“银杏叶”二十多天光伏发电万余度解密三大文化建筑“绿色密码”形似“粮仓”的剧院、状如“赤印”的图书馆、样是“帆船”的博物馆，去年底刚落成开放的城市副中心三大文化建筑，短短二十天，就成了副中心网红打卡地。去北京艺术中心看演出、“泡”图书馆里享受精神食粮、赴博物馆来场“穿越”之旅，已成为市民的日常。
不过，当您身处这三座造型独特的副中心新地标之中时，也许并不知道，它们不仅外观恢弘大气，内里也“兰心蕙质”，隐藏了很多绿色低碳的密码。
作为副中心标志性工程，三大建筑在绿色节能方面力争做到极致，从节能、节地、节水、节材和环境保护等方面采用技术措施共计11项，包括地源热泵集中供冷/热、室外海绵城市设计、光伏发电、采用节能机电系统等。相比同类型未采取节能减排措施的公共建筑，三大建筑每年可减少二氧化碳排放约1万吨，项目节能绿色减排技术处于国内领先水平。
虽然投用还不到一个月，家住梨园镇的朱晓迪却已成为北京城市图书馆的常客。“太喜欢这里了！”走进被称作“河谷区”的图书馆大厅，冬日阳光暖暖地洒在眼前，室内叠层构造仿佛层层远山，银杏叶“铺就”的图书馆屋顶，是朱晓迪读书间隙最爱凝视的地方，她说，这样的设计特别有梦幻感，仰头望去，就像置身“童话森林”。
事实上，这144片银杏树叶不仅颜值高，还能“发电”，奥秘就隐藏在“树冠”中间的天窗上。“每组天窗上都安装了太阳能薄膜光伏系统，铺设面积达960平方米，光伏玻璃装机量为160千瓦，年发电量约为25万度，在优先供应自身用电的同时，多余电量直接并入国家电网。”北投集团城市副中心三大建筑项目部总经理陈宏达介绍。根据测算，开馆二十多天来，通过光伏系统产生的发电量已达约1.3万度。
图书馆屋顶的设计本身就主打绿色节能。银杏叶片屋顶采用了金属屋面加采光顶的设计构造，自然光可直接照射到图书馆大厅，极大地降低了日间照明所需用电量。屋顶的玻璃也有讲究，图书馆的屋顶玻璃创新应用了电子染料液晶智能调光玻璃的新型设备，应用面积达1350平方米。调光玻璃的应用将智能控制技术与调光技术相融合，能根据光线强弱调整透光率，将遮阳系数从0.45降低至0.28—0.32之间，从而防止强烈紫外线对重要书籍胶粘剂的破坏，延长文献保存期限和使用寿命，还可将可见光透过率控制在8.7%-32.4%之间无极变化，始终为读者提供适于阅读的舒适光线。同时，这样的设计也大大降低了建筑物的空调能耗。
北京城市副中心三大文化建筑的“充电宝”可不止图书馆一处。巨型帆船连接古今，大运河博物馆的展陈大楼屋面，也结合自身大屋架结构的形式特点，在金属屋面上分布安装了364块薄膜光伏玻璃，实现光伏建筑一体化，并兼具遮阳功能。据测算，博物馆项目光伏玻璃装机量为48.4千瓦，年发电量为6.06万度。自开馆以来，发电3000余度。
走进大运河博物馆，恰到好处的温暖让人如沐春风，如此庞大的建筑，冬季供暖却并不依赖传统能源，而是基于一套非常复杂又智能的绿色能源系统。整座博物馆建筑不低于60%的热负荷配置由地源热泵及水蓄热系统提供。
深埋地下的地源热泵小王国隐藏着巨大的能量。相比于地上四季交替、气温变化明显，地下常温层温度基本上常年保持在15℃左右，地源热泵正是利用了大自然这一特性，冬天为屋内补充一部分热量，夏天则替代空调降温，整体降低建筑能耗。这一技术在三大文化建筑及共享设施中均有应用。在“三大”的地下深处，安装有许多垂直通道，软化水从水管里走一趟，就带出了地热，随后进入热泵机组和空调循环泵，为室内供暖或制冷。
北京北投生态环境有限公司相关负责人介绍，城市绿心起步区三大建筑及共享设施的能源需求呈现复杂多样的特点。因此项目基于“互联网+”新技术，建设了一套集“地源热泵+水蓄能+冷水机组+燃气锅炉+热回收”于一体的复合式能源系统，满足冬季供热、夏季供冷、生活热水及博物馆常年供冷需求，其供能服务面积约38.47万平方米。
这套系统非常智能，比如，在冬季，优先采用地源热泵+水蓄热系统供热，不能满足的部分采用燃气锅炉调峰，夏季则优先采用地源热泵+水蓄冷系统供冷，不能满足的部分由冷水机组+冷却塔调峰。冬季冷负荷优先采用螺杆式地源热泵机开启“冷回收”模式同时供冷供热。通过数字化、信息化、智能化手段，实现可再生能源利用最大化，有效形成多种能源形式间互补。
需要供冷时，地源热泵机组在夜间低谷电时段向蓄能池蓄冷，最大蓄冷时间可达8小时，日间优先使用蓄能水池释冷，不足时依次开启地源热泵机组和冷水机组系统。需要供热时，结合地源热泵+燃气锅炉辅热系统的工作特性，地源热泵机组在夜间低谷电时段向蓄能池蓄热，日间优先使用蓄能水池释热，不足时依次开启地源热泵机组和燃气锅炉系统。
地源热泵系统在切实满足三大建筑项目多种专业化功能需求及参观游览高舒适性需求的基础上，系统合理配置能源，实现了项目整体低碳、绿色、高比例可再生能源的节能减排目标，相较于“燃气锅炉+分体空调”的传统模式，每年可减少能耗折算标煤3800吨，系统节能率约45%。
造型独特的三大文化建筑，仅看“颜值”，其极富设计感的轮廓和内部空间就迷住了一大片观众。而在建材使用方面，三大建筑更是堪称绿色低碳的典范。
陈宏达介绍，在保证建筑材料质量强度、兼顾实际设计效果和一流艺术表现力的基础上，按照未来近零碳建筑的发展趋势，三大文化建筑广泛引入了多种可再生建筑材料。图书馆项目的可再生建材利用率最高，达15.78%,包括部分钢材、玻璃、铝合金型材、石膏制品、木材，共采用可再生建材重约2.8万吨。博物馆项目共采用可再循环建材重约3.36万吨，利用率约10.48%。北京艺术中心的部分地上钢结构、轻钢龙骨、石膏板隔墙、精装修木材都是可再生建筑材料，共采用可再生建材重约4.58万吨，利用率约10.46%。
在三大公共建筑及共享配套设施项目的设计和建设中，关于绿色的创新探索从未停歇。
整个项目由剧院、图书馆、博物馆、共享配套设施及轨道交通预留车站五个单体建筑共同组成。在传统建筑中模式中，各单体建筑多为独立建设，而经过科学论证，北投集团创新性打破了固有模式，实现了项目整体一体化开挖、一体化设计、一体化建设，对大型公共建筑城市群建设模式展开全新探索。
“采取一体化建设模式，在保证建筑结构安全的基础上有效减少了工程量、优化了结构设计、提升了结构强度、兼顾了使用功能、降低了项目投资，能够取得良好的公共效益。”陈宏达介绍。据测算，较之各自独立建设的传统模式，采取一体化共构施工方式，可减少支护桩约1400根，节省钢筋约2180吨，减少混凝土约14500立方米，减少土钉墙面积约3500平方米，减少TRD水泥土搅拌墙帷幕工程量约78200立方米。
此外，通过绿色智造的管理技术，还开创性地搭建起全生命周期的BIM智慧管理平台。据不完全统计，三大文化建筑项目应用BIM技术，共发现并解决了设计问题2268条，减少设计变更及工程洽商414条，节约工程建设成本3089.7万元，节省工期195天。期间，解决了规划、设计、施工、运维各阶段BIM管理相互分离的问题，提高了各专业之间的协同水平，也最大限度减少了不必要的返工和资金浪费，实现了BIM竣工模型数字交付和数字化运营管理的技术突破。