天友·零舍——近零能耗乡居建筑的实践与复兴/天友设计

2021.08.22　|　中国,乡村,北京,天友设计,居住建筑,能源

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天友设计

作者：天友设计

北京近郊这个村庄项目主要针对中国农村原住民流失、乡村空心化的问题，整体目标是希望借助绿色的改造，提高居住舒适度、实现能源自给，同时引入创新的复合业态，实现功能转换与乡村复兴。

△主入口 ©心造文化

项目主要目标是探索装配式近零能耗农宅改造的技术可能性和建造的实现性。实现途径是针对性地呼应乡村生态和寒冷气候，运用被动房（passive house）的技术策略实现最小的能源需求，结合多种新型太阳能利用方式，实现近零能耗（nearly Zero Energy Building）。天友·零舍是按照国标 “近零能耗建筑技术标准”建成并获得评价标识的国内第一座近零能耗建筑。

△主入口 ©心造文化

近零能耗建筑（nZEB）是指通过被动式设计最大幅度降低能源需求，通过主动技术最大幅度提高系统效率，充分利用可再生能源，其能耗水平较国家标准降低50%以上的建筑，包含超低能耗建筑、近零能耗建筑和零能耗建筑。

1. PROCESS ——超低能耗与模块装配式相结合的乡村近零能耗建筑

建筑改进了适应单层院落布局的近零能耗建筑空间体系。院落将建筑分为形体简单的三部分，并用被动式太阳房和楼梯间风塔连接气密性单元，实现增强冬季热辐射和引导过渡季自然通风的作用。

△侧门入口 ©心造文化

建筑实验了一种低成本的装配式居住模块。采用轻钢体系与OSB板复合的模式，内填外贴两种保温材料，以保证系统的传热系数和气密性，在工厂完成从结构到内装修的标准居住模块，三个模块在现场组合为一套功能完善的居住单元。

△建筑南侧的被动式太阳房 ©心造文化

运行阶段实现近零能耗能，最大限度减少空调、采暖、照明的能耗及碳排放。生产建造阶段采用乡土材料以及当地的施工人员，减少运输施工的碳排放。通过上述减碳策略每年可减少碳排放7.6吨。

△砖木结构的室内空间 ©心造文化

△艺术装置 ©心造文化

△砖木结构的室内空间 ©心造文化

△局部 ©心造文化

零舍的功能复合了展示、办公、图书、会议以及居住，可以成为乡村创客、低碳展示的使用空间。在空间模式上，保留了原始两进院落的布局，用太阳房、楼梯间风塔等即作为联系空间，又作为气候缓冲空间。

△阳光透过彩色薄膜光伏顶落在阳光房的墙面上 ©任军

△局部 ©心造文化

天友·零舍采用了可再生能源补给，屋面采用了传统民居双坡形式选择的非晶硅太阳能光伏瓦，不仅能为建筑提供自然转换的电能和热能，减少后期居住使用能耗，同时在太阳的照射下，形成波光粼粼的动态景象。阳光透过彩色薄膜光伏顶落在阳光房的墙面上，彩色的光晕将艺术氛围融入室内空间。

△中心水院，将原居民的废弃屋面瓦片铺在池底 ©心造文化

△局部 ©心造文化

庭院和建筑立面集成了先进的绿色技术，展厅集中展示了近零农宅的节能和建造技术，使之成为近零能耗农宅模式的展示与示范。将自然景观与传统院落进行了有机结合，从花园游走至书屋，氤氲的空气与阳光浸润着每一处角落，身心得到舒展。连接着展示与办公空间，将劳与逸互相通，从而实现了空间使用的最大化利用。

2. PLANET —— 减少生态影响，实现净零能耗的碳中和建筑

建筑延续了文脉中的庭院式布局，并设计为不同的绿色主题庭院。保持乡村生态和用地东侧北侧高大的杨树，结合杨树和村口绿地设计了阶梯状的树林菜园，结合三个庭院的生态功能定义为不同的主题庭院——水庭院、太阳能庭院和废弃物装饰的零碳花园。南侧庭院中设置一个温室，种植水培垂直农业组成的鱼菜共生系统。

△零碳花园 ©心造文化

△模块化一米菜园 ©心造文化

生活之美于自然与艺术之中，将低碳生活方式融入生态景观的塑造。以集成水院将雨水收集转化为菜园的天然灌溉系统。零碳花园则以废弃材料改造置景，辅以植被，真正实现了从建筑到居住的绿色低碳生活模式。

△零碳花园 ©心造文化

被动式节能从太阳辐射的利用出发，采用超级保温围护结构、气密性单元以及无热桥设计将冬季采暖需求控制在15W以下，单位面积总能耗为 14.6kWh/m2.a。主动式产能以太阳能光伏瓦和彩色薄膜光伏相结合为建筑提供电能，太阳能热水系统为居住部分的厨房卫生间提供热水。建筑每年总能耗为5938.46 kWh，年产能7130.70 kWh，从而实现净零能耗。

3. PLACE —— 融入红砖乡土文脉与地域风貌的乡村建筑

建筑采用地域材料与砖木结构体系，尝试了砖混体系、轻木体系、模块装配体系不同的围护体系被动房构造，并结合红砖外墙形成夹心保温系统，以及光伏瓦的坡屋面系统，使得立面表现出传统乡村建筑风貌。