全球科技巨头新总部：Apple的零碳建筑

全球科技巨头苹果公司运用了大量领先行业的建筑工艺来打造 Apple Park，一定程度上代表了未来建筑行业的发展方向。通过研究 Apple Park 的建筑工艺，可以为我国建筑行业的发展提供一定的借鉴。环保建筑方面，环形主要通过建筑自然通风的被动式节能技术和太阳能为主的可再生能源供能实现零能耗。为我们展示了一个可行的零能耗建筑建设方案。

一、Apple Park——先进工艺打造最理想化建筑

苹果公司新总部 Apple Park 位于美国加利福尼亚州的库珀蒂诺，总占地面积达 175 英亩，约 71 公顷。项目于 2011年正式启动，2019 年正式开园。Apple Park 造价高达 50 亿美元，约合人民币 336 亿元，是目前世界上最贵的企业总部。相比之下，谷歌和 Facebook 新总部的造价分别约合人民币 88 亿元、27 亿元。苹果公司耗时八年，采用最前沿的建筑工艺将 Apple Park 打造成集环保、科技于一身的理想化园区。

Apple Park 以绿色空间为主，园林景观将建筑群包围在其中。为了实现“景观中的工作场所”的设计理念，Apple Park 内 80%的园区面积由绿地组成。园区内种植了超过 9000 棵树木，包括本土橡树、雪松和其他耐旱植物，并使用循环水来浇灌植物。环形主楼的中庭广场是一个约 12 公顷的公园，种植了杏、橄榄和苹果等果树，可作为餐厅食材来源。高达 80%的植被覆盖率使 Apple Park 成为了世界上“最绿色的建筑”之一。通过大面积植被包围少量建筑的做法，Apple Park 实现了自然与建筑统一的理念。

园区内建筑群包括圆环形主楼、史蒂夫·乔布斯剧院、访客中心和研发中心等其他功能性建筑。其中，主楼是一座四层的圆环形建筑，建筑直径约 1.6 公里，占地面积约 26 公顷。主楼内划分为 9 个功能区，可同时容纳 12000 名员工。史蒂芬·乔布斯剧院高 6 米，直径 50 米。地下一层是一个可以同时容纳 1000 人的剧院，用于召开产品和新闻发布会。其他功能性建筑包括两栋独立于主建筑的研发大楼，以及健身中心和访客中心等附属建筑。在苹果公司严苛的设计标准下，这些建筑大量使用了创新的建筑工艺和新型建材，体现了行业领先的建筑水平。

为了实现独特的建筑设计，打造 100%环保的生态园区，苹果公司大量运用了行业领先的建筑工艺和新型建筑材料来建设总部园区，对建筑行业的未来发展方向具有一定的借鉴意义。

环保方面，主楼采用特殊的建筑结构和屋顶太阳能面板实现节能减排。独特的屋檐设计和空心楼板能够提升建筑的通风保暖性能，使大楼内一年中 9个月的时间无需使用空调，增强节能效果。另外，主楼屋顶铺设了17兆瓦太阳能电池板，园区内还安装了 4 兆瓦沼气燃料电池。目前园区内已实现 100%可再生能源供能，多余电力还可以供给园区周边的其他建筑使用。

二、建筑通风结构实现自然通风，有效降低能耗

Apple Park 内的环形主楼是目前全球最大的零能耗建筑，该项目以被动式建筑节能技术为主要手段之一实现零能耗。

环型主楼采用的被动式技术包以自然通风的建筑结构为主，并搭配毛细管辐射空调系统，可以实现室内通风恒温，降低能耗。

环型主楼采用创新的建筑结构实现自然通风，降低能耗。大楼的每一层之间都有一个突出的玻璃屋檐，屋檐内安装了可以从外部循环空气进入建筑内部的风道。苹果公司联合 F1 赛车的空气动力学家共同设计了风道内的襟翼开关装置。该装置由测量风向和风量的传感器控制，可在屋檐的下侧引导空气吸入，再将室内空气向外排出，实现室内外空气流通。环形主楼仅依靠通风设计即可实现一年中 9 个月的时间无需使用空调，极大地减少了能源消耗。根据测算，该设计每年至少可以为苹果公司节省约 207 万美元的电费。

即使是在必须使用空调的时间里，环形主楼使用的毛细管空调系统也比传统的对流空调系统节能 40%。大楼内的天花板和地板由大约 4300 块混凝土空心板组成。这些空心板进一步增强了建筑的通风能力，并嵌入了毛细管辐射空调系统。该系统由供回水主干管构成的管网系统组成，通过辐射的方式调节室温。外部空气自屋檐风道进入后，经过辐射水管加热或冷却后达到适宜的温度，使室内温度维持在 20 至 25 摄氏度左右。

Apple Park 的环形主楼是全世界最大的自然通风建筑，该建筑仅依靠自然通风的结构就可以大幅减少空调的使用频率。同时搭配更为节能的毛细管辐射空调系统，可以进一步降低能耗，实现建筑零能耗目标。

三、光伏屋顶供能，实现节能环保目标

能源供给方面，Apple Park 已完全实现清洁能源供能。除自然通风的被动式节能技术外，环型主楼还利用可再生能源实现建筑零能耗的目标。园区内能源以太阳能光伏为主、生物燃料电池为辅。其中，环型主楼安装了 17MW 光伏屋顶项目，是世界上最大的太阳能屋顶项目之一；园区内还安装了 4MW 沼气燃料电池，两者共同为园区提供了75%的电力。同时建筑已成功并网，非峰值用电期间可以通过蓄电池和微型电网向公共电网输送电能。

园区内另外25%的电力来自苹果公司在加州建设的光伏电站。该电站可产出 130MW 的能源供给 Apple Park 及苹果在加州的其他场所设施使用。2021 年 4 月，苹果公司宣布将在该电站新建一个大型储能项目。该项目由 85 个锂离子巨型电池组组成，可以储存高达 240MWh 的能源，并为 7000 多个家庭供电一整天。建成后，该项目将成为美国最大的电池储能系统之一，助力苹果公司实现其环保目标。

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