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天津教授造神秘住宅:全年不花一分钱水电费,中国首例

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2020年春天,

北京大兴的半壁店村,

出现了一栋神秘、低调的新房子“零舍”。

不仅冬暖夏凉,还能自己发电,

内院的景观水池能供给日常生活用水,

院门口的镜面装置

甚至可以直接给手机充电。

没过多久,它就成为了

中国第一栋拿到“近零能耗”标识牌的民宅。



房子的主人是一位来自天津大学的教授,

每个月,他都会来这里度假。

村子也因为这栋房子的落成而热闹起来,

建成后的一年多里,

络绎不绝的人来看它。

有主人的朋友、同行、学生,

也有村里的村民。



一个天津男教师,

为什么会到北京郊区盖房子?

对未来的住宅设计又有着什么样的影响?

今年10月,

一条来到北京大兴,

独家采访了“零舍”的主人。

自述 | 任军

编辑 | Tango 责编 | 邓凯蕾



零舍位于北京市大兴区魏庄善镇半壁店村

2021年的秋天,冷空气来得格外早。10月中旬,北京郊外的最低温度已接近0°。一个普通的周末,任军从天津的家里开车2个多小时,第N次来到他在北京大兴区的度假屋。


这一天特别晴朗,客厅前的一排玻璃长廊,贪婪地吸收着火辣的阳光。上午10点多,阳光房的温度迅速“晒”到了25℃。

太阳下山后,室内气温降为22℃。任军关闭新风系统、锁紧门窗,穿过客厅、水院,来到最靠里的卧室睡觉。


第二天起床,任军首先去检查气温,监控屏显示20℃。

在没有任何暖气、空调等能源的情况下,这样一栋矗立在北京郊外的民宅,在北方气温跌至冰点的夜晚,仅仅流失了2℃,保温性远远超过了城市里的高档住宅楼。


下午2点,任军坐在前厅的躺椅上画画,地面上倒映出梦幻的彩色光影。路过的邻居看到他来了,走进来寒暄。大家都知道,村里来了个专业设计师,还是研究建筑的博士,他的书房是向大家开放的。

有的老人喜欢在这里晒太阳、看书,也有的不爱阅读,但会带着孩子来花园里玩石子、荡秋千。大家喜欢这位谦和、博学的大学老师,“他一点儿也没有架子,不管问什么,都很有耐心。”

任军的度假屋,也渐渐成了村子的文化社交场所。“这个房子算是我个人的一个试验品,盖完就是想让更多人体验。”



村里的孩子们很喜欢来零舍荡秋千

这不是村民第一次走进零舍,但每一次靠在玻璃门边,他们都会忍不住一再感叹:“这门框、窗户怎么这么好?竟然一丝风都透不进来?”

他们是看着零舍造起来的,起初纷纷猜测,是有钱人在这儿盖豪宅,或是政府造公共项目,后来听说设计师会造一栋“高科技”楼房……出乎意料的是,最后是这么一栋看起来“斯斯文文、低调朴实”的房子。而且,整个建造过程几乎没有扬尘,很少听到噪音。


大家更没有想到,这座花了3个月就建造、装修完的房子,竟然还能发电。中国第一栋拿到“近零能耗”标识牌的农宅,就这样悄悄在自己的村子里诞生了。

任军给大家算了一笔账,他一共花了多少钱,住进去之后又省了多少钱。清清楚楚的数字,让更多人憧憬能够早日住进这样的房子里。

以下为任军口述。



任军,天津大学博士、教授,国家一级注册建筑师

我叫任军,是天津大学建筑学院的老师。我父母就是天大的老师,所以从小就一直就是在学校里长大的。

80年代的天津大学算是在郊区,我记得校园里还有稻田、菜地,对男孩子来说就是一个天然的野外游乐场。一放学我们就喜欢泡在那儿抓虫子、研究各种植物。


毕业设计展上的任军,天津大学建筑学院顶楼留影

奇形怪状的昆虫、无人浇灌却茁壮长大的野菜,它们的生命力特别顽强,这给我留下了很深的印象,立志想要当一个生物学家,但高考时阴差阳错,进了建筑系。

回想童年,无拘无束玩耍的经历似乎一直在影响我,后来从事建筑设计,也从没放弃过对大自然的探索,第一要保护好它,第二就是琢磨怎么向它“借力”,别浪费自然的能量。


天津高新区第一学校

任军设计的校园项目中都很注重采光、节能

1993年,我本科毕业后继续读研究生,拿到硕士学位后,留在学校一边做设计一边读博士。最喜欢设计和研究的还是“绿色建筑”。

绿色建筑,最简单地说就是减少污染,节约资源的建筑,最早是欧美提出的概念。虽然我是建筑师,但从十几年前,就对绿色技术有了兴趣。


2008年,任军在利比亚、日本考察绿色建筑与自然融合

2015年,我参与了一个政府项目,到北京大兴区做乡建。简单直接地说,就是用更节能的设计,让整个农村变得更干净。

这个村子叫“半壁店”,离大兴机场开车15分钟,紧挨着北京的南中轴线,沿着中轴线开1小时就能故宫。它虽然没有什么知名景点,但种了很多月季花,办过国际月季花大会,在我看来也别有风情。

很多人觉得“美丽乡村”最重要的是“美丽”,但我觉得在农村,住得健康、舒适才是更急迫要改进的。


零舍门前的公共花园里种满了月季花

到了2019年,我在想能不能在农村把节能环保这件事做得更极致?正好看到了这个废弃的三合院,它的主人是一对兄弟俩,已经去城里打工了。我通过村委会,向他们租下了房子,结合自己的课题研究,开了一场等待20年的实验。


任军作品:天友绿色设计中心、天津生态城健身中心

在建筑领域,绿色节能其实一直是很小众的研究。我属于少数一直在坚持研究的,也通过各个渠道去筹集资金。


任军独自赴日本参加第24届国际建筑师大会

2011年,第24届国际建筑师大会在日本举办,我向全世界的优秀建筑师介绍了中国的绿色建筑。那一次的演讲,我产生了更强烈的渴望,希望我们国家的建筑节能可以赶超欧美。

10年后,零舍刚造完不久,中国“近零能耗标准”正式颁布了,经过一道道审核,零舍成为第一个授牌的建成项目,还拿了好几个国际大奖,一下子成了业内关注的热点。

一切都那么巧合,很多同行来问我,怎么算得那么准?我在心里苦笑,其实这件事已经坚持了20年,人只要是做自己感兴趣的事,就有无穷无尽的热情。


零舍的建筑面积是400㎡,建造和装修一共花了280万,有一部分科研课题经费,也有企业赞助。我算过一笔账,建一栋同样面积的普通农宅花费大约是150万。当然,如果装修很考究的话,也可能要300万。


近零能耗的房子虽然建造费用高一些,但是后期使用真的很省钱,因为它几乎可以完全不用电费,更重要的是健康舒适:干净的空气、不透风的恒温,住过的人都能真切地感受到。

来这里的人,说的最多的一句话就是:“真舒服啊!”夏天舒爽、冬天暖和,四季都很安静。


零舍用了3种保温层:岩棉保温板、石墨聚苯板、挤塑聚苯板

节能首先要克服的问题是“保温”,不管暖气还是冷气,一旦室内达到某个温度,就不会轻易改变。

零舍的房子分为三个部分:前院、中堂、后屋。我用了三种25厘米厚、不同结构的保温构造,就连地面也全部剖开,填充了保温。

整栋房子就像包裹了一件厚厚的“羽绒服”,脚上穿着“羊皮靴子”,头顶上也戴着“防风帽”,全面保温。


任军把零舍建筑体“切”成9个剖面,制作成装饰展示

搞定了墙体,就要面临门窗的难题。一方面用更多的玻璃,可以让室内更明亮,少开灯,还能吸收太阳热量;但另一方面,门窗会耗散房子的超过50%以上的热/冷气。

我通过计算做了一个平衡,采购了大量“被动门窗”。这是一种气密性特别好的门窗,有三层玻璃,中间充氩气,表面镀LOW-E低辐射膜。它可以吸收更多热量和光线,同时防止室内的温度流失。

所谓“被动”就是,我不主动买能源,而是“被动”地等着大自然给我能量。


被动门窗搭建的前院花房


采光和保温性都更好的“被动天窗”

村民们最感兴趣的就是这种“被动门窗”,因为他们家里哪怕是新盖的房子,到了冬天也总会在缝隙里有漏风。所以在这里体验过后,都说以后装修也想要用。虽然价格是普通门窗的3倍,但却是实实在在的舒服。

零舍没有空调,也没有供暖,但是安装了一种“新风能源一体机”。因为保温到位,只要传统房子1/4的电量,就能冬暖夏凉。而且,这1/4的电量,也几乎是靠自己发电的。


光伏瓦

未来,全世界的建筑行业都有一个大趋势:产能建筑,也就是建造的房子不但能节约能源,还能生产能源。

我在零舍的设计里,最大程度地利用了“光伏”发电。屋顶上的每一块瓦片都是玻璃的,里面藏着光伏发电薄膜。


彩色薄膜光伏玻璃与柔性光伏艺术装置

门口可以充电的艺术装置,用的是一种镜面“柔性光伏纸”,也可以吸收阳光转化成电能。

所有光伏产生的电量,一年大约有8000度。我计算过,如果零舍天天有人住,大概一年的用电量是10000度左右,相当于80%可以“自产自用”。



检查、计算能耗数据是任军在零舍最重要的活动

我去国家电网办了一个简单的手续,就把零舍的电并入了国网,自动结算。比如我只是偶尔周末来零舍居住,一年的电量根本用不完,还能通过卖电挣钱。这是一个公开的政策,任何房子都可以去办理。

关于环保,很多人会忽视建造的过程。零舍设计了7、8个月,但建造装修仅仅用了3个月。我尽量减少现场搅拌水泥、切割等操作,避免灰尘的污染。


后排危房被改造成80㎡的2室1厅

可以预制的结构就全部在工厂做完,就像定制积木一样,送到现场再安装。比如最后一排80㎡的房子,我做成了一个常规的两室一厅。

在工厂定制好模块,送到现场7天内就能全部拼装好。这个做法唯一的缺点是,模块的尺寸会限制运送的范围。如果要做的话,可以尽量寻找附近的工厂。


零舍是典型的重硬装、轻软装。我不希望它的外观很突兀,最好能够自然地融入村子。如果你细细打量,就又能品味出一些格调来。


零舍顶层

在做建筑立面时,选择了三种立面:原木、砖块、紫铜。这三种材料的颜色比较接近,掩映在高大的银杏树后,低调又有层次感。



部分建筑外墙采用紫铜片装饰

原木和砖块是村里常见的材料,便宜好用,代表自然和人工的一种连接。

在设计期间的某一天黄昏,我突然觉得夕阳的余晖打到这片田野上,格外迷人。于是就想到了用铜板,包裹在一部分建筑的外立面上,反射金色的阳光,也为零舍增加了现代感。



任军用木钉DIY客厅的装饰画

房子的建筑风格是节能,那么内部的装饰也几乎都用废弃材料。比如麦秸做的家具,完全是用热压的,没有一点儿甲醛。

用装修时剩下的玻璃,放在废弃金属架上,当做茶几。买了几块很便宜的木丝板,在上面用图钉一个个钉出一幅“山水画”,既有趣,也挺解压的。


中间的水院是一个蓄水池,可以收集、过滤天然雨水,水池底下铺着老房子的瓦片。在雨量多的季节,水池可以满足日常生活用水。


后院是一个零碳花园,里面所有的东西都是废物利用:老房子的碎砖放在钢筋笼里,当做隔墙;拆下来的木窗做景观装饰;回收的电脑机箱刷了颜色,做成装置箱。村里的孩子最喜欢这里,几乎每天傍晚都有人来荡秋千。


我有个“每周一画”的习惯,每个星期在铜板上画一幅20X20cm的小画,就用学设计时的一些手绘基础,不在乎画得好不好,而是一种情感和灵感的记录。

每一次离开喧闹的城市,来到零舍,都会觉很解压,画画的时候也很放松。这些小作自然而然成了零舍的装饰。


拾穗者与零舍,效果图(左)、任军油画(右)

我最喜欢的一幅小画,是我把零舍画到了米勒的《拾穗者》中。那份秋季收获时的朴质、安详,特别打动我。希望零舍所在的村子也是这样欢快、幸福的。


外墙改造前(左)、改造后(右)

在改造老房的时候,外墙曾有一些温馨可爱的墙绘,它们被保温层给遮盖了。我特意设计了几个洞口,在里面画上了原来的图案,希望保留村里过去的记忆。


任军尝试在模块菜地里种植蔬菜

这些年来,随着生活的富裕,人们的观念也在改变。以前在农村,大家都会攀比谁家的房子看起来豪气,会花钱买昂贵的大理石,甚至汉白玉等奢侈材料。

现在,即使是在乡村,也有越来越多人意识到,住得舒服、健康,才是第一位的。越来越多人认同这个理念,说明我们的内心真的‘富’起来了。



零舍建成后,我的很多朋友来参观,中学、大学同学也来这里聚会。大家都很激动,一直问我,如果回老家的农村盖房子,或是在城市里装修,可不可以用零舍的技术?

当然可以。其实低能耗的技术已经很成熟,从2019年开始,国家大力推动建筑的节能低碳。光伏、被动门窗的价格一直在降,普通人也能用得起。

无论是在郊外盖一栋新的建筑,还是在城市里装修房子,零舍的做法都可以借鉴——


① 给房子穿棉袄

在建造一栋别墅时,可以考虑采用保温性更好的墙体,比如“岩棉保温板”、“石墨聚苯板”、“挤塑聚苯板”。可以向你的建筑师咨询,当地更适合使用哪一种材料。

② 被动门窗

其实城市装修也特别适合用“被动门窗”,它们不仅有极好的保温效果,隔音能力也很棒。阻挡车水马龙的噪音,让家里更安静,这对放松很有好处,也是一种对心理健康的注重。

③ 让屋顶发电

“光伏”是一种太阳能发电系统,举例来说,一块1.6㎡的光伏板,可以提供1个冰箱、1个洗衣机、1个电视机和1台电脑的用电量。如果家里有电动汽车,每天行驶20公里的话,大概需要2块光伏板。

以前很少有住宅会采用,是因为造价很高,这两年的价格已经跌了80%。在装修时,还可以查看所在城市是否享有国家补贴。

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