陕西女博士40万造节能房，全年不花一分钱电费
一条2023-11-02 22:23
2021年，35岁的王怡琼，
改造了老家陕西渭南的农村自建房。
原本废弃了16年的老平房，
被改成了一座“黑科技”节能住宅。
房子可以自己发电，满足一家人的日常使用，
全年几乎零电费；
院内的水循环系统，
可以应对西北的干旱气候；
“阳光罩”、能够发热的绘画、空心玻璃砖……
让房子实现低碳取暖。
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房子入围有“建筑界奥斯卡”之称的美国建筑A+大奖的
可持续私人住宅类别，全球只有5栋房子入围
主创设计师：高博、王怡琼
今年，这栋住宅入围了A+国际建筑大奖。
一般节能房造价很高，动辄百万，
很难在乡村推广，
王怡琼自己就是建筑师，
便用尽各种心思寻找“平替”方案，
最后她把这处占地1000多平、
建筑面积270㎡宅子的总造价，
压低至40万元。
设计师朋友们都不敢相信：
“你是怎么做到的？”
10月中旬，一条来到渭南乡郊，
探访这座充满了“低能耗”细节的乡村自建房，
如何做到了既省钱又节能。
编辑：韩嘉琪
责编：陈子文
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玻璃砖房外观
10月中旬，正值陕西关中的“晒秋”时节。一条摄制组驶离西安一个小时后，便到了渭南的城郊地区巴邑村，公路沿途铺满了晾晒的玉米，大片的金色在乡间绵延流淌。
王怡琼的家位于108国道旁，稍不留神，就可能错过这栋入围国际大奖的房子，因为关中传统民居“深宅，窄院，封闭”，只有从正门入，才能看到院子里别有洞天。
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房子位于陕西渭南乡郊地区， 院子后面是一望无际的农田
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晒秋时节，火红的柿子点亮了村庄
进入狭长的院子，一栋玻璃砖房矗立在眼前，既现代又传统。房子保留了红砖的裸砖样貌，粗粝、质朴，阳光下的玻璃砖轻盈灵动，不锈钢的镜面房门映衬院内的自然景观。
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玻璃砖的光影效果梦幻灵动
小朋友在水池边玩水，用竹子作为金箍棒大显身手；隔壁家的奶奶坐在小椅子上安静地晒着太阳。自从房子建成以后，村民就特别喜欢来串门。
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屋主、建筑师王怡琼
王怡琼既是屋主，也是设计师，她是西安建筑科技大学的讲师、在读博士。6岁以后，她随父母从老家渭南迁至西安，自此告别了故乡。这栋房子原本是她的爸爸给奶奶建造的养老房，奶奶去世后，荒废了16年。
直到3年前，王怡琼了解到同门师兄、西安建筑科技大学的高博教授申请到了科技部和陕西省的重大课题——对乡村既有民居的绿色营造。于是她自告奋勇，提议用老家的房子做课题研究。一年多的时间，她和学校的团队用40万，造了个热、风、光、水、电多方位“黑科技”的节能房。
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左：起居室空间
右：“黑科技”绘画，背后是可以调节热量的相变材料
过程中王怡琼曾数度崩溃，预算有限，每一笔花销都得精打细算。她说让自己坚持下去的，就一个朴素的愿望：20年前，她的父亲给奶奶盖了这栋养老的房子；20年后，父亲即将退休，她也想要把改造后的房子，像礼物一样送给父亲。
以下是王怡琼的自述。
我们这次设计的是一个“低配版节能房”，对于在乡村推广节能房，可能更有意义。
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房子改造前
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房子的新材料与技术应用
设计都是从问题出发的。原来的房屋是关中传统的窄合院，进深长，采光不好、昏暗阴冷，由于是平顶，屋顶的渗水问题严重。改造时，我们就从热、风、光、水、电几个方面来处理。
房子延续了关中传统的格局，由宅前地、门房、前院、正房和后院来构成。总占地面积1000多平，主体建筑200平方。
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阳光间，像是给房子穿了一件保暖的衣服
关中地区全年气温偏冷，冬天最低只有5度左右。我们就在既有建筑上增加了一个南向的C型腔体，像是给房子穿了一件舒适的厚衣服。同时，它也可以作为一个阳光间，人可以坐在里面晒太阳、看书。
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绘画背后的相变蓄热材料，可以调节室内热量
阳光间里，我实验性地放置了三幅带有“黑科技”的手工装饰画，画布的背面是相变蓄热材料，当室内温度高于17度的时候，它可以吸热，低于17度，可以放热，从而去调节室内热量。
加建二层的时候，我们借鉴了关中传统“厦子房”（意为偏房）坡屋顶的形式，体现了“房子半边盖”的民居特点。
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中国传统的民居建筑里，屋顶一般都是“人”字型结构
但在关中地区，屋顶经常是“人”字型的一半，
这样可以让左右两家的墙贴在一起，更加利于保温
我们还引入了关中传统的闷顶，在坡顶与屋内的顶棚之间加建一个“天花板”，变出一个空心保温层。
起居室、卧室的外墙采用了内保温材料，可以抵挡北向的寒风；外窗采用了Low-E中空玻璃，冬季可以防止暖气外逃。整栋房子基本可以实现零碳取暖。
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玻璃顶，同时解决了采光和通风问题
原有的房屋采光不好，我们就拆除了屋顶的一块楼板，在上面做了玻璃顶，不仅改善了采光，还利用热压形成了拔风筒效应，促进室内通风。
这个玻璃顶也充当了天井的作用。天井是传统民居中的一个精神空间，如今，村子里的亲戚经常聚在这里唠嗑、晒太阳。
天井的植入，也让空间的划分更加明确。我用竹子做了一个小隔断，一边是餐厅、吧台和厨房，一边是天井下面的会客区域。
乡村地区，关于水的生态处理一向比较弱，所以在这个房子里，我们实践了一些技术含量低、便于推广的措施。
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前院的水窖上方，设计了一个景观水池装置
关中地区气候相对干旱，一年里降雨分布极不均衡，冬天少雨，夏天暴雨，所以我们设计了三套水系统，一是雨水的收集，二是生活废水的利用，三是厕所污水的排放。
厨房、淋浴后的比较干净的“中水”，在经过三缸处理器的净化后，用于日常的浇花、洗手、冲洗厕所；马桶出来的比较脏的“黑水”会通过一个既有的化粪池过滤，用于灌溉院子后的农田。此外，收集的雨水经净化后也会被引入前院的蓄水池。
在前院的水窖上方，我们还加入了一个景观水池装置。
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从村子里收集来的废弃的米缸
改造成了三缸污水处理器
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水处理系统的原理图
传统的三缸装置其实是用混凝土砌筑出来的，但我们想了一个低成本的替代方案：把村里收集来的废弃的米缸埋在地下，里面放入一些净化介质，如碎瓦片、碎砖块等，并在上层用管道进行连接，一个家庭版的污水处理装置就做好了。
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传统的坡顶，不仅便于排雨
还利于太阳能板追随太阳的角度
屋顶之上，我们放置了18块光伏太阳能板，平均下来一天可以发18度电，我们把发的电卖到国家电网，再从国家电网平行购买。折算下来，一年基本不需要另花电费。
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房子建成后，很多朋友都不敢相信它的造价只有40万
房子建成以后，我身边很多设计师朋友都来预约看房，大家最直观的感受是：你怎么可能花了40万就把这件事情做成了？
其实，最初我和高博老师团队做方案的时候，施工队给我们的报价是100万，我们都很吃惊：费用为何如此之高？所以我们做的第一件事情就是优化方案。
一开始，我们的设想是在二层加建的部分使用钢结构，钢结构自重轻且坚固，施工技术成熟，但造价很高。所以我们最终只在屋顶的框架上保留了钢结构；主体结构，使用了低成本的砖混结构；南立面，我们采用了混凝土结构，可以在带来自由立面的同时，提供很好的结构荷载。这样，我们才将第一轮的预算压低下来。
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工人在实验砌筑方法
为了节省人力成本，我们自己找了施工队，现场摸索建造工艺和方法。
对于村里的工人来说，这些新工艺和新技术是他们之前从未接触过的，所以当我找到的第一批施工队听到我们的方案时，回答都是做不了。到后来，在高博老师的团队的支持下，工人都是在现场边学边做。
我还联系了一些跟学校长期合作的企业，比如这次用到的太阳能板就是我从校企合作里拉的赞助。
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陶土砖搭建的置物架
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陶土砖搭建过程
这个房子里，我基本没有购入额外的家具，家具的主体都是我和学生用陶土砖砌的，总共花了4000多块钱。
用陶土砖做室内设计，主要是想弥补我的一个遗憾。我们房子主要的建筑材料是红砖，但一开始，我其实更想用陶土砖。由于一块陶土砖的价格是红砖的两倍多，只好选择放弃。
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陶土砖肌理细腻，排水透气
相比之下，红砖的外表粗糙，有电烤的黑点
用陶土砖搭建家具的过程，就像垒积木一样。我带了几位建筑系的学生，前一天出方案，后一天施工。我们把云石胶、ab胶、结构胶几种胶水混合起来，用于凝结砖块，效果非常牢固。
一周的时间，我们就砌筑了厨房的吧台，客厅的板凳，洗手池的水池，入口处的鞋柜，墙面上的置物架，以及二楼的隔墙。后来，有学生开玩笑说，可别让王老师再看到剩下的陶土砖了，要不然她一定还能捣腾出点什么。
除了陶土砖家具以外，其他的家具也都是我回收的二手物件。
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餐桌的桌面，是由村民手里回收来的木门改造而成
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卧室的门，是用造房子的剩余木料做的
餐桌的桌面是我从村民手里收集来的一块实木门板，有两米多长，大小刚好适配，价格只要500多块；卧室的门，是用造房子的剩余木料做的，为了环保，甚至都没有上漆；其他的小凳子、毛毯、插花瓶的缸，都是我从姥姥家拿的她不要的东西。
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学生的DIY绘画
墙上挂的画，是学生们在房子的施工现场就地取材、就地绘制的。大家把石英砂和颜料混合之后，再用纱布把肌理感做出来，然后用抹墙的方式把颜料抹上去的。
其实，我学建筑这么久，一直都没经历过真正盖房子时候的煎熬。只有这次在改造房子的过程里，我才切身地感受到背后的压力，比如一些很美的设计在具体的实践中往往很烧钱，所以我只能寻找更平价的替代方案。
我一直感叹，自己是一个抠门的甲方，又是一个追求美的乙方，在经济和美之间寻找平衡，真的很难。
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一家人在院子里掰玉米
从房子的设计、施工，再到室内装修，刚好是我怀孕、生产的头两年。我需要一边带娃，一边写论文，一边在建筑工地上来回穿梭，这真的是一条漫长的战线。
好在，盖这个房子，不是我一人单打独斗，而是全家人出动。我的爱人是结构师，我的父亲是岩土工程师，我的表哥是做装修管理的，我又是建筑师，等于说建筑行业的4个工种都集齐了。
我爱人给这个房子做结构的时候，我刚生完宝宝，有一回，他坐在病房里，一边陪我，一边在旁边画图。也正因为房子的结构是他做的，我们住在里面觉得特别安心、特别可靠。
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一家人在吃饭
盖房子的过程里，争执也时有发生。由于我们家四个人承包了四个领域，大家的出发点常常是相悖的。比如，我关注的是建筑本身的美学，经常会有一些天马行空的想法，但我爱人的关注点是性能安全。
所以我总是不停地问他，这个方案能不能行？他会严谨地告诉我，如果10分是绝对安全，这件事可能只有7分。
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四代人在天井下聊天
等到房子建成以后，大家突然觉得，之前的争执、拉扯一下都释然了。我们也在合作的过程里进一步认识彼此。
那一刻，我突然悟到，为什么说在乡村，每代人一生中最重要的事情就是盖一座房子，因为房子可以凝结起一个家庭，凝聚了一个人在那一刻所拥有的全部的关系和力量。
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王怡琼在插花，
插花植物都来自于自家院子和乡间
其实，奶奶去世后，我们大家庭的关系也曾发生过裂痕。乡村里，一个老人的去世可能会切断一家人的连结。逢年过节，我父亲带我祭拜烧纸，然后在这个房子里面转一圈就走，好像没有一个能够真正停留的理由。所以成年后，我一直都想要为爸爸翻修一下房子，让他拥有一个属于自己的家。
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王怡琼的母亲热爱种植，
在房子的宅前地种了毛豆、辣椒、茄子等多种蔬菜
直到新房子建成后，我和父母都更愿意回村了。现在几乎一到周末、假期，我们就想要开车回来，和村里的亲戚们团聚。
成为母亲以后，我也会理解，为什么每个妈妈都会想有一个自己的独立的小空间。因为平时的精力基本都被孩子瓜分走了。在这个房子里，我可以做一些自己喜欢的事情，读书、写论文、插花，孩子就在院子里玩耍。
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王怡琼母亲20年前种的三四棵竹子，如今长成了一片竹林
我最喜欢的地方是阳光间，坐下来，视线的方向正好是院子里的竹林。20年前，我妈妈在房子前种下了三四棵竹子，如今，它已经变成了一片竹林。20年的时光和岁月在这个场景里突然呈现出来，我觉得是非常触动的。
传统的村落里，家族生命力的延续靠的就是盖房子。曾经，我的爷爷在实践；后来，我的父亲在实践；到了我们这一代人，是我在实践；也许下一次房子的更新和改造，会由我的儿子实践。
房子的生命周期，就是一代人与下一代人之间的间隔，它会不断地更新迭代，像细胞一样生长。
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