零碳建筑(年减碳量大于等于全年碳排放量的建筑)

零碳建筑（英文名：zero carbon building），是零碳城市的一个重要方面，是指采用综合建筑设计方法，不用常规污染性能源（零能）和不损失绿化面积（零地），充分利用建筑本体节能措施和可再生能源，使可再生能源的二氧化碳年减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动式建筑设计中的高效保温、高效节能窗等被动式节能技术外，更多的是通过主动技术措施提高能源设备与系统的效率，同时引入更多的智能控制技术，充分利用太阳能、风能、浅层地热能、生物质能等可再生能源，将建筑能源需求转向可再生能源，注重实现材料和产品的循环利用，有效地减少建筑全生命周期的碳排放，为人类、建筑与环境和谐共生寻找到最佳的解决方案。代表建筑有上海世博会零碳馆、伦敦贝丁顿零碳社区、北京光熙门北里29号楼等。

零碳建筑代表了可持续建筑的未来，是减缓气候变化和实现碳中和的重要步骤。通过采用可再生能源、高效能源系统和可持续材料，零碳建筑不仅可以减少碳排放，还提供更健康、更经济的生活方式。它还可以向更多建筑类型拓展，除了已经较为常见的住宅和办公建筑外，未来在商业综合体、学校、医院等公共建筑领域也可以尝试应用零碳技术。这种多元化发展不仅能够扩大市场规模，也将推动相关技术的创新和完善。

词语释义

零碳城市

“零碳城市”源自罗马俱乐部提出的经济“零增长”理论。现在常说的“零碳城市”意指城市对气候变化不产生任何负面影响，或者说最大限度地减少温室气体排放。

零碳建筑

“零碳建筑”(Zero Carbon Building)，是零碳城市一个重要方面，是指采用综合建筑设计方法，不用常规污染性能源（零能）和不损失绿化面积（零地），充分利用建筑本体节能措施和可再生能源，使可再生能源二氧化碳年减碳量大于等于建筑全年全部二氧化碳排放量的建筑，从而最大化地实现“零碳城市”。

建筑特点

零碳建筑除了采用被动式建筑设计中的高效保温、高效节能窗等被动式节能技术外，更多的是通过主动技术措施提高能源设备与系统的效率，同时引入更多的智能控制技术，充分利用光伏、太阳能、风能、浅层地热能、生物质能等可再生能源，将建筑能源需求转向可再生能源，注重实现材料和产品的循环利用，有效地减少建筑全生命周期的碳排放，为人类、建筑与环境和谐共生寻找到最佳的解决方案。

当然，绝对“零能”建筑是没有的，人们指的“零能”是相对于不用污染性常规能源（煤、气、油、柴），提出“零碳建筑”带有鼓励不用污染性常规能源、加强开发可持续能源的意思，“零碳建筑”是“零碳城市”的重要组成部分之一。

示范建筑

青岛奥帆中心

青岛奥帆中心零碳社区确定为“中国公共建筑能效提升项目”示范子项目，通过开展既有建筑节能低碳改造示范，可实现每年8663吨二氧化碳减排，并促进光储直柔、海水源热泵、能源互联网、智慧能源控制系统等技术的推广。

香港“零碳天地”

香港“零碳天地”采用被动式建筑设计——因地制宜，最大限度使用自然资源，力求从源头降低建筑对能源的依赖。这片耗资2.4亿港元打造的城市绿洲，包括一栋集绿色科技于一身的两层高建筑，以及环绕其四周的全港首座原生林景区。通过绿色设计和清洁能源技术，不仅成功消灭建筑自身的碳足迹，还有多余电力回馈城市电网。

项目运用了被动式建筑设计，最大限度使用自然资源，力求从源头降低建筑对能源的依赖。建筑物位置、座向及形态均经过巧妙设计，考虑到微气候的研究，尽量采用该处的大自然热能及通风。考虑到香港特别行政区的高温和高湿度的气候，特意规划绿化环境，绿化覆盖率高达50%，打造香港首个都市原生林。此外，建筑物锥状和长形的形态，能同时增加室内的空气流通和采光，并减少建筑物吸收到太阳热量；而内部的对流通风布局，可增强自然通风，达到减低空调需求。外墙方面，采用了高性能外墙和玻璃及室外遮阳，降低建筑物总热传值。项目设计概念高度结合了再生能源科技及建筑技巧，充分体现了环保效益。

中新天津生态城公屋展示中心

中新天津生态城公屋展示中心集众多先进环保技术于一身，如屋顶太阳能光伏板提供足够使用的电能、基于烟囱效应的通风系统实现室内外空气循环、利用导光筒折射和反射太阳光为室内照明、地源热泵为建筑内供热制冷等。整栋建筑的面积为3467㎡，通过应用先进建筑技术、多种可再生能源实现零碳排放，成为天津市首座零碳建筑。

上海世博会零碳馆

中国2010年上海世界博览会零碳馆，是世博会历史上第一个以节能减排为主题的场馆，也是中国第一座实践零碳排放的公共建筑。

零碳馆位于上海世博园区城市最佳实践区，总建筑面积2657m2，由南北两栋四层的连体建筑构成，是向全球展示城市层面节能减排设计的最佳案例。零碳馆从自然界收集阳光、空气、电力和水，利用太阳能、风能和水源热能联动来实现空间内的通风、制热、制冷和除湿等，满足人居舒适性的各项要求。坡屋顶上大面积的太阳能板，提供馆内运营所需采暖制冷、太阳能热水。建筑的北面通过漫射太阳光培育绿色屋顶植被，由雨水收集系统和滴灌技术，自动对屋顶植被进行灌溉，这些植物不仅仅是作为装饰，还是中和碳排放不可缺少的角色。

世博零碳馆除了利用传统的太阳能、风能实现能源“自给自足”外，还取用黄浦江水，利用水源热泵作为房屋的天然 “空调”；用餐后留下的剩饭剩菜，也被降解为生物质能，用于发电。在世博会零碳馆还展示了地产、交通、建材及跨行业在节能减排、对抗气侯变化方面所做出的努力。

上海世博会零碳馆的亮点之一是建筑顶部拥有众多随风灵活转动的五彩“风帽”。“风帽”利用温压和风压将新鲜空气源源不断送入建筑内部，并将室内空气排出。在通风过程中，建筑同时可利用太阳能和“江水源”系统对进入室内的空气进行除湿和降温。“零碳馆”所需的电能和热能，可以通过“生物能热电联产系统”对餐厅内各种有机废弃物、一次性餐具等降解而获得。降解完成后，最终余下的“产品”，还能用作生物肥，真正实现变废为宝。

伦敦贝丁顿零碳社区

世界上第一个“零碳建筑”范例是位于伦敦的贝丁顿零碳社区。社区内通过巧妙设计并使用可循环利用的建筑材料、太阳能装置、雨水收集设施等措施，成为英国第一个，也是世界上第一个零二氧化碳排放社区。

贝丁顿（Bed ZED）零碳社区位于英国伦敦西南的萨顿镇，由英国著名生态建筑师比尔·邓斯特（BillDunster）设计。占地1.65公顷，包括82套公寓和2500m2的办公和商住面积，是世界上第一个完整的生态村，也是英国最大的零碳生态社区，被誉为人类的“未来之家”，如今已成为世界低碳建筑领域的标杆式先驱。

作为典型的绿色生态社区，贝丁顿“零能源” 理念自始至终贯穿于社区的规划、设计、建筑、环保等诸多硬件上，更体现在它所推崇的绿色文化、环境道德和完善的环境管理体制的建立上。实践证明，在实现社区低碳和可持续的同时，居民也获得了高品质的住宅和居住环境及体验。

新加坡建设局办公大楼

新加坡建设局办公大楼是新加坡的首座零碳建筑，由一栋老房子改造。整栋大楼已实现电能的自收自支。为了有效遮挡阳光和利用太阳光，这座零碳大楼外墙按照适当的光照角度设置了遮阳板和导光板，阻止强烈的阳光透过玻璃直接射入室内，起到降温作用的同时，还可以将自然光线更深地反射到办公室，增加办公室的亮度，从而减少电源的使用。大楼拥有几个天井，通过导光管将太阳光从各管口折射进来，而且这个自然采光灯的亮度是可以人工调节的。另外，整栋大楼已实现电能的自收自支。楼顶的太阳能板将太阳能转化为电能，在发电高峰时还可将电能输送到公共电网，从全年情况看，发电量略有结余。

中国台湾绿色魔法学校

绿色魔法学校是中国台湾第一座零碳绿建筑，并取得台湾钻石级绿色建筑标章认证。项目百分之百使用环保建材，由成大建筑、土木及工程科学等系多位教授组成设计团队，花了近3年时间建构，地上三层、地下一层，2011年启用。项目采用了13种绿建设计手法，包括5种建筑本体与自然通风的软性节能手法、2种设备减量的方法、5种设备节能技术以及再生能源技术。其中最精彩的是采用自然浮力通风的技术，让一座300人国际会议厅在冬季四个月可以不开空调，采用陶瓷复金属灯二次反射照明设计，让国际会议厅达到节能四成的水准。

为了揭示碳足迹，研究团队计算绿色魔法学校的二氧化碳排放量，发现它比一般办公建筑物减少51.7%的碳排放。成功大学为了进一步把它打造成零碳，特别拨出校区内47000m2的绿地以创造一大片亚热带雨林，使其成为名符其实的零碳绿建筑。这不但是中国台湾第一座，也是世界第一座以造林的“碳中和措施”达成零碳建筑的先例。

北京光熙门北里29号楼

光熙门北里29号楼，位于朝阳区香河园街道，是北京住总集团有限责任公司在绿色建筑技术领域的示范项目，是北京市首个零碳建筑示范工程，也是中国首例获得德国能源署(DENA)零碳认证的建筑。

主要技术措施

主动式建筑设计

太阳能系统

太阳能系统在建筑中的利用主要有附加光伏系统（BAPV）和光伏一体化建筑（BIPV）两种形式。BAPV是最早且最常用的一种形式，它与建筑结构常见的安装形式，主要是屋顶光伏电站。BIPV是将光伏建材与建筑融为一体，直接替代原有建筑结构，BIPV采用的光伏技术目前主要可分为晶硅光伏组件和薄膜光伏组件，晶硅组件是目前市场的主流产品，单位装机功率高，转化效率可达16%至22%，同样装机面积下发电量优于薄膜组件。

地道风技术

利用土壤夏冷冬热的特点为建筑提供热（冷）能，通过设计阶段对管道冷却能力的计算，确定管道的尺寸、长度、埋深及间距等，利用地道风技术，可以有效的缩短空调开启时间，极大限度的降低建筑的使用能耗。

地源热泵技术

地源热泵指所有使用大地作为冷热源的热泵全部称为地源热泵，是利用地球表面浅层地热资源作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统，是一种既能供热又能制冷的高效节能环保型空调系统。通过输入少量的电能，即可实现较多的能量从低温热源向高温热源的转移，利用地源热泵技术制冷，与传统中央空调技术相比能耗可降低20%以上，是一种清洁高效的能源利用形式。

被动式建筑设计

以气候特征为引导，通过建筑物本身来收集、储蓄能量（而非利用耗能的机械设备）使得与周围环境形成自循环的系统。这样能够充分利用自然资源，达到节约能源的作用。在寒冷地区冬季以保温和获得太阳能为主，夏季兼顾隔热和遮阳作用。

相似概念

零碳建筑和零能耗建筑是很相近甚至被经常混用的两个概念，但二者有所区别。

零能耗建筑，是指不消耗常规能源，完全依靠太阳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内综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。

零能耗侧重于建筑使用阶段的节能，而零碳建筑则侧重建筑全生命周期的碳排放控制，包括在建材生产阶段、运输阶段、工程建设、建筑使用以及拆除回收这五个阶段。

面临挑战

尽管零碳建筑和零能耗建筑代表了建筑行业向绿色低碳转型的重要方向，但这些新型建筑模式仍面临着诸多挑战，例如节能技术升级建筑物通常需要大量的前期投资，阻止了许多建筑业主进行此类项目；每种结构都可能需要一种独特的建筑脱碳方法；缺乏标准化的政策和不明确的法规等。

为应对这些挑战，可再生能源整合、建设建筑能源管理系统等多种方法被提出。未来，零碳建筑可以与智能化技术深度融合。通过物联网、大数据、人工智能等技术的应用，建筑将实现更精准的能源管理、更智能的环境调节，从而为使用者提供更加高效、便捷、舒适的居住体验。

零碳建筑和零能耗建筑代表了可持续建筑的未来，是减缓气候变化和实现碳中和的重要步骤。通过采用可再生能源、高效能源系统和可持续材料，零碳建筑不仅可以不仅减少碳排放，还提供更健康、更经济的生活方式。它还可以向更多建筑类型拓展，除了已经较为常见的住宅和办公建筑外，未来在商业综合体、学校、医院等公共建筑领域也可以尝试应用零碳或零能耗技术。这种多元化发展不仅能够扩大市场规模，也将推动相关技术的创新和完善。

建筑行业的碳中和是国家实现碳中和目标中必不可少的部分，推动建筑领域节能降碳至关重要，零碳和零能耗建筑将成为这其中的重要技术手段，为实现“双碳”目标做出重要贡献。