進入新世紀后，人類對生存環(huán)境的關注度越來越高，在興建建筑時，除了關注建筑的安全性與舒適性之外，還越來越多地關注其環(huán)保性能。
從建材的選擇、建筑的修造施工，到使用、管理與維護，環(huán)境科學家們在建筑的全壽命周期都想了很多辦法，爭取“節(jié)省一點是一點”，盡可能地降低碳排放與污染。
清華大學的環(huán)境學院大樓，就是這些豐富多彩的節(jié)能方案的集大成之作。
環(huán)境節(jié)能樓全景
（一）意大利出資，力圖將一切可用的節(jié)能措施集于一身
2003年1月，意大利環(huán)境和領土部同中國科技部簽約，決定在清華大學內建造一座建筑節(jié)能示范樓。它的目的有兩個：一是推進《京都議定書》中關于減排目標的實現(xiàn)，二是為中國建筑節(jié)能做出探索。
這座中意環(huán)境大樓是一座示范工程，換句話說，科學家與工程師們的最終目的并不是建造一座最完美、最節(jié)能的大樓，而是不計工本，將一切可用的節(jié)能措施匯集于一身，這樣才能在比較中最好地評價這些節(jié)能措施的好壞優(yōu)劣。
為了建好這座節(jié)能大樓，建筑項目匯聚了中外著名專家和公司，包括意大利米蘭理工大學、Favero&Milan建筑設計咨詢公司和清華大學能源專家組、中國建筑設計研究院等等王牌機構，由意大利著名建筑大師馬利奧·古奇內拉主刀設計。
建筑位于清華大學東南側，是一座“退臺式C型建筑”，占地面積約4000平方米，建筑面積2萬平方米，高約40米，地上10層，地下2層。地下為鋼筋混凝土結構，地上為鋼結構。樓層和樓體雙層玻璃外殼均采用鋼梁和鋼柱構成的支撐框架，采用現(xiàn)澆方式使混凝土樓板和鋼梁系統(tǒng)緊密結合。地面以上樓層的施工材料為可完全回收再利用的鋼材。
（二）從材料到布局，這座大樓都有哪些節(jié)能舉措？
清華中意環(huán)境大樓的結構主體采用鋼結構，而非傳統(tǒng)常見的鋼筋混凝土結構。
這是因為鋼材是一種可回收利用的材料，當建筑拆除后，只需將鋼材融化重鑄就可以重新使用，而混凝土一旦成型就很難重新利用，成為廢品。此外，混凝土的生產過程還會消耗大量的能源，造成排放。
因此，從全生產和使用過程來看，鋼結構雖然價格較貴，但比混凝土結構碳排放量更低。
從建筑外觀可見的鋼結構框架
建筑能耗的一大來源就是照明，高效合理地利用自然光可以有效地降低建筑能耗。
中意環(huán)境大樓根據北京的日照條件，通過設置長短不一的遮陽板，為日曬窗設置了有效的遮陽系統(tǒng)。
建筑坐北朝南，依據北京冬至(27.3°)和夏至(73°)正午太陽高度角進行設計，在夏天可以減少太陽輻射量，冬天又可以允許陽光進入室內，既減少了照明用電，又減少了冬夏的取暖和制冷的空調用電。
夏季時，采用玻璃幕墻的建筑往往會有很強的溫室效應。
強烈的日曬使得室內累積有大量的熱量，而玻璃的密閉又使得室內熱空氣無法排出，熱量“許進不許出”，室內溫度就會急劇升高，必須消耗大量的能源來降低室溫。
而中意環(huán)境大樓采用的幕墻系統(tǒng)十分先進，它的東西兩側為帶檢修走廊的雙層幕墻，其外層采用絲網印刷玻璃，內層上下填充隔熱石棉，中間為透明玻璃窗。這樣一來，不僅能夠有效地阻擋強烈的日照，保證室內采光，還可以在兩層幕墻中間形成空氣對流通風層，將日曬產生的熱量及時排出中間夾層，從而大大減少空調系統(tǒng)的能耗。
溫室效應原理
在普通建筑中，人們不喜歡使用自然光的一大原因就是光強和入射方向很難控制，對人的視力傷害很大，因此常常寧可拉上窗簾、屏蔽自然光，然后在室內開燈，也不愿直接使用自然光。
而中意環(huán)境大樓則借助一種特殊的百葉窗避免了這一困擾。大樓的外側幕墻有一部分特殊的玻璃百葉窗，它們可以被計算機控制旋轉角度，反射陽光到室內天花板上，形成均勻的室內自然采光效果。
建筑的通風空調系統(tǒng)由安置在室內的二氧化碳傳感器和紅外傳感器控制。
紅外傳感器可以探測到室內是否有人，當室內無人時，空調自動將送風量降至最小值，使之剛好能夠去除室內污濁空氣。房間內還可以探測到窗的開閉狀態(tài)，當開窗時，空調風量自動降低，從而達到節(jié)能的目的。
為了準確地評價大樓碳排放，大樓采用天然氣內燃機進行獨立供電。在發(fā)電的同時，對發(fā)電機組的廢氣、冷卻水以及潤滑油路中的廢熱進行回收利用，這些廢熱可用于建筑供暖和生活熱水系統(tǒng)。
經過評估，大樓的發(fā)電效率高達37%，能源綜合利用效率高達83%，這是一般建筑無法比擬的。除了天然氣供電外，南側遮陽系統(tǒng)覆蓋了太陽能發(fā)電板，在控制光照強度的同時，還可以作為電力系統(tǒng)的有效補充。
（三）依靠自然的力量，連大樓周邊的綠化都是為了節(jié)能而生
除了建筑本身的節(jié)能措施外，中意環(huán)境大樓還借助周邊的綠化系統(tǒng)來踐行節(jié)能。
北京的冬季盛行西北風，因此在大樓的西北側，種植有常綠高大喬木，可以阻擋冬季寒冷的西北風對建筑產生影響。在大樓南側的陽臺上，還設置了綠化種植屋面，利用屋頂?shù)姆N植土和植被為大樓隔熱保溫。
陽臺上種植的植物以灌木類和藤蔓類為主，這實際上是一種“古老的智慧”。
老建筑上的爬墻虎
人們很早就開始在建筑的周邊種植爬墻虎這類的藤蔓植物，待它們爬滿建筑外墻，就可以吸收陽光，起到很好的隔熱效果，讓夏季的室內十分涼爽。
此外，藤蔓類植物還能調整直射光照對室內光線的影響，在節(jié)能環(huán)保的同時，依附于建筑的植物系統(tǒng)還會讓使用者的心情變得舒暢，保護視力。
布滿植被的中庭氣候緩沖區(qū)
（四）水資源的循環(huán)利用：每天可處理50立方中水再利用
除了節(jié)約能源外，大樓的另一個重要環(huán)保措施是節(jié)約水資源。
降雨發(fā)生時，所有降落到建筑屋頂及平臺上的雨水都會被自動收集起來，與樓內生活廢水混合，流入地下二層的中水處理站，這里每天可以處理50立方米的中水。
這些中水雖然達不到飲用標準，但是滿足基本的無毒無害指標，可以用于衛(wèi)生間的便器沖洗、車庫地面沖洗等功能。
（隔熱、保溫、集雨補水系統(tǒng)合三為一）
此外，樓內的衛(wèi)生間采用負壓式大小便分離系統(tǒng)。它的耗水量只有普通抽水馬桶的十分之一，節(jié)水的同時還可以將大小便分離，降低污水管網中的氮、磷含量，減輕污水處理的負擔，分離出的糞便處理后還可以用作綠化的肥料。
結語
中意建筑節(jié)能樓于2006年7月建成，如今已投入使用了13年，經初步估算，大樓每年可減少二氧化碳排放1200噸，減排二氧化硫5噸，煙塵2噸，節(jié)能效果矚目。
這座堪稱“建筑節(jié)能系統(tǒng)博物館”的大樓目前是清華大學建筑學院的院館，由于建筑年代較早，這座大樓的節(jié)能措施遠遠談不上完美，也并不是每一項節(jié)能措施都被證實是有用的，但它的存在為中國的建筑節(jié)能事業(yè)打開了一扇大門，也積累了豐富的經驗。
未來，越來越多、越來越高效的建筑節(jié)能手段將會在更多的普通建筑中推廣開來。
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