零碳建筑，看得見的綠色未來

吳景山

“碳排放”是溫室氣體排放的總稱。隨著全球氣溫的升高、自然災害的發生和氣候變化的加劇，降低碳排放已成為全球共同的責任和挑戰。

我們日常生活中的任何活動都可能造成碳排放，小到打開電燈，大到工業生產。據統計，建筑全過程的碳排放總量占全國碳排放的一半以上。

2022年，住房和城鄉建設部、國家發展改革委印發了《城鄉建設領域碳達峰實施方案》，要求全面提高綠色低碳建筑水平，推動低碳建筑規模化發展，鼓勵建設零碳建筑和近零能耗建筑。

什么是零碳建筑？

中國建筑節能協會聯合中國建筑科學研究院正在組織編制的《零碳建筑技術標準》中，這樣為“零碳建筑”下定義：適應氣候特征與場地條件，在滿足室內環境參數的基礎上，通過優化建筑設計，降低建筑用能需求，提高能源設備與系統效率，充分利用可再生能源和建筑蓄能，在實現近零碳建筑基礎上，可結合碳排放權交易和綠色電力交易等碳抵消方式，符合國家標準規定指標的建筑。

概念聽起來比較抽象，但是如果說起最近的“網紅”——中建低碳智慧示范辦公大樓（中建濱湖設計總部），你可能就不陌生了。它是成都第一座“近零碳建筑”。

這個近8萬平方米的建筑群，建在成都鹿溪河流域的滯洪洼地，結合原始的北高南低的地形，采用雙首層入口和南向退臺的布局，構建了貼地生長、向湖面延展的形態，最大限度地適用場地條件，讓建筑順應自然、融入自然，實現了與自然和諧共生。

成都市一般辦公樓年均能耗120千瓦時/平方米，而這座大樓年均能耗只有40-80千瓦時/平方米，每年可節省用電約186萬千瓦時，減少碳排放約1027噸，經過專業測評獲得了“近零能耗建筑” 標識。

零碳有秘訣

成都夏熱冬冷，冬季基本不用采暖，夏季需要空調制冷。這個建筑群以“近零能耗”為目標，構想了“建筑物被動穿衣戴帽”和“用能系統主動式節能降碳”相結合的方式，配以“充分利用可再生能源的能源系統”，實現了室內舒適環境和最優能源資源消耗，成為夏熱冬冷地區建筑碳中和新標桿。

秘訣1：“穿衣戴帽”

從空中俯瞰，大約8000平方米的屋頂花園和屋面植被層疊，宛如湖邊的綠色山丘，形成了城市中心的綠色小生態。

從垂直立面看，建筑外墻的第一道屏障是雙中空隔熱三銀玻璃幕墻，最大化獲取光照并阻隔太陽長波輻射熱；第二道屏障是幕墻外側的垂直綠化系統，種植槽與攀爬拉索形成了隨季節生長變化的動態植物界面。

通過這些措施，為建筑戴上“防曬帽”，穿上“防護外套”，能為大樓降溫，消減大樓的城市熱島效應，每年能節省約35%的空調耗電。

秘訣2：充分利用可再生能源

建筑群層層退臺、堆疊錯落的布局設計，通過貫穿南北的平面風道與立面風洞，沿湖岸主導風向，讓自然空氣流通更順暢。

通過中庭拔風，采用氣象跟蹤技術自控天窗，根據感應器聯動自動開啟，熱空氣經由三處天窗排出，實現春夏、夏秋過渡季節的自然通風。

動線設計、景觀樓梯等步行系統覆蓋了辦公面積的87%，人穿行于風景之中，會愿意多步行，少用電梯。

屋頂，1000平方米的太陽能板年發電量約12.9萬千瓦時。

地下，大型儲能設施調節不穩定的光伏發電，應用太陽能光伏、直流供電、儲能等技術，抵消建筑從外網消耗的能源，實現自然能源的最大化利用，使建筑最大程度符合近零甚至零能耗的標準。

秘訣3：主動式節能降碳

基于溫度、濕度獨立控制思路，辦公空間因個性化需求而設置了可分時段、分區域控制的高顯熱多聯機+深度除濕新風機，公共空間及部分展示區采用集中空調系統。

照明系統可以感應區域人員活動，控制燈具開關和亮度。加上感應式電動天窗、智能光導管、手動平開窗單元、綠植遮陽等自主調節措施，形成了光、熱、風環境有效交互的微環境系統。

打造零碳建筑的通用法則

現在，隨著各地逐步落實城鄉建設領域綠色低碳發展政策，全國越來越多的地方涌現出近零能耗建筑。

中國建筑節能協會近些年持續組織測評標識有超低能耗建筑、近零能耗建筑、零能耗建筑共計338萬平方米，涵蓋住宅、辦公、商業、機場、博物館等。典型的建筑項目有北京城市副中心行政辦公區二期、中國長城文化博物館、中國建筑科學研究院近零能耗示范樓、國網雄安新區電力調度生產運維中心、青島市奧帆中心、重慶市萬州科技館等。

實現“近零能耗”，這些建筑有共通的設計思路。

降能耗

結合當地氣候條件、自然資源和適用功能要求進行建筑物布局設計，抵消因完善功能導致的碳排放增加；適度控制建筑規模與空間形體，壓縮用能空間，充分利用自然通風和采光；合理確定布局，降低能耗。

結合不同氣候區的采暖空調通風需求，做好圍護結構體系，通過“穿衣戴帽”和反射隔熱，降低建筑物的能耗負荷：優化屋頂、外立面、地面六面體的墻體、窗戶、外門的熱工性能，選取適宜的遮陽方式，減少采暖、空調能耗。

提能效

在設備選擇階段，選用高效、節能、低碳的設備和系統，以創造良好的室內環境，降低建筑能耗。在建造階段，充分利用場地內及周邊資源，盡量就地取材，使用循環可再生材料，減少建造過程中的能源消耗和碳排放。在運行階段，加強重點用能設備的運行調適，提高效率；實時檢測能耗數據，優化能源系統。

在設備選擇階段，選用高效、節能、低碳的設備和系統，以創造良好的室內環境，降低建筑能耗。在建造階段，充分利用場地內及周邊資源，盡量就地取材，使用循環可再生材料，減少建造過程中的能源消耗和碳排放。在運行階段，加強重點用能設備的運行調適，提高效率；實時檢測能耗數據，優化能源系統。

調能效

最大限度地選擇當地可再生能源，包括太陽能、地熱能、風能、生物質能等，減少建筑物化石能源消耗。

未來“好房子”

未來，在創新技術的加持下，近零碳建筑將成為“好房子”的發展方向。

延長房子的壽命

提高新建建筑的壽命，推行百年住宅標準，大力發展鋼結構住宅。鋼結構建筑的減排能力主要體現在兩個方面：一是大幅度降低了水泥的使用量，水泥除了能耗帶來的碳排放，生產工藝中也會排放大量二氧化碳，碳排放比鋼材高很多；二是鋼材易于回收利用，碳回收比例高。

把“老房子”變成“好房子”

不放棄之前建造的建筑， 通過“體檢、養老、保險”等機制，采用綠色低碳節能的技術路徑，增加它們的使用功能和舒適性能，但不增加建筑物能耗負荷，讓“老房子”也減少碳排放，變成“好房子”。

呼喚新技術

隨著人們對美好生活的追求，新的用能需求也在增長，亟需技術的不斷創新，來“抵消”和“中和”碳排放。