国家标准《零碳建筑技术标准》的编制已于2021年4月9日启动。 在双碳的大背景下，我们来聊下建筑领域的一些现有的成果，并根据其它国家的经验提出一些建议。

《零碳建筑认定和评价指南》是我国首个零碳建筑标准，已于2021年9月1日起正式实施。《指南》的制定填补了国家建筑领域中零碳建筑标准的空白，助力建筑从绿色建筑、超低能耗建筑、近零碳建筑进一步向“零碳建筑”迈进。

建筑作为城市的主要组成之一，低碳、近零碳、零碳建筑体系的发展是建立低碳城市的重要组成部分。我们可以回顾下我国建筑领域从节能标准到低碳建筑评价标准的不断发展的路线：

1986年，我国发布了第一个民用建筑节能设计标准《民用建筑节能设计标准》；

2001年和2003年相继发布了《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》和《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》；

近年，国家和各省市地区先后发布了《公共建筑节能设计标准呢》、《民用建筑节能条例》等国家和行业的节能标准；

2006年《绿色建筑评价标准》标志着我国在建筑节能的发展上做出了新的跨越。

2012年全国首个《低碳建筑评价标准》地方标准正式实施。

2019年国家标准《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2019开始实施。

2019年《近零能耗建筑技术标准》、《近零能耗建筑测评标准》和《建筑碳排放计算标准》发布，对制定零碳建筑认定和评价方法具有重要的指导意义。

《零碳建筑认定和评价指南》中的控制指标和碳排放量核算是零碳建筑认定的主要依据。控制指标包括建筑室内环境参数和能效

指标两个方面，目的是在保证建筑使用功能的前提下尽可能降低建筑用能需求。碳排放核算是对建筑碳排放的量化，鼓励通过可再生能源的利用抵消建筑用能，以实现建筑的零碳排放。

下文我们通过案例和图片集中讨论几个话题：

1、什么是零碳建筑；

2、向零碳建筑过渡的方法论；

3、英国和日本零碳建筑体系概述；

4、净零碳建筑的5个案例；

5、我国零碳建筑发展应吸取的经验；

6、国外净零概念的评级机构；

7、关于幕墙我们能做的。

一、什么是零碳建筑

所谓零碳建筑，目前尚无统一的定义,一般是指在建筑的全生命周期中,建筑的综合碳排放为零的建筑。就是这种建筑在不消耗煤炭、石油、电力等能源的情况下，全年的能耗全部由场地产生的可再生能源提供。其主要特点是除了强调建筑围护结构被动式节能设计外，将建筑能源需求转向太阳能、风能、浅层地热能、生物质能等可再生能源，为人类、建筑与环境和谐共生寻找到最佳的解决方案。零碳建筑的考量不仅针对建筑使用阶段,更要全面考虑建材生产运输、建造施工、运行维护、拆除废弃等全生命周期。

世界上第一个零碳建筑”范例是伦敦贝丁顿零碳社区。

二、向零碳建筑过渡的方法

零碳建成环境必须由人们的需求和意志以及国家和国际目标驱动，它们分别被视为是自下而上和自上而下的方法：没有自下而上的认同和行动，自上而下的策略就行不通；同样， 自上而下的方法也需要在各地区实施，而不能完全依赖国家和国际的指令和规定。

为了向可持续的零碳社会过渡，需要更加强调自下而上的“全系统”方法，同时需要审查各层级的规则与责任，甚至可能会出现面向推动建筑低碳化的中间组织的新要求。因此在未来的建筑设计中，能够解决环境与能源问题的建筑技术相关人士的重要性不言而喻。

全系统方案可以将建筑学与工程学紧密连接， 满足舒适性、健康性以及零碳排放的综合性需求。在全系统方案设计中，首先需要整合被动式结构设计、高效暖通空调照明系统并集成可再生能源技术与能源存储设备来降低能源需求。此外， 相关技术还可与建筑外围护结构设计结合产出更多的可再生能源。

通过设计全系统方案，我们可以了解被动式设计和主动式设计的相互作用，使彼此共同推进设计深化。可能现阶段某些技术要素尚未达到成本效益（如热储存），但是随着我们逐步优化被动和主动解决方案，便可实现成本的下降。但是如果等到所有技术要素都经过优化后才将它们合并进全系统中，我们将永远无法实现零碳目标。当我们努力实现零能耗或零碳排放的目标时，尽管成本会上升，但针对每一种不同类型的建筑都将有一个最佳平衡点。

三、英国和日本零碳建筑体系概述

英国在建筑二氧化碳排放领域的研究在欧盟乃至世界范围内处于领先的地位。

在英国政府颁布的《可持续住宅规范》中，完整的描述了零碳定义的关键性要求，摘要如下。

1)居住建筑二氧化碳排放率为零(包含供暖、 照明及通风能耗)。

2)根据英格兰和威尔士建筑规程文件——新建住宅中燃料和电力的节约(ADLIA)的方法， 计算目标排放率。

3)“使用能耗”(考虑家庭中标准设备和厨房消耗)必须使用所提供的计算表进行计算。同时须按这个能耗大小，安装等量的可再生能源发电设施。

4)所有的可再生能源发电设备必须设在项目所在地，或者直接接入项目。

5)热损失系数低于0．8 w／(m2·K)。

6)将低能耗照明设备的实际安装比例与减少二氧化碳排放联系起来。

7)在总氧化碳排放量的计算中没有考虑次级供热系统。

8)在2005版的《标准评估程序》中，机械制冷不包含在内。应在《能量供给规范》(Code Service Provider)中寻找如何囊括它的方法。

为实现零碳目标，英国出台了一系列的政策激励开发商采用如下的顺序来解决问题：

1. 首先是考虑提高能效，

2. 其次采用现场或近地可再生能源的零碳技术，

3. 最后是场外可再生能源的零碳技术。

制订的方案鼓励最大限度地减少温室气体的排放，允许项目在限定的时间内完成，为开发商采用更广泛的技术和技术创新提供一定的灵活性。

对于日本，节能、创能、蓄能、控能是实现零能耗建筑的主要技术路径，其技术路线图将分三步走。

1. 第一步提高建筑物围护结构保温隔热性能，从而减少整个建筑的能源负荷；

2. 第二步采用高效节能的照明、空调、电梯、换 气、热水等建筑设备，利用先进能效技术进一步降低建筑能耗；

3. 第三步利用太阳能、地热、生物质、燃料电池等清洁能源发电技术，与蓄能技术、智能技术组合，实现建筑物能源收支平衡。从而，实现日本到2030年公共建筑节能1226．5万KL．居住建筑节能1160．7万KL的建筑节能减排目标。

光伏发电是零能耗建筑创能的主角。日本由于土地紧缺，太阳能市场是从 住宅市场开始发展起来的，而且以分布式住宅或建筑屋顶光伏发电系统为主。日本光伏发电装机容量从2009年11月实施剩余电力收购制度以后开始逐步增 加，2012年7月实行固定价格收购制度后开始大幅增长，特别是光伏设备成 本不断下降后，非住宅光伏发电市场开始出现井喷，到2014年累计装机容量 为2688万kW，达到历史最高水平。2015年度住宅用的电力收购价格为33日元／kWh。随着政府收购价格的不断下调，光伏市场出现了需求减少的趋势。但在电力自由化和零能耗建筑政策的支持下，以自用为主的住宅光伏市场将仍有较大增长空间。2014年住宅光伏累计装机容量为1062万kW，截至2015年2月，安装项目累计达到1678269个，全国住宅光伏普及率为5.9％。

四、我国零碳建筑发展应吸取的经验

建筑行业是社会三大能源消耗行业之一。如何推进节能建筑，实现“零 能零碳建筑”，已经成为近年来建筑界一直在探索的课题。从日本的经验来看，推行零能耗建筑主要存在下列几个问题：

第一，标准不清晰。长期以来尽管零能耗建筑目标早就提出来了，但零能耗建筑的定义并不清晰。各个建筑公司都在倡导零能耗建筑，但所定义的范围各不同，从消费者来说难以比较。从国际上来看，各国的定义也各不相同，若采用狭义的定义，由于用途、规模等物理条件受限而难以实现目标，例如，严格执行一次能源消费量为零的定义就必须利用可再生能源．而高层建筑由于屋顶面积有限，无法大量设置光伏发电组件，即使布满光伏组件也难以实现能源自给。因此物理上就难以实现零能耗建筑。可望而不可即的目标容易挫伤了企 业的积极性。若采用宽泛的定义，政府推广的目标和政策又会失去意义。因此，政府必须在政策引导作用和实现可能性之间寻找恰当的定义和标准。政府 提出的标准新建住宅定义不清，缺少评价判定的基准。

第二，技术不成熟。2009年”实现和推广ZEB研究会报告“中提出通过技术创新完全有可能实现零能耗建筑，并确定了开发能够大幅提高建筑能效的各项技术目录。但实际上，仅靠这些技术简单加总难以统一设计成零能耗建筑。因为建筑物非量产化产品，每栋建筑物有不同的规模，设计方法和技术，成本各不相同，相关信息和技术难以共享。这是零能耗建筑难以普及的重要原因。特别是中小建筑企业和设计事务所缺乏零能耗建筑设计施工的能 力。而且。未对零能耗建筑成本进行核算，经济性如何确保也是一个大 问题。

第三，驱动力不足。要推广和普及零能耗建筑，提高开发商的积极性是非常重要的。对开发商来说，经济性不佳是最大的障碍。零能耗建筑的优点是可以减少水电费支出。通过能源自给自足可提高能效等，而这些好处未必被广大 业主所了解。对于租赁大厦来说会增加业主的负担，与水电费支出减少还不成 正比。对于零能耗建筑高效保温隔热性能所带来的舒适性和健康性认识不足。节能、绿色建筑的补助制度和标识制度数量众多，一般消费者难以辨认，对既有建筑监管则更难．而且这些新技术、新材料和新产品也带来了施工技术的难度。

对于我国来说，我国发展零能耗建筑任重而道远，当下只能先从基础工作做起。

第一，首先要高度重视建筑围护结构的保温隔热性能。

第二，新材料和新技术是推广零能耗建筑的关键，在建材和建筑设备领域 应大力推广领跑者计划。

第三，节能建筑是绿色建筑的核心，也是推广零能耗建筑的起点。

第四，设计和施工质量是实现零能耗建筑的保障。

第五，政府激励政策和措施是推广零能耗建筑的重要手段。

五、净零碳建筑的5个案例

下面看下来自全球5座建筑，在实现零能源、建造可持续建筑这个目标上，都具有较强的代表性并呈现各自的发展差异。

1 加拿大乔伊斯中心

乔伊斯中心是加拿大绿色建筑委员会新制定的零碳建筑标准中16个试点项目之一，莫霍克学院乔伊斯合作与创新中心由B+H和McCallum Sather Archi⁃ tects设计体现旨在减少建筑碳足迹的环保技术。

建筑采用本地材料和双层墙体系统， 最大限度地利用自然光，调节室内气候，该项目还利 用28口地热井开发清洁可再生能源。在顶部，2000块太阳能电池板安装在一组翅膀上，以支持建筑的净零性能。该设计还包括雨水收集系统，径流由两个地下蓄水池收 集，可以满足建筑的用水需求。

2 美国落基山研究所

由 ZGF 建筑事务所设计的落基山研究所的创新中心在其运营的第一年实现了近零能耗，大量的被动采光和自然通风不仅可以减少能源使用并有助于近零能耗，还可以使其成为一个更舒适，更高效的工作场所，这个项目估计四年就可以因为使用再生能源收回额外的成本。

3 亚马逊新总部大楼

电商巨头亚马逊在美国西雅图市中心新总部 Spheres，耗资高达 40 亿美金，包括斥巨资建造的“绿 色天堂”——迷你热带森林，让这些建筑变得充满生机。

The Spheres由三个玻璃球状建筑物组成，最大的球体高90英尺（约27m），宽130英尺（约40m），里面种植了来自世界各地的植物，多达4万多株，覆盖的物种有400多种，行走其间犹如漫步林中，可谓一个“室内热带雨林”，而三个玻璃球状建筑物其实是使用钢框架和夹层玻璃建造，每个球体需要2643块面板，热量从面板反射出来，但允许适当波长的光通过，以利于植物的生长。

此外，该建筑内的通风系统则模拟户外微风，白天温度保持在华氏 72 度，湿度为 60%，到了晚上，晚上温度会下降，湿度会上升。

Living Wall 应该是 The Spheres 最大的特色，足有四五层楼高，拥有超过 25000 种植物，被植入 4000 平方英尺的墙内，是生物多样性的创新示范，同时也是亚马逊园艺学家Ben Eiben的心血结晶。

4 阿姆斯特丹德勤总部

在荷兰阿姆斯特丹，有一栋号称全世界最先进的智慧办公室 Edge，大楼的中庭是太阳能系统集成中心，每一层楼的网状隔板加强办公室空气流动，空气上升从屋顶出去，创造自然的通风系统，气流变化让在室内办公的人感觉像在室外，即使在一个风雨交加的日子，透过自然光与玻璃角度，大楼光线仍然保持明亮。

此外，他们使用机器人做夜间巡逻，以及通过数字天花板侦测哪些地方特别需要清洁，当晚清洁人员与就能知道哪些地方特别需要打扫。厕所内的擦手纸也有传感器，让清洁人员知道哪些厕所使用最频繁。

5 哥本哈根联合国城

3XN设计的“联合国城”位于哥本哈根北港区海港边，总面积约 4.5 万 m2 ，外表呈不规则八角星形状。

这一建筑采用海水冷却系统，几乎不需要额外电力来冷却建筑。屋顶还安装了1400多块太阳能面板， 预计每年可为建筑提供约 30 万 kWh 的电力。此外， 在节水方面，该建筑预计每年可收集300万升雨水用来冲洗马桶。

五、国外净零机构的评级机构

·源与环境设计(LEED) 的领先地位– 零能源、零碳、零水和零废物

·国际未来生活研究所(ILFI) – 零能源和零碳

·加拿大绿色建筑委员会(CGBC) – 零碳

·TRUE – 零废物评级系统

·南非绿色建筑委员会(GBCSA) – 净正值，包括碳、水、废物和生态

·阿联酋绿色建筑委员会(Emirates GBC) – 零能源和零碳

·新西兰绿色建筑委员会(NZGBC) – 净零碳

·全球可持续发展评估系统(GSAS) –减碳

·印度绿色建筑委员会(IGBC) – 净零能耗建筑和净零水建筑

六、关于幕墙我们能做的

本号在早些时间也推送了一些文章。作为上文拓展知识点也好，基础铺垫也罢，身为幕墙行业从业者，笔者认为应从本专业视角，更加深入的思考在双碳目标下，如何获得更多的创新从而实现更大的可能性。

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