化，我們一方面在原建筑基礎上增設被動(dòng)式陽(yáng)光房、樓梯間等過(guò)渡聯(lián)系空間，降低建筑的體型系數，另一方面采取被動(dòng)房標準的圍護結構保溫性能來(lái)保證建筑的節能效果。
性能化設計的優(yōu)化過(guò)程
一系列的技術(shù)措施都是有針對性地面向鄉居建筑的特點(diǎn)。針對鄉村一層建筑，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(gè)氣密區；針對無(wú)熱橋，將附加的建筑空間結構體系獨立，與主體建筑脫離；針對鄉村紅磚建筑風(fēng)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(fēng)貌和建筑氣密性能。
附加在建筑南側的被動(dòng)式太陽(yáng)房，形成氣候緩沖空間
氣密區分區及節點(diǎn)構造
夾心保溫墻體外觀(guān)
通過(guò)天窗和風(fēng)塔改善鄉村建筑天然采光和自然通風(fēng)的不足。天窗可以看到北側高大的楊樹(shù)，而上屋面的樓梯間，做成了一個(gè)銅表皮的風(fēng)塔。
威盧克斯天窗改善了室內的光環(huán)境
透空的上人屋頂和樓梯間風(fēng)塔
天友·零舍不僅希望實(shí)現近零能耗，還希望在該項目中探索不同結構體系實(shí)現近零能耗的技術(shù)路徑和構造節點(diǎn)。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(gè)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
輕木結構室內
裝配式模塊單元采用SMART-6輕鋼裝配單元結構體系，內填外貼兩種保溫材料，以保證系統的傳熱系數和氣密性，在工廠(chǎng)完成結構及內裝修，整體運輸到現場(chǎng)完成安裝及外裝飾。
模塊居住單元室內
▍ 可再生能源補充
零舍實(shí)現了光伏建筑一體化的有機結合。屋面結合傳統民居雙坡形式選擇的非晶硅太陽(yáng)能光伏瓦，而被動(dòng)式陽(yáng)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(yáng)能熱水系統為廚房衛生間提供熱水。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(shí)現近零能耗。
光伏瓦及彩色薄膜光伏
陽(yáng)光透過(guò)彩色薄膜光伏頂落在陽(yáng)光房的墻面上
院墻用柔性光伏紙制作了一個(gè)藝術(shù)裝置，可以給村民手機充電
THREE
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空間上如何實(shí)現鄉村風(fēng)貌？
零舍的功能復合了展示、辦公、圖書(shū)、會(huì )議以及居住，可以成為鄉村創(chuàng )客、低碳展示的使用空間。在空間模式上，保留了原始兩進(jìn)院落的布局，用太陽(yáng)房、樓梯間風(fēng)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(dòng)太陽(yáng)房作為聯(lián)系的公共空間
木結構的門(mén)廳連接居住和辦公部分
景觀(guān)延續的生態(tài)和低碳的主題，設置幾個(gè)主題庭院——南側的太陽(yáng)能花園、中心的水院、北側的零碳花園以及樹(shù)林菜園。水院成為雨水收集的景觀(guān)水池，而零碳花園則利用原有建筑拆下來(lái)舊磚舊瓦等廢棄材料設計而成，中間種了一棵穿過(guò)二層平臺的樹(shù)，以碳匯實(shí)現這個(gè)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(shù)下的景觀(guān)。
中心的水院，把原民居拆下來(lái)的屋面瓦鋪到了池底
零碳花園
樹(shù)林下的模塊式一米菜園
零舍的綠色技術(shù)更希望以藝術(shù)化的方式呈現出來(lái)，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力的手段。
改造的展廳中有一系列技術(shù)的藝術(shù)化展示
打開(kāi)收集的舊窗是大師油畫(huà)的效果圖
有機玻璃切片般的并置了十幾個(gè)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
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經(jīng)濟上如何實(shí)現可接受的造價(jià)？
▍施工：摸索中前行（一把辛酸淚）
PART 1 關(guān)于成本
天友·零舍是北京市科委課題的示范項目，我們提出：“探索鄉村的近零能耗建筑？”，這個(gè)決定的直接影響是建造成本的增加，那么問(wèn)題來(lái)了：
“錢(qián)從哪里來(lái)”？
“省錢(qián)”+“贊助”！
所以，在項目初期無(wú)論是建筑材料、施工隊伍、門(mén)窗、設備系統等，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(guān)于施工
受項目成本影響，我們選用地方施工隊來(lái)施工（其實(shí)，有過(guò)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(kāi)啟了這段神奇的旅程。
既然省了錢(qián)，總要費點(diǎn)力氣才能平衡的。為了能更好的讓老黃（現場(chǎng)施工隊總管）更直觀(guān)的了解近零能耗建筑無(wú)熱橋、高保溫、氣密性等節點(diǎn)做法，我們的建筑師詳細到每一個(gè)施工步驟、每一個(gè)節點(diǎn)控制都用圖示化的方式表現，并在現場(chǎng)進(jìn)行施工交底，再次感謝施工隊伍超強的領(lǐng)悟能力及超高的技術(shù)完成度。
裝配式模塊由設計進(jìn)行的施工控制
終于，在廠(chǎng)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(jià)也完美的控制在正常近零能耗建筑平米造價(jià)的65%左右。
設計施工過(guò)程中的油畫(huà)草圖
項目信息：
項目策劃：天友設計、天津大學(xué)建筑學(xué)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(xué)增
設備師：劉冰、韓帥、劉衛
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(yáng)能光伏：漢能
裝配式模塊：博遠箱房
被動(dòng)門(mén)窗：極景門(mén)窗
天窗：威盧克斯
新風(fēng)一體機：河北建科
能源監控：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(yáng)能熱水：四季沐歌
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