科罗拉多,金城――2011年2月的一个星期五,冬天中的阳光照到Rocky山谷脚下时,吉姆·多菲尔德(Jim Duffield)桌旁朝西的窗户在下午2点50分自动开始调成蓝色(见上图)
零能建筑的普通日
围绕多菲尔德植被密布的工作间,空气轻微的呼吸声从地板里的扬声器传出,这是对常规的供暖和空调系统的嘶嘶声的模仿,而这两种东西在他22万2千平方英尺的办公建筑里都没有,或者说不需要,虽然这里位于5千3百英尺的高地。
与此同时,光电屋顶阵列也在衰退的、低角度的光线中后退。在下午1点35分之前,它可以产生的电力要比建筑物所能使用的更多,大约有三个小时的能源预算的剩余。发电过程只会在中午有路过的云层时被偶尔打断。
对于62岁的多菲尔德先生来说,这只是他殚精竭虑的设计工作中的新一天。他在努力使这里成为全美国最大的净零能源办公建筑。在同800名工程师和管理者以及来自国家再生能源实验室的支援团队搬入之后的六个月,他不断地对这座价值6400万美元的建筑进行着调试,联邦机构已经提议,要将这座建筑建设成成本适当、超级高效能源建筑的典范。
完全不同的每一天
在某种程度上,大多数办公建筑物是同它们的环境相脱离的。在供暖和冷却的机械构造里,以及在数据的处理中,如果不是就能源利用所付出的代价而言,每一天大体是一样的。
而对于这座能源实验室而言,建筑更像是面镜子,或者多半是块海绵。从向内部办公空间投射光线的屈光窗天窗,到用于保留和贮存辐射热量的地下二层的巨大混凝土迷宫,每一天都是完全不同的。
这是从这座还很新的建筑物的生活中随机抽选的一天:2011年1月28日。
阳光明媚,在轻柔的西北风中,温度在持续增加。太阳在上午7点12分升起。
那一时刻,中枢计算机已在努力工作,追踪输入输出的每一瓦特,持续追踪净零能源在过去24小时的平衡――一位管理者表示,“平衡”这一目标可能要到下一年度才会实现,届时该项目的第三翼侧楼以及一个停车场已经完成。伴随着日光,该建筑物的脉搏加速了。光电组件在上午7点20分同电力系统一起启动。
当雇员们开始签到时,电力的使用――从手机充电器到电梯――开始增加。总体的需求,包括适用于全部用户的每一工作台的65瓦特最大预算,从照明到计算机,在上午9点40分达到峰值。
与此同时,基地数据中心,用来处理300英亩园区的需求,已在全速运转,电力的使用在10点10分剧烈增长,此时电子邮件和研究制表软件开始通过线路运行。
对于多菲尔德先生和他的同事来说,那是喜忧参半的时刻:在整座建筑中数据中心显然是最大的能源用户,但作为最大的热量产生源,它也用来温暖建筑物的余下部分。
非比寻常的建筑构造
“在这座建筑物里,没有什么是通过普通的方式建造的”,杰瑞.布洛赫尔(Jerry Blocher)说。他是一名海塞尔登的高级项目管理人员,该项目的正式承包人。
商业建筑物每年使用国家总能源份额的约18%,而且很多这类建筑物,特别在过去的年头,在设计时很少考虑节能的设想,更别说采用净零能源。
作为联邦能源部的一个单位,研究能源实验室的答案,并非奇异的科学。并不存在能够掩盖传统设计大多数缺陷的、巨大的、昂贵的太阳能阵列,,而只是重新考虑每件事情,直到最细小的因素。在通向新型建筑物的一瓦特一瓦特的行进中,所有一切都得恰当排列。
管理人员甚至就这一事实而为自己感到高兴,在他们的建筑物中的几乎所有东西,至少它的单个组件,是全新的。
自打去年夏天第一批员工搬入,超过400个观光群组,从来自政府机构的规划者到建筑师的公司,已开始巡回体验。
“这全都是可行的技术”,杰弗里.M.巴克(Jeffrey M. Baker)说,他是能源部金城区办公室的实验室业务的主任。“这是一座活生生的实验室。”
这其中的某些技巧和诀窍,同欧洲的伟大教堂一样古老(大多数像电池一样吸收热能,这导致了地下二层的混凝土迷宫)。光线,从金字塔以来的建造者就已经了解到,可以被弯曲从而供给合适的需求,通过屋顶窗,把太阳光柱投入到位于办公室工作人员头上的白色壁板,让电力的使用实现最小化。
重新设定的生活习惯
挖掘期间收集的石头被用作保护土墙
当然还有一些工人在这里需要习惯的东西。在把这座建筑物推向连续24小时的净零能源的电力过程中,照明是个主要的目标。这迫使设计师把工作室间的分隔墙高度降到了只有42或45英尺(高度由圆规或日冕决定,以使自然光线和空气通风的流量最大化),这些在工人中间引发了对隐私的关注。管理人员的办公室甚至都没有天花板――还是为了从天花板投射而来的自然光线的流通。
“开放式办公室是不同的”,安德鲁.帕克说,他是一位工程师。“你们想要一位安静的邻居。”
以合理的成本获得绿色建筑技术方面的最高证明级别,也需要大量创造性决议,从大到小。承载建筑物的圆型钢体结构支柱?它们来自3000英尺长的天然气管道――旧式能源经济学从来不会采用的做法。大厅里的木制装饰?扭叶松树木――有310棵――被树甲皮虫杀死,在西方这些树甲皮虫大批出没于几百万英亩森林中。
最后,建造成本控制在只有259美元/平方米,大约比新型超级能效商业办公建筑物的平均成本低77美元,根据“海塞尔登铸造”(Haselden Construction)这家建造商的数字。该设计的其他成分是基于对人性的观察。
当共享一架中央打印机因而需要走到复印室时,人们会打印更少的论文。管理人员表示,当他们知道自己该利用多少时,人们也会使用更少的能源。一架大厅中的监视器以8种方式提供了实时的反馈。
反馈信息直接到达工人的计算机屏幕,那里会突然出现一个小图标,当该建筑物的中央计算机表示情况最佳时,再去转动这些手动打开的窗户。(其他很难触摸到的窗户,通过计算机命令打开)
重新考虑工作轮班也是有助益的。这里,监管员工在下午5点出现,比大多数传统办公建筑物早两到三个小时,以节省灯光的利用。
新能源的人类行为
能源行为的管理,就像技术,是不断前进中的实验。
“现在人们以最佳行为方式行事”,荣.朱德考夫(Ron Judkoff)说,他是一位实验室程式管理员。
如果把安瑟尼·卡斯特拉诺(Anthony Castellano)看成测量标准,培训体系已经明显扎下了根。卡斯特拉诺先生,在私营行业从业多年工作后,于去年作为网络设计师加入了研究实验室,他表示潜移默化的能源意识在夜晚跟他一起回到了家。傍晚,“我的孩子在对我叫喊,因为我关掉了所有的灯”,卡斯特拉诺先生说。
在晚上5点零5分,太阳能电池停止工作。接下来,在5点55分,衰退的日光在照明的使用中发生切换。五分钟后,该建筑物的管理系统开始在滚动的两小时周期中关闭灯光(电脑提示一些友好的闪烁,作为推迟下班的雇员在离开时一旦忘记关灯的提示信号)。
新能源的生物行为
多菲尔德先生,他的工作空间被他带来的一片微型花房所围绕,他表示他的书桌已成为群体访问的据点。如果该建筑物是一个活生生的实验,他说,那么他的花园就是实验中的实验。同事顺便逗留,对他的植物说说笑笑,但仍然会对它们进行严肃地检查,作为对建筑物健康状况的一种度量。
“他们称之为建筑物的碳沉降”,他说。
并且多菲尔德先生的宝贝们――孤挺花、非洲紫罗兰、粉红凌霄花藤蔓――非常喜欢它们所得到的所有这些折射的、反射的光线,他表示。
“我家房间里热带的凌霄花因为冬天而停止生长”,他说。“在这里,它继续生长,而且过些日子它越长越长,甚至可能会开花。”
“这是一座当它开心时会告诉你的建筑”,范.罗尔特先生说,他是RNL设计(RNL Design),一家位于丹佛的公司的总裁。
资料来源 The New York Times
责任编辑 李 辉