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解读零碳建筑
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内容提示：面对严重的全球气候变暖问题,未来建筑节能零碳排放成为大势所趋。在阐述零碳建筑的意义和国际动向的基础上,对国内外零碳建筑著名实例进行分析,并提出我国零碳建筑发展设想。
20 世纪以来全球气候变暖的问题越来越严重，温室效应正不断威胁着地球的生态环境。在温室气体中，CO2 不是最有害的，却是排放量最高的［1］。日益增加的 CO2 数量不仅会使全球气温上升(连锁反应加起来可能会在 50 年内上升 4 ℃)、气候极度动荡，还会对陆地和海洋的分布状况产生复杂而严重的影响，如持续的海平面上升、堤坝崩塌、土壤沉陷等等，基于这一背景而提出的“零碳”正是为了减少CO2 排放和降低温室效应。席卷全球的“零碳”计划已经势在必行。（参考《建筑中文网》）
1 零碳建筑的意义
据专家估计，建筑物产生了全球约 60% 的 CO2排放，是温室气体的主要排放源。因此，在所有减少温室效应气体排放的立法规划中，建筑都处于核心地位。在建筑的规划、设计、建造和使用过程中，减少能源消耗，最大限度实现零碳排放，对缓解全球气候变暖和改善城市的生存环境具有举足轻重的作用。以“零碳”为极致目标的零碳建筑拒绝使用常规污染性能源(煤、气、油、柴)，更强调地表生态环境保护和重视可持续发展，其意义是积极和现实的。在低碳经济时代下，零碳建筑终将成为未来建筑产业的主流。
2 零碳建筑的国际动向
为了减少气候变暖对 21 世纪地球的威胁，1997年 12 月在日本京都召开的《联合国气候变化框架公约》缔约方第三次会议上通过了旨在限制发达国家温室气体排放量以抑制全球变暖的《京都议定书》。根据此协议，从 2008 年到 2012 年间主要工业发达国家的温室气体排放量要在 1990 年的基础上平均减少 5. 2%［2］。这是设定强制性减排目标的第一份国际协议，于 2005 年生效，目前已在 170 多个国家获得批准。
在碳排放 问 题 上 的“先 驱”———英 国，早 在2002 年建有全球首个“零碳社区”，还有世界闻名的“零碳屋”。2005 年英国文化协会发起一次覆盖60个国家的全球性活动———“零碳城市”，引导人们用创造性方式去探讨气候变化问题。2007 年 3 月英国推出《气候变化方案》，规定总体目标 2050 年前将英国的温室气体排放量比 1990 年前减少 60%。英国政府计划到 2016 年让所有新建房屋都实现碳的零排放，还承诺在全英国建立 10 个零碳排放的生态城镇。
在丹麦也有一批“低碳住宅”问世，并开始走向大规模市场推广。因采用新节能技术，其能耗水平仅是普通住宅的一半，同时这些技术在房屋造价上占比例很小，所以“低碳住宅”的售价与普通房屋一样。丹麦的哥本哈根市更是雄心勃勃，计划要在2025 年成为世界上第一个零碳排放城市。
此外，美国、德国、瑞典、中国、日本等国家在零碳建筑的落实和推进上都取得了一定的成果。目前，备受瞩目的还有中国上海崇明岛东滩的生态城计划和阿联酋马斯达尔市的未来城计划(图 1)，两者均是以“零碳城市”作为造镇目标，力求自给自足、持续发展。崇明岛东滩将以风力、太阳能与生物燃料作为主要电力来源;马斯达尔则进一步将“零废弃物”和“零车辆”列为发展主轴。
3 零碳建筑实例解析
1)英国贝丁顿零能耗社区 BedZED，2002 年完成，是英国第一个也是最大的零碳生态社区。重要的是，BedZED 社区属于经济适用房性质，这意味着零能耗走出概念和先锋建筑，真正落实到普遍大众使用。BedZED 社区的设计理念是建造一个“零能耗发展社区”，即整个小区只使用可再生资源产生满足居民生活所需能源，不向大气释放 CO2，其目的是向人们展示一种在城市环境中实现可持续居住的解决方案以及减少能源、水和汽车使用率的良策［3］。BedZED 社区的设计标准要求非常高，尤为强调对阳光、废水、空气和木材的可循环利用。各种节能措施都从环保角度考虑，简便易行、切实有效。例如:利用阳光和导热材料采暖;利用废木头发电并制造热水;妥善利用水资源和先进的通风系统。在BedZED 社区，空间采暖减少 88% ，热水减少 57% ，用电减少 25%。BedZED 社区绿色交通和生活圈的规划更是极具特色，这其中包括:减少对小汽车的依赖，鼓励居家办公，并代之以汽车俱乐部(以刷卡的方式共用小汽车)、多乘坐公共汽车(使用氢气作为能源的零碳排放量汽车)以及以自行车作为交通工具;多食用本地食物，减少消费进口食品等。在BedZED 社区居民看来，节能和绿色应该是一种生活方式。要可持续发展，就必须从高能耗、高消费的生活方式转向低能耗、低消费的生活方式，在不降低生活质量的同时降低对环境的压力(图 2)。
2)美国赫斯特大厦(Hearst Tower)，2005 年 2月封顶，是纽约第一座在启用时获得美国绿色建筑委员会 LEED 黄金级别认证的超高层写字楼，目前已成为纽约最热门的绿色新地标。赫斯特大厦从建筑外壳到内部装修全部采用可回收且无污染排放的材料，充分考虑到将来二次甚至多次利用的可能;采用内墙最少化的设计，以增加自然光的利用;大厦顶部被设计成可以收纳雨水的平台，使得排向城市下水道的雨水减少约 25%，雨水流入大厦底部的回收水箱，补给大厦空调系统蒸发的水分。管道里多余的水还被用来灌溉周围的植物，并补给大厦内庭景观瀑布的水源。传感器会感应到员工的离开，自动关闭灯和电脑;内部的人造灯会随着外部光线的暗弱自动调整。大厦中庭的温度调节主要依靠可制热和制冷的发光地板。地板中预先埋入管道，冬天管道里的热水可以为中庭创造一个高度约 1. 9 m 的“温暖区”，夏天管道里的冷水可以为中庭降温［4］。赫斯特大厦不仅节约能源利用，更提供了优越的工作生活条件。作为实现可持续发展的代价，采用了多项新技术和新设计的赫斯特大厦造价比普通写字楼要高 30%左右(图 3)。
3)中国宁波诺丁汉大学可持续能源技术研究
中心，2008 年 9 月投入使用，是中国第一幢零碳排放的节能大楼。大楼通过高性能围护结构、蓄热体、日光及太阳光控制、塔楼的自然通风、试验室和加工间的管道通风等 5 个环境设计战略，最低限度地减少了对加热、冷却和通风额外能源的需求。利用阳光、雨水、地热等可再生资源，自给自足解决用电、用水、供热制冷等问题，整个大楼在运作过程中无任何废气排放。这幢 5 层高的生态楼，造型像变形的魔方，却展示出最新的节能设计理念和绿色建筑技术。大楼拥有先进的太阳能光板、太阳能集热器、风力发电机、地热水泵、雨水收集系统以及电动“智能”窗等，在确保大楼使用舒适度的前提下，提高了能源和再生能源的使用效率，最大限度地降低 CO2 排放，从而减少对环境的影响。大楼同时拥有世界领先的隔震技术，最高可抗 7. 9 级地震。据测算，未来 25年该大楼可节约 448. 9 t 煤和减少1 081. 8 t 碳排放(图 4)［5］。
4 零碳建筑发展设想
不容乐观的是，零碳建筑的发展还存在很大的障碍。虽然零碳建筑长远来看更经济且节约能源，但其实施推广取决于多项元素，包括社会观念、科研水平、建筑成本、管理制度、执行策略等。当前，我国零碳建筑的建设和发展更是任重道远，还需要开展许多方面的工作:1)广泛宣传“零碳”概念，普及节能教育，加强人们保护地球环境的责任感。2)吸取他国先进经验，研究创造适宜的节能技术，有效降低零碳建筑的造价。3)培养相关人才。在建筑设计人员和相关专业的学生中强化节能意识，积极开展有关零碳建筑和零碳城市的科学研究。4)政府加大节能减排管理力度，制定零碳建筑标准，支持鼓励建房者采用零碳节能技术并提供优惠政策。有理由相信:只要突破了这些瓶颈，实现建筑节能、生态、健康、环保的美好理想并不遥远。
参考文献
［1］ 布赖恩·爱德华兹. 可持续性建筑［M］. 北京:中国建筑工业出版社，2003.
［2］ http:/ /baike. baidu. com/view/31046. html.
［3］ 楚杰. BedZED 零能耗之村［J］. 资源与人居环境，2007(19):43 － 45. 来源: 《建筑中文网》.
1 零碳建筑的意义
据专家估计，建筑物产生了全球约 60% 的 CO2排放，是温室气体的主要排放源。因此，在所有减少温室效应气体排放的立法规划中，建筑都处于核心地位。在建筑的规划、设计、建造和使用过程中，减少能源消耗，最大限度实现零碳排放，对缓解全球气候变暖和改善城市的生存环境具有举足轻重的作用。以“零碳”为极致目标的零碳建筑拒绝使用常规污染性能源(煤、气、油、柴)，更强调地表生态环境保护和重视可持续发展，其意义是积极和现实的。在低碳经济时代下，零碳建筑终将成为未来建筑产业的主流。
2 零碳建筑的国际动向
为了减少气候变暖对 21 世纪地球的威胁，1997年 12 月在日本京都召开的《联合国气候变化框架公约》缔约方第三次会议上通过了旨在限制发达国家温室气体排放量以抑制全球变暖的《京都议定书》。根据此协议，从 2008 年到 2012 年间主要工业发达国家的温室气体排放量要在 1990 年的基础上平均减少 5. 2%［2］。这是设定强制性减排目标的第一份国际协议，于 2005 年生效，目前已在 170 多个国家获得批准。
在碳排放 问 题 上 的“先 驱”———英 国，早 在2002 年建有全球首个“零碳社区”，还有世界闻名的“零碳屋”。2005 年英国文化协会发起一次覆盖60个国家的全球性活动———“零碳城市”，引导人们用创造性方式去探讨气候变化问题。2007 年 3 月英国推出《气候变化方案》，规定总体目标 2050 年前将英国的温室气体排放量比 1990 年前减少 60%。英国政府计划到 2016 年让所有新建房屋都实现碳的零排放，还承诺在全英国建立 10 个零碳排放的生态城镇。
在丹麦也有一批“低碳住宅”问世，并开始走向大规模市场推广。因采用新节能技术，其能耗水平仅是普通住宅的一半，同时这些技术在房屋造价上占比例很小，所以“低碳住宅”的售价与普通房屋一样。丹麦的哥本哈根市更是雄心勃勃，计划要在2025 年成为世界上第一个零碳排放城市。
此外，美国、德国、瑞典、中国、日本等国家在零碳建筑的落实和推进上都取得了一定的成果。目前，备受瞩目的还有中国上海崇明岛东滩的生态城计划和阿联酋马斯达尔市的未来城计划(图 1)，两者均是以“零碳城市”作为造镇目标，力求自给自足、持续发展。崇明岛东滩将以风力、太阳能与生物燃料作为主要电力来源;马斯达尔则进一步将“零废弃物”和“零车辆”列为发展主轴。
3 零碳建筑实例解析
1)英国贝丁顿零能耗社区 BedZED，2002 年完成，是英国第一个也是最大的零碳生态社区。重要的是，BedZED 社区属于经济适用房性质，这意味着零能耗走出概念和先锋建筑，真正落实到普遍大众使用。BedZED 社区的设计理念是建造一个“零能耗发展社区”，即整个小区只使用可再生资源产生满足居民生活所需能源，不向大气释放 CO2，其目的是向人们展示一种在城市环境中实现可持续居住的解决方案以及减少能源、水和汽车使用率的良策［3］。BedZED 社区的设计标准要求非常高，尤为强调对阳光、废水、空气和木材的可循环利用。各种节能措施都从环保角度考虑，简便易行、切实有效。例如:利用阳光和导热材料采暖;利用废木头发电并制造热水;妥善利用水资源和先进的通风系统。在BedZED 社区，空间采暖减少 88% ，热水减少 57% ，用电减少 25%。BedZED 社区绿色交通和生活圈的规划更是极具特色，这其中包括:减少对小汽车的依赖，鼓励居家办公，并代之以汽车俱乐部(以刷卡的方式共用小汽车)、多乘坐公共汽车(使用氢气作为能源的零碳排放量汽车)以及以自行车作为交通工具;多食用本地食物，减少消费进口食品等。在BedZED 社区居民看来，节能和绿色应该是一种生活方式。要可持续发展，就必须从高能耗、高消费的生活方式转向低能耗、低消费的生活方式，在不降低生活质量的同时降低对环境的压力(图 2)。
2)美国赫斯特大厦(Hearst Tower)，2005 年 2月封顶，是纽约第一座在启用时获得美国绿色建筑委员会 LEED 黄金级别认证的超高层写字楼，目前已成为纽约最热门的绿色新地标。赫斯特大厦从建筑外壳到内部装修全部采用可回收且无污染排放的材料，充分考虑到将来二次甚至多次利用的可能;采用内墙最少化的设计，以增加自然光的利用;大厦顶部被设计成可以收纳雨水的平台，使得排向城市下水道的雨水减少约 25%，雨水流入大厦底部的回收水箱，补给大厦空调系统蒸发的水分。管道里多余的水还被用来灌溉周围的植物，并补给大厦内庭景观瀑布的水源。传感器会感应到员工的离开，自动关闭灯和电脑;内部的人造灯会随着外部光线的暗弱自动调整。大厦中庭的温度调节主要依靠可制热和制冷的发光地板。地板中预先埋入管道，冬天管道里的热水可以为中庭创造一个高度约 1. 9 m 的“温暖区”，夏天管道里的冷水可以为中庭降温［4］。赫斯特大厦不仅节约能源利用，更提供了优越的工作生活条件。作为实现可持续发展的代价，采用了多项新技术和新设计的赫斯特大厦造价比普通写字楼要高 30%左右(图 3)。
3)中国宁波诺丁汉大学可持续能源技术研究
中心，2008 年 9 月投入使用，是中国第一幢零碳排放的节能大楼。大楼通过高性能围护结构、蓄热体、日光及太阳光控制、塔楼的自然通风、试验室和加工间的管道通风等 5 个环境设计战略，最低限度地减少了对加热、冷却和通风额外能源的需求。利用阳光、雨水、地热等可再生资源，自给自足解决用电、用水、供热制冷等问题，整个大楼在运作过程中无任何废气排放。这幢 5 层高的生态楼，造型像变形的魔方，却展示出最新的节能设计理念和绿色建筑技术。大楼拥有先进的太阳能光板、太阳能集热器、风力发电机、地热水泵、雨水收集系统以及电动“智能”窗等，在确保大楼使用舒适度的前提下，提高了能源和再生能源的使用效率，最大限度地降低 CO2 排放，从而减少对环境的影响。大楼同时拥有世界领先的隔震技术，最高可抗 7. 9 级地震。据测算，未来 25年该大楼可节约 448. 9 t 煤和减少1 081. 8 t 碳排放(图 4)［5］。
4 零碳建筑发展设想
不容乐观的是，零碳建筑的发展还存在很大的障碍。虽然零碳建筑长远来看更经济且节约能源，但其实施推广取决于多项元素，包括社会观念、科研水平、建筑成本、管理制度、执行策略等。当前，我国零碳建筑的建设和发展更是任重道远，还需要开展许多方面的工作:1)广泛宣传“零碳”概念，普及节能教育，加强人们保护地球环境的责任感。2)吸取他国先进经验，研究创造适宜的节能技术，有效降低零碳建筑的造价。3)培养相关人才。在建筑设计人员和相关专业的学生中强化节能意识，积极开展有关零碳建筑和零碳城市的科学研究。4)政府加大节能减排管理力度，制定零碳建筑标准，支持鼓励建房者采用零碳节能技术并提供优惠政策。有理由相信:只要突破了这些瓶颈，实现建筑节能、生态、健康、环保的美好理想并不遥远。
参考文献
［1］ 布赖恩·爱德华兹. 可持续性建筑［M］. 北京:中国建筑工业出版社，2003.
［2］ http:/ /baike. baidu. com/view/31046. html.
［3］ 楚杰. BedZED 零能耗之村［J］. 资源与人居环境，2007(19):43 － 45. 来源: 《建筑中文网》.
原文网址：http://www.pipcn.com/research/201104/14859.htm
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