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來源：互聯(lián)網(wǎng)

零碳建筑（英文名：zero carbon building），是零碳城市的一個(gè)重要方面，是指采用綜合建筑設(shè)計(jì)方法，不用常規(guī)污染性能源（零能）和不損失綠化面積（零地），充分利用建筑本體節(jié)能措施和可再生能源，使可再生能源的二氧化碳年減碳量大于等于建筑全年二氧化碳排放量的建筑。

零碳建筑除了采用被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)中的高效保溫、高效節(jié)能窗等被動(dòng)式節(jié)能技術(shù)外，更多的是通過主動(dòng)技術(shù)措施提高能源設(shè)備與系統(tǒng)的效率，同時(shí)引入更多的智能控制技術(shù)，充分利用太陽能、風(fēng)能、淺層地?zé)崮堋⑸镔|(zhì)能等可再生能源，將建筑能源需求轉(zhuǎn)向可再生能源，注重實(shí)現(xiàn)材料和產(chǎn)品的循環(huán)利用，有效地減少建筑全生命周期的碳排放，為人類、建筑與環(huán)境和諧共生尋找到最佳的解決方案。代表建筑有上海世博會零碳館、倫敦貝丁頓零碳社區(qū)、北京光熙門北里29號樓等。

零碳建筑代表了可持續(xù)建筑的未來，是減緩氣候變化和實(shí)現(xiàn)碳中和的重要步驟。通過采用可再生能源、高效能源系統(tǒng)和可持續(xù)材料，零碳建筑不僅可以減少碳排放，還提供更健康、更經(jīng)濟(jì)的生活方式。它還可以向更多建筑類型拓展，除了已經(jīng)較為常見的住宅和辦公建筑外，未來在商業(yè)綜合體、學(xué)校、醫(yī)院等公共建筑領(lǐng)域也可以嘗試應(yīng)用零碳技術(shù)。這種多元化發(fā)展不僅能夠擴(kuò)大市場規(guī)模，也將推動(dòng)相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新和完善。

詞語釋義

零碳城市

“零碳城市”源自羅馬俱樂部提出的經(jīng)濟(jì)“零增長”理論。現(xiàn)在常說的“零碳城市”意指城市對氣候變化不產(chǎn)生任何負(fù)面影響，或者說最大限度地減少溫室氣體排放。

零碳建筑

“零碳建筑”(Zero Carbon Building)，是零碳城市一個(gè)重要方面，是指采用綜合建筑設(shè)計(jì)方法，不用常規(guī)污染性能源（零能）和不損失綠化面積（零地），充分利用建筑本體節(jié)能措施和可再生能源，使可再生能源二氧化碳年減碳量大于等于建筑全年全部二氧化碳排放量的建筑，從而最大化地實(shí)現(xiàn)“零碳城市”。

建筑特點(diǎn)

零碳建筑除了采用被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)中的高效保溫、高效節(jié)能窗等被動(dòng)式節(jié)能技術(shù)外，更多的是通過主動(dòng)技術(shù)措施提高能源設(shè)備與系統(tǒng)的效率，同時(shí)引入更多的智能控制技術(shù)，充分利用光伏、太陽能、風(fēng)能、淺層地?zé)崮堋⑸镔|(zhì)能等可再生能源，將建筑能源需求轉(zhuǎn)向可再生能源，注重實(shí)現(xiàn)材料和產(chǎn)品的循環(huán)利用，有效地減少建筑全生命周期的碳排放，為人類、建筑與環(huán)境和諧共生尋找到最佳的解決方案。

當(dāng)然，絕對“零能”建筑是沒有的，人們指的“零能”是相對于不用污染性常規(guī)能源（煤、氣、油、柴），提出“零碳建筑”帶有鼓勵(lì)不用污染性常規(guī)能源、加強(qiáng)開發(fā)可持續(xù)能源的意思，“零碳建筑”是“零碳城市”的重要組成部分之一。

示范建筑

青島奧帆中心

青島奧帆中心零碳社區(qū)確定為“中國公共建筑能效提升項(xiàng)目”示范子項(xiàng)目，通過開展既有建筑節(jié)能低碳改造示范，可實(shí)現(xiàn)每年8663噸二氧化碳減排，并促進(jìn)光儲直柔、海水源熱泵、能源互聯(lián)網(wǎng)、智慧能源控制系統(tǒng)等技術(shù)的推廣。

香港“零碳天地”

香港“零碳天地”采用被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)——因地制宜，最大限度使用自然資源，力求從源頭降低建筑對能源的依賴。這片耗資2.4億港元打造的城市綠洲，包括一棟集綠色科技于一身的兩層高建筑，以及環(huán)繞其四周的全港首座原生林景區(qū)。通過綠色設(shè)計(jì)和清潔能源技術(shù)，不僅成功消滅建筑自身的碳足跡，還有多余電力回饋城市電網(wǎng)。

項(xiàng)目運(yùn)用了被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)，最大限度使用自然資源，力求從源頭降低建筑對能源的依賴。建筑物位置、座向及形態(tài)均經(jīng)過巧妙設(shè)計(jì)，考慮到微氣候的研究，盡量采用該處的大自然熱能及通風(fēng)。考慮到香港特別行政區(qū)的高溫和高濕度的氣候，特意規(guī)劃綠化環(huán)境，綠化覆蓋率高達(dá)50%，打造香港首個(gè)都市原生林。此外，建筑物錐狀和長形的形態(tài)，能同時(shí)增加室內(nèi)的空氣流通和采光，并減少建筑物吸收到太陽熱量；而內(nèi)部的對流通風(fēng)布局，可增強(qiáng)自然通風(fēng)，達(dá)到減低空調(diào)需求。外墻方面，采用了高性能外墻和玻璃及室外遮陽，降低建筑物總熱傳值。項(xiàng)目設(shè)計(jì)概念高度結(jié)合了再生能源科技及建筑技巧，充分體現(xiàn)了環(huán)保效益。

中新天津生態(tài)城公屋展示中心

中新天津生態(tài)城公屋展示中心集眾多先進(jìn)環(huán)保技術(shù)于一身，如屋頂太陽能光伏板提供足夠使用的電能、基于煙囪效應(yīng)的通風(fēng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外空氣循環(huán)、利用導(dǎo)光筒折射和反射太陽光為室內(nèi)照明、地源熱泵為建筑內(nèi)供熱制冷等。整棟建筑的面積為3467㎡，通過應(yīng)用先進(jìn)建筑技術(shù)、多種可再生能源實(shí)現(xiàn)零碳排放，成為天津市首座零碳建筑。

上海世博會零碳館

中國2010年上海世界博覽會零碳館，是世博會歷史上第一個(gè)以節(jié)能減排為主題的場館，也是中國第一座實(shí)踐零碳排放的公共建筑。

零碳館位于上海世博園區(qū)城市最佳實(shí)踐區(qū)，總建筑面積2657m2，由南北兩棟四層的連體建筑構(gòu)成，是向全球展示城市層面節(jié)能減排設(shè)計(jì)的最佳案例。零碳館從自然界收集陽光、空氣、電力和水，利用太陽能、風(fēng)能和水源熱能聯(lián)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)空間內(nèi)的通風(fēng)、制熱、制冷和除濕等，滿足人居舒適性的各項(xiàng)要求。坡屋頂上大面積的太陽能板，提供館內(nèi)運(yùn)營所需采暖制冷、太陽能熱水。建筑的北面通過漫射太陽光培育綠色屋頂植被，由雨水收集系統(tǒng)和滴灌技術(shù)，自動(dòng)對屋頂植被進(jìn)行灌溉，這些植物不僅僅是作為裝飾，還是中和碳排放不可缺少的角色。

世博零碳館除了利用傳統(tǒng)的太陽能、風(fēng)能實(shí)現(xiàn)能源“自給自足”外，還取用黃浦江水，利用水源熱泵作為房屋的天然 “空調(diào)”；用餐后留下的剩飯剩菜，也被降解為生物質(zhì)能，用于發(fā)電。在世博會零碳館還展示了地產(chǎn)、交通、建材及跨行業(yè)在節(jié)能減排、對抗氣侯變化方面所做出的努力。

上海世博會零碳館的亮點(diǎn)之一是建筑頂部擁有眾多隨風(fēng)靈活轉(zhuǎn)動(dòng)的五彩“風(fēng)帽”。“風(fēng)帽”利用溫壓和風(fēng)壓將新鮮空氣源源不斷送入建筑內(nèi)部，并將室內(nèi)空氣排出。在通風(fēng)過程中，建筑同時(shí)可利用太陽能和“江水源”系統(tǒng)對進(jìn)入室內(nèi)的空氣進(jìn)行除濕和降溫。“零碳館”所需的電能和熱能，可以通過“生物能熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)”對餐廳內(nèi)各種有機(jī)廢棄物、一次性餐具等降解而獲得。降解完成后，最終余下的“產(chǎn)品”，還能用作生物肥，真正實(shí)現(xiàn)變廢為寶。

倫敦貝丁頓零碳社區(qū)

世界上第一個(gè)“零碳建筑”范例是位于倫敦的貝丁頓零碳社區(qū)。社區(qū)內(nèi)通過巧妙設(shè)計(jì)并使用可循環(huán)利用的建筑材料、太陽能裝置、雨水收集設(shè)施等措施，成為英國第一個(gè)，也是世界上第一個(gè)零二氧化碳排放社區(qū)。

貝丁頓（Bed ZED）零碳社區(qū)位于英國倫敦西南的薩頓鎮(zhèn)，由英國著名生態(tài)建筑師比爾·鄧斯特（BillDunster）設(shè)計(jì)。占地1.65公頃，包括82套公寓和2500m2的辦公和商住面積，是世界上第一個(gè)完整的生態(tài)村，也是英國最大的零碳生態(tài)社區(qū)，被譽(yù)為人類的“未來之家”，如今已成為世界低碳建筑領(lǐng)域的標(biāo)桿式先驅(qū)。

作為典型的綠色生態(tài)社區(qū)，貝丁頓“零能源” 理念自始至終貫穿于社區(qū)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建筑、環(huán)保等諸多硬件上，更體現(xiàn)在它所推崇的綠色文化、環(huán)境道德和完善的環(huán)境管理體制的建立上。實(shí)踐證明，在實(shí)現(xiàn)社區(qū)低碳和可持續(xù)的同時(shí)，居民也獲得了高品質(zhì)的住宅和居住環(huán)境及體驗(yàn)。

新加坡建設(shè)局辦公大樓

新加坡建設(shè)局辦公大樓是新加坡的首座零碳建筑，由一棟老房子改造。整棟大樓已實(shí)現(xiàn)電能的自收自支。為了有效遮擋陽光和利用太陽光，這座零碳大樓外墻按照適當(dāng)?shù)墓庹战嵌仍O(shè)置了遮陽板和導(dǎo)光板，阻止強(qiáng)烈的陽光透過玻璃直接射入室內(nèi)，起到降溫作用的同時(shí)，還可以將自然光線更深地反射到辦公室，增加辦公室的亮度，從而減少電源的使用。大樓擁有幾個(gè)天井，通過導(dǎo)光管將太陽光從各管口折射進(jìn)來，而且這個(gè)自然采光燈的亮度是可以人工調(diào)節(jié)的。另外，整棟大樓已實(shí)現(xiàn)電能的自收自支。樓頂?shù)奶柲馨鍖⑻柲苻D(zhuǎn)化為電能，在發(fā)電高峰時(shí)還可將電能輸送到公共電網(wǎng)，從全年情況看，發(fā)電量略有結(jié)余。

中國臺灣綠色魔法學(xué)校

綠色魔法學(xué)校是中國臺灣第一座零碳綠建筑，并取得臺灣鉆石級綠色建筑標(biāo)章認(rèn)證。項(xiàng)目百分之百使用環(huán)保建材，由成大建筑、土木及工程科學(xué)等系多位教授組成設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，花了近3年時(shí)間建構(gòu)，地上三層、地下一層，2011年啟用。項(xiàng)目采用了13種綠建設(shè)計(jì)手法，包括5種建筑本體與自然通風(fēng)的軟性節(jié)能手法、2種設(shè)備減量的方法、5種設(shè)備節(jié)能技術(shù)以及再生能源技術(shù)。其中最精彩的是采用自然浮力通風(fēng)的技術(shù)，讓一座300人國際會議廳在冬季四個(gè)月可以不開空調(diào)，采用陶瓷復(fù)金屬燈二次反射照明設(shè)計(jì)，讓國際會議廳達(dá)到節(jié)能四成的水準(zhǔn)。

為了揭示碳足跡，研究團(tuán)隊(duì)計(jì)算綠色魔法學(xué)校的二氧化碳排放量，發(fā)現(xiàn)它比一般辦公建筑物減少51.7%的碳排放。成功大學(xué)為了進(jìn)一步把它打造成零碳，特別撥出校區(qū)內(nèi)47000m2的綠地以創(chuàng)造一大片亞熱帶雨林，使其成為名符其實(shí)的零碳綠建筑。這不但是中國臺灣第一座，也是世界第一座以造林的“碳中和措施”達(dá)成零碳建筑的先例。

北京光熙門北里29號樓

光熙門北里29號樓，位于朝陽區(qū)香河園街道，是北京住總集團(tuán)有限責(zé)任公司在綠色建筑技術(shù)領(lǐng)域的示范項(xiàng)目，是北京市首個(gè)零碳建筑示范工程，也是中國首例獲得德國能源署(DENA)零碳認(rèn)證的建筑。

主要技術(shù)措施

主動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)

太陽能系統(tǒng)

太陽能系統(tǒng)在建筑中的利用主要有附加光伏系統(tǒng)（BAPV）和光伏一體化建筑（BIPV）兩種形式。BAPV是最早且最常用的一種形式，它與建筑結(jié)構(gòu)常見的安裝形式，主要是屋頂光伏電站。BIPV是將光伏建材與建筑融為一體，直接替代原有建筑結(jié)構(gòu)，BIPV采用的光伏技術(shù)目前主要可分為晶硅光伏組件和薄膜光伏組件，晶硅組件是目前市場的主流產(chǎn)品，單位裝機(jī)功率高，轉(zhuǎn)化效率可達(dá)16%至22%，同樣裝機(jī)面積下發(fā)電量優(yōu)于薄膜組件。

地道風(fēng)技術(shù)

利用土壤夏冷冬熱的特點(diǎn)為建筑提供熱（冷）能，通過設(shè)計(jì)階段對管道冷卻能力的計(jì)算，確定管道的尺寸、長度、埋深及間距等，利用地道風(fēng)技術(shù)，可以有效的縮短空調(diào)開啟時(shí)間，極大限度的降低建筑的使用能耗。

地源熱泵技術(shù)

地源熱泵指所有使用大地作為冷熱源的熱泵全部稱為地源熱泵，是利用地球表面淺層地?zé)豳Y源作為冷熱源，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng)，是一種既能供熱又能制冷的高效節(jié)能環(huán)保型空調(diào)系統(tǒng)。通過輸入少量的電能，即可實(shí)現(xiàn)較多的能量從低溫?zé)嵩聪蚋邷責(zé)嵩吹霓D(zhuǎn)移，利用地源熱泵技術(shù)制冷，與傳統(tǒng)中央空調(diào)技術(shù)相比能耗可降低20%以上，是一種清潔高效的能源利用形式。

被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)

以氣候特征為引導(dǎo)，通過建筑物本身來收集、儲蓄能量（而非利用耗能的機(jī)械設(shè)備）使得與周圍環(huán)境形成自循環(huán)的系統(tǒng)。這樣能夠充分利用自然資源，達(dá)到節(jié)約能源的作用。在寒冷地區(qū)冬季以保溫和獲得太陽能為主，夏季兼顧隔熱和遮陽作用。

相似概念

零碳建筑和零能耗建筑是很相近甚至被經(jīng)常混用的兩個(gè)概念，但二者有所區(qū)別。

零能耗建筑，是指不消耗常規(guī)能源，完全依靠太陽能或者其它可再生能源的建筑。而零碳建筑是指在全生命周期內(nèi)綜合碳排放不大于零的建筑，近零碳建筑即最大限度地接近零碳建筑水平。

零能耗側(cè)重于建筑使用階段的節(jié)能，而零碳建筑則側(cè)重建筑全生命周期的碳排放控制，包括在建材生產(chǎn)階段、運(yùn)輸階段、工程建設(shè)、建筑使用以及拆除回收這五個(gè)階段。

面臨挑戰(zhàn)

盡管零碳建筑和零能耗建筑代表了建筑行業(yè)向綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要方向，但這些新型建筑模式仍面臨著諸多挑戰(zhàn)，例如節(jié)能技術(shù)升級建筑物通常需要大量的前期投資，阻止了許多建筑業(yè)主進(jìn)行此類項(xiàng)目；每種結(jié)構(gòu)都可能需要一種獨(dú)特的建筑脫碳方法；缺乏標(biāo)準(zhǔn)化的政策和不明確的法規(guī)等。

為應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，可再生能源整合、建設(shè)建筑能源管理系統(tǒng)等多種方法被提出。未來，零碳建筑可以與智能化技術(shù)深度融合。通過物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的應(yīng)用，建筑將實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的能源管理、更智能的環(huán)境調(diào)節(jié)，從而為使用者提供更加高效、便捷、舒適的居住體驗(yàn)。

零碳建筑和零能耗建筑代表了可持續(xù)建筑的未來，是減緩氣候變化和實(shí)現(xiàn)碳中和的重要步驟。通過采用可再生能源、高效能源系統(tǒng)和可持續(xù)材料，零碳建筑不僅可以不僅減少碳排放，還提供更健康、更經(jīng)濟(jì)的生活方式。它還可以向更多建筑類型拓展，除了已經(jīng)較為常見的住宅和辦公建筑外，未來在商業(yè)綜合體、學(xué)校、醫(yī)院等公共建筑領(lǐng)域也可以嘗試應(yīng)用零碳或零能耗技術(shù)。這種多元化發(fā)展不僅能夠擴(kuò)大市場規(guī)模，也將推動(dòng)相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新和完善。

建筑行業(yè)的碳中和是國家實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)中必不可少的部分，推動(dòng)建筑領(lǐng)域節(jié)能降碳至關(guān)重要，零碳和零能耗建筑將成為這其中的重要技術(shù)手段，為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)做出重要貢獻(xiàn)。

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