是否有可能，让建筑物内的照明、空调和供暖完全摆脱对电能的依赖，从而让我们的生活更加绿色低碳呢？对于这一前瞻性的问题，科技创新的先行者们给出了令人振奋的答案。他们不仅致力于将建筑能耗降至“近零”水平，推动建筑绿色化，更在不断探索更加“未来感”十足的建筑技术。那么，在未来，我们工作与居住的房子将会呈现出怎样的面貌呢？

这座办公大楼，其能耗已降至接近“零”的水平。

这栋占地4025平方米的办公大楼，不仅是中国建研院的标志性建筑，更是我国首栋近零能耗办公示范楼。自建成以来，它已度过了十个年头，依旧保持着出色的节能效果。近零能耗建筑，意味着其能耗极低，几乎可以忽略不计。这里的能耗主要指建筑照明、空调和供暖的电能消耗。与北京市普通办公建筑相比，其供冷供暖和照明能耗仅为每平米每年25度电，远低于平均水平的80—90度电，降幅高达70%。这样的节能成就，得益于众多低能耗“科技助手”的助力。其中，大楼入口处的“透水地面”设计就颇具匠心。这种地面的水流渗透性极佳，远胜于常规排水系统，不仅能迅速吸纳雨水、涵养地下水源，还能有效解决排水不畅导致的雨水堆积问题。

透水地面之下，别有洞天。这里巧妙地铺设了50根深入地下约50米的“地埋管”。这些管道利用管内循环的流体，与不同深度的土壤进行热量交换，从而为建筑提供供暖供冷所需的能量。这一设计不仅实现了高效的能源利用，还为这栋近零能耗示范楼贡献了不可或缺的力量。

“地埋管”是如何实现热量交换的呢？这离不开该建筑的“一号助手”——太阳能空调和地源热泵的联合协同运行系统。太阳能空调系统通过利用太阳的光热来制冷，具体来说，就是通过太阳能集热系统产生的热水来驱动吸收式制冷机，从而制备出冷水，为建筑提供所需的冷气。此外，该建筑还配备了144组“中温真空玻璃管集热器”以及两组可实现自动追日的“高温槽式集热器”，它们共同为建筑提供所需的热源。在夏季，这些集热器是制冷系统的一部分，而在冬季，它们产生的热水则直接用于建筑内供暖，无需任何转换。

地源热泵系统，即“地埋管”与土壤换热的供暖供冷系统，巧妙利用了浅层土壤“冬暖夏凉”的特性。在夏季，该系统与太阳能空调协同工作，共同为建筑提供冷气。而在雨天或阴天，当太阳能集热系统的热量不足以驱动吸收式制冷机时，地源热泵系统便接管供冷任务，从而显著提高了太阳能空调的制冷制热效率。此外，地源热泵系统还精心设计了蓄冷和蓄热功能，以存储太阳能充足时的能量，确保在太阳能不足时仍能稳定供应。

地源热泵机组深入建筑内部，与太阳能空调协同工作，通过覆盖建筑内墙的密集管道，实现夏季冷水、冬季热水的流畅循环。这种独特的供暖供冷方式，犹如一种无需吹风的“辐射空调”，为居住者带来宜人的环境。在炎炎夏日，流动的冷水释放的清凉之感，悄然传递至室内每个角落，无吹风之感，确保舒适与健康并存。

辐射空调与导光管系统

建筑屋面上，除了太阳能集热系统外，还设计了6个凸出屋面的透明拱形盖子，这些被称为聚光罩的装置，与太阳能空调协同工作，共同打造宜居环境。而这个聚光罩，正是这栋建筑的“二号助手”——导光管系统。

不同于地下车库中常见的导光管，建筑上的导光管系统有着其独特之处。它不仅能“收集光”，还能“应用光”。其上方的透明聚光罩，如同放大镜一般，将太阳光高效收集，并通过导管装置内表面的光滑不锈钢材质和膜材料，将光线均匀且无损耗地引入室内，实现自然照明。

在白天太阳光充足时，建筑室内无需开灯即可享受明亮舒适的环境，既保护了眼睛又节约了能源，真正实现了绿色、健康、舒适的生活方式。此外，这种导光管技术还在高铁站、地下车库、隧道、场馆等公共设施中得到了广泛应用，为人们带来了更多的光明与便利。

除了导光管系统外，建筑室内还配备了智能照明系统，作为灯光的额外补充。这一系统仅需网线就能实现供电和无线通信功能，且每个灯具都拥有独立的IP地址。通过照度传感器和人体存在传感器的协同作用，系统能智能调节灯光效果，同时实现照明电源的自动开关以及灯光与遮阳的联动控制。

住上“绿”建筑，引领新未来

在近零能耗示范建筑中大放异彩的“科技助手”，如今已广泛普及至我们日常居住的民用建筑中。这些技术成果不仅展示了中国在绿色低碳发展方面的理念、技术和实践，更为全球提供了可借鉴的范例。以博鳌近零碳示范区的创建为例，这些新科技得到了充分运用。中国建研院下属的建科环能科技有限公司为该示范区提供了专业的技术咨询服务，明确了岛内建筑绿色化改造的技术路径，包括“被动优先、主动优化、能源转型”等策略。通过采用空气源热泵、蒸汽发生器、电炊事设备等替代原有燃气设备的技术方案，成功实现了岛内建筑碳排放较2019年下降50%的目标，同时提高了建筑电气化率至100%。此外，生活热水用能成本下降了60%，炊事用能成本也降低了30%，充分体现了绿色建筑的经济和社会效益。

博鳌近零碳示范区自2024年3月正式运行以来，已实现了节能减碳比例（含光伏）超过50%的显著成果，其年节能量相当于3000个家庭一年的用电量。此外，在呼和浩特市的中海河山大观项目中，建科环能科技有限公司同样提供了系统近零能耗的技术支持。这包括采用保温隔热性能和气密性能优越的外墙保温系统及外门窗系统，配备高效节能的新风热泵一体机，以极低的能源消耗为建筑提供供暖、供冷及新风服务，并利用屋面太阳能光伏产生清洁电能。这些措施犹如为建筑披上了一层保温隔热的防护衣，有效降低了冬季供暖、夏季供冷的需求，从而实现了无市政供暖的绿色建筑目标。

中海河山大观项目

智能能源管理系统显示，该项目在供暖季室内温度始终维持在20℃以上，同时，PM5浓度平均值仅为9μｇ/m³，远低于室外水平。此外，该项目还成功实现了92%的供暖节能率和30%的碳排放强度降低。自投入使用以来，样板间的实测数据表明，单位面积供暖费节约了47%，这意味着一个100平方米的房间，每年可节约供暖费用超过1000元。与传统的建筑相比，近零能耗建筑不仅提供了更加舒适的室内环境和更健康的空气质量，还展示了出色的建筑性能和低碳运行特点。随着近零能耗建筑科技成果在更多领域的应用，我们不禁期待，未来居住建筑将朝着更加绿色、健康、高效的方向发展。在中国建研院科研人员的引领下，我们走进“未来建筑实验室”，深入探索近零能耗技术的未来发展。

未来建筑实验室

作为近零能耗示范建筑的进一步升级，未来建筑实验室致力于成为我国居住建筑能源与环境研究的重要基地。该实验室不仅具备科学实验的功能，还用于展示科研成果，并提供入户体验的机会。实验室精心设计了三套“实验户型”，包括按照2020年节能标准建造的“先导”建筑，反映从当下到2035年可能出现的不同建筑节能水平和建筑材料工法的“先锋”建筑，以及以2050年未来视角和发展理念为指导进行设计和建造的“未来”建筑。在“未来”建筑中，充分展现了建筑自身产能大于建筑用能的技术创新。此外，这些“实验户型”已转化为三套“体验户型”，可直接入住，为体验者带来沉浸式的感受。

未来建筑实验室

身处未来建筑实验室，你会被其精致的内部空间所吸引。这里不仅展示了各种先进的建筑技术与理念，还为公众提供了一个深入了解未来建筑的机会。通过实地体验，人们可以更直观地感受到未来建筑带来的舒适与便捷。

数字新沃土，“建”出参天树

从近零能耗建筑的神奇之处，到未来建筑的畅想空间，新科技为建筑领域带来的变革可谓翻天覆地。在推动建筑从近零能耗向零能耗、自产能转型的过程中，一项关键技术——建筑信息模型（BIM），成为了实现绿色低碳建筑的重要数字化助手。BIM不仅承载着建筑全生命周期的数据，更是支撑建筑业数字化、智能化、绿色化发展的核心基础设施。近年来，中国建研院致力于实现国家“碳达峰、碳中和”的目标，紧抓数字中国建设的重大机遇，针对BIM领域的核心技术难题，进行了BIMBase关键技术的攻关。BIMBase系统作为国内首款具有完全自主知识产权的BIM基础平台，如同创造数字建筑世界的沃土，为建筑、电力、交通、石化、市政等行业的数字化发展提供了强有力的支撑。

BIMBase：数字世界的沃土，推动绿色低碳发展

除了在BIM领域取得重要突破，中国建研院还致力于推动建筑行业的绿色低碳转型。去年，该院发布了PKPM-CC双碳云服务平台，这一创新举措旨在为建筑、市政、交通、电力等碳排放密集型行业提供专业的碳排放服务。该平台不仅填补了国内在碳排放领域的专业服务空白，还为行业提供了高效的碳减排数据测算工具，助力构建美丽中国的数字化治理体系。此外，在安吉余村这一“两山”理念的实践地，中国建研院进一步探索了零碳乡村的建设路径。通过搭建零碳余村综合运营管理平台，该院为政府、村民和游客提供了多样化的碳服务，有力推动了余村零碳建设目标的实现。

随着新技术的不断涌现，建筑行业正逐步迈向更加绿色、智能、数字化和可持续的发展道路。展望未来，我们有理由相信，建筑将演变成为生态友好、和谐宜居的重要载体，既能顺应自然的循环规律，又能不断满足人类日益增长的需求。那么，未来的房子将呈现出怎样的“绿色”面貌呢？让我们共同期待，并由专业的国家队来负责实现这一美好愿景。