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作为“奥林匹克体育场”的国家游泳中心是如何成功实现水冰转换的？当人类想要在月球上长期定居，需要什么样的建筑基地？我们身边还有哪些低碳建筑？
今年的浦江创新论坛以“低碳:全球创新的新使命”为主题，邀请了一批致力于低碳研究的专家畅所欲言。近日，在2022浦江创新论坛平行未来N维专栏上，上海交通大学长期副教授胡建辉聚焦低碳建筑，进行了一场充满未来感的访谈。在他看来，只要空房间布局合理，利用好可再生能源和智能技术，建筑是可以实现零碳排放的。甚至从建筑的整个生命周期来看，建筑的“能源账本”可能还有盈余。
北京冬奥会让“低碳、可持续”的理念深入人心
在2022年北京冬季奥运会上，运动员在艾斯·库伯获得了金牌和银牌，多次刷新世界纪录。这座银白色的冰雪场馆令人印象深刻。事实上，它是从2008年北京奥运会的水立方变化而来的。水立方是低碳建筑。与传统公共建筑相比，水立方和艾斯·库伯的建筑功能和工作模式大大降低了能耗和碳排放。
▲由“水立方”改建而成的“艾斯·库伯”比赛场馆。(新华社记者周觅/摄)
尽管过去了14年，“艾斯·库伯”的透光率一直保持在95%以上。这是因为建筑区域和屋顶都覆盖着一层像“气泡”一样的高分子薄膜ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)。这种材料只有玻璃重量的1/10，厚度的一半。它是自洁的，就像荷叶一样，表面不吸水。雨水可以直接带走地表灰尘。此外，它还是一种100%可回收的材料。
“艾斯·库伯”的科学空部门也在低碳建设中发挥着重要作用。要知道，观众席的温度不可能和冰面附近一样，观众席区域需要加热。“艾斯·库伯”的分区供暖符合能源高效利用的要求，使能耗更低。此外，视觉观众舒适度反馈系统使建筑更“了解”观众的需求。
“材料、结构和控制技术是降低建筑能耗的三个方面。水立方不愧为低碳建筑的典范。”胡建辉说。据他观察，冬奥会的另一个重要意义是普及低碳、可持续建筑的理念。冬奥会之前，这个场馆已经改造过三次。2019年12月，中国青少年冰壶公开赛在此举行，赛道认证完成。2020年夏天，将再次转换为水立方模式。2021年世界轮椅冰壶锦标赛前夕，“水立方”仅用了19天就再次完成“水冰转换”，也正式进入“冬奥会”。其高效节能给建筑师、运动员、观众和工程施工人员留下了深刻印象，绿色低碳建筑理念深入人心。
从关注单个节点到关注整个生命周期
“人们对建筑的观念正在发生变化。过去，人们想要更高、更大、更特别的建筑，但它们消耗了大量资源，排放了大量碳。现在人们不仅关注建筑的过程，更关注建筑的全生命周期。”胡建辉说。
公共建筑运行维护期能耗占建筑总能耗的30%以上。要成为低碳建筑，降低运维能耗至关重要。如果把建筑的全生命周期看成一个无形的“碳账本”，那么光伏建筑一体化、建筑固废回收利用等新材料、新技术的应用，可以让账本里的“碳盈余”越来越丰富。
东京大学的可持续建筑
据胡建辉介绍，到2025年，国家要求公共建筑屋顶的光伏覆盖率要达到50%。目前，提高光伏覆盖率的方法主要有两种，一种是BAPV(光伏附着在建筑物上)，另一种是BIPV(光伏集成在建筑物上)。想象一下，光伏和建筑融为一体。建筑在为人们遮风挡雨的同时，也吸收太阳能，转化为电能和热能。“预计一块光伏板7年左右就能收回成本，使用寿命在25年以上。”他说。
同时，光伏的集成加速了建筑的智能化进程，因为光伏安装后，需要有一套传感控制系统，比如家庭能源管理系统，来测量建筑产生了多少千瓦时，减少了多少碳排放。所以未来的建筑一定会向低碳、信息化方向进化，建筑会变得更低碳、更智能、更“懂你”。
建筑设计需要[/K0/] 的想象力
胡建辉青睐的建筑结构设计师、慕尼黑奥林匹克体育场弗雷·奥托教授领衔“大跨度空结构”概念。他还提议为居住在北极的科研工作者建造一个“北极城”的超级穹顶。这个在当时看来超级科幻的概念，如今正在成为世界大型公共建筑的主流选择。
