当太阳升起,拱辰社区中心外立面和屋顶的一片片光伏板便开始了一天的工作,为建筑持续“充能”。这种让建筑自身与光伏发电融合的技术称为“光伏建筑一体化”(BIPV),近年来成为绿色建筑可持续发展的方向。得益于此,这座位于北京市房山区的中瑞合作项目得以大幅提供能源自给能力,并通过自然通风等多项措施,达到零碳建筑的标准。
近年来,许多国家和地区都在大力发展零碳建筑,通过国际合作来加强技术研发和示范推广是重要手段之一。自2020年起,中国与瑞士携手合作,共同分享多项技术打造零碳建筑示范工程,为中国建筑行业实现零排放目标提供了切实可行的路径,同时为全球可持续建筑的发展积累了宝贵经验。
创新引领国际合作
联合国环境规划署发布的《2024-2025全球建筑业现状报告》数据显示,全球建筑业能耗量占到整体能耗总量的32%,碳排放量占比更高达34%。建筑业碳排放规模超过交通领域,成为全球主要的碳排放领域之一。
零碳建筑的核心目标是在建筑全生命周期内,通过自身节能与可再生能源利用,实现年度净碳排放量小于或等于零。在全球共同应对气候变化的紧迫背景下,零碳建筑成为引领建筑业绿色革命的核心方向,也代表着未来建筑发展的必然趋势。
瑞士是全球率先发展可持续建筑领域的国家之一,而中国近年来在这方面发展也很迅速。2020年,中国与瑞士签订《关于在建筑节能领域发展合作的谅解备忘录》,推动两国在节能与零排放建筑技术领域的交流合作,共同应对全球气候挑战。在中国住房和城乡建设部与瑞士发展合作署的指导下,零碳建筑项目于2021年5月正式启动。
由中国建筑科学研究院及瑞方Intep-Skat团队组织带领两国专家,在中国的四个气候区(严寒、寒冷、夏热冬冷、夏热冬暖)遴选了十个示范工程,总建筑面积达二十万平方米。五年的项目实践中,“中瑞联合团队在设计、施工、调试、运营等阶段建立了多层次的技术支持体系,为零碳建筑在中国不同区域的落地提供可复制方法。”中瑞零碳建筑项目瑞方副经理、瑞士茵态(Intep)综合规划咨询有限公司高级咨询顾问路枫博士向本刊介绍。
示范工程不仅验证了零碳建筑的技术和经济可行性,而且推动了两国的经验交流与共享。北京、深圳、绍兴、哈尔滨……中瑞示范工程项目成效明显,多个示范工程获得了中国和瑞士第三方机构颁发的零碳建筑和零能耗建筑的认证。围绕示范工程理念、原型设计、能源方案、建筑材料、建造过程、建筑设备等建筑全生命周期碳排放等相关方面,两国团队通过线上线下研讨会、快速技术反馈和实地考察等多种方式展开了密切的交流合作。

中瑞零碳建筑项目上海示范工程:上海嘉定「理想之地」市集建筑
示范引领技术革新
拱辰社区中心是项目首个竣工的示范工程。中心包括养老公寓、老年大学、社区活动中心等区域。该工程由清华大学建筑设计研究院有限公司素朴工作室主导设计,核心亮点之一便是BIPV。
BIPV 的应用形式通常包括光伏屋顶、光伏幕墙、光伏遮阳板等,兼具太阳能高效转化与传统建筑构件的功能。在此工程中,设计团队在建筑南立面和屋顶上全面采用光伏组件,进而形成了一个整体的光伏系统。“光伏元素更多地成为建筑的主体,而不再是一个附加元素”,工程首席建筑师、素朴工作室创始人宋晔皓解释道。在建造过程中,团队开发并测试了多种光伏样品,以实现技术性能和美学质量之间的“微妙平衡”。作为寒冷气候下可持续建筑的典范,该工程为未来中国乃至世界其他地区的建筑项目提供了参考。
位于浙江绍兴的示范工程“绍兴龙山书院”则展示了如何通过科学规划和技术整合显著降低校园的碳排放。以“全生命周期降碳技术”和“碳足迹管理”为核心主线,绍兴示范工程团队在多方面展开创新实践,从源头开始降碳。例如使用再生混凝土,原料均来自周边项目废弃混凝土块,经处理后100%替代天然骨料,单方混凝土碳排放减少 20 kg/CO₂。
工程项目设计负责人、中国建筑科学研究院有限公司主任建筑师成延伟表示,整个建造过程中对技术的研究,尤其是一些新材料、新做法的应用,可以对减少碳排放发挥非常重要的示范效应。
基于示范工程的实践经验,中瑞零碳建筑项目瑞方项目顾问,瑞士茵态(Intep)综合规划咨询有限公司北京公司总经理朱继龙认为,未来零碳建筑技术会愈发呈现“电气化、低碳化、智能化与集成化趋势”。具体来讲,除了改用电力驱动的高效设备及可再生能源用于发电,建筑还可以发电、储电,减少对化石能源的依赖,并依靠人工智能、数字孪生等技术来保证建筑的高效运维。换句话说,零碳建筑不只是“节能”“降碳”,更像一个能发电、会思考、可循环的智能系统。

中瑞零碳建筑项目绍兴示范工程:绍兴龙山书院培训中心
共赴建筑零碳目标
目前,全球已有80多个国家制定了建筑能效相关的标准,涵盖范围包括能效水平以及可再生能源应用要求。项目的另一核心任务是支持中国《零碳建筑技术标准》的编制,推动建筑行业中长期碳减排路线图的制定。五年来,中瑞专家团队共同开展两国建筑标准体系的深度对比研究,提出了适用于中国不同建筑类型的低碳、近零碳、零碳建筑、全生命周期零碳建筑的碳排放指标要求。
此外,围绕建筑全生命周期的碳排放控制、能源效率提升以及资源优化配置,中瑞专家团队提出了六项具有统领性和操作性的关键技术原则,例如直接与间接排放全面覆盖原则、节能与减碳标准并轨推动的原则,“这些原则的构建是为了确保标准在不同区域、不同类型建筑中的适用性与可推广性”,朱继龙强调。
除了将“零碳”变为现实,在中瑞项目团队的建议下,拱辰社区中心的多功能厅还设有以可持续建筑为主题的展览,旨在向公众推广零碳理念。团队同样重视高校教育,在清华大学、浙江大学、同济大学等国内15所高校内开展专题讲座及设计教学,“让零碳理念在新一代建筑专业人才中扎根”。除此之外,项目团队搭建沟通桥梁,组织两国高层人士互访及高端论坛等活动,促进政策理解与战略对接;为近两千名行业人员举办了近百场线上线下研讨会、技术报告发布和示范工程经验分享会……大力推动零碳建筑的知识传授与能力建设。
中瑞零碳建筑项目充分展示了国际合作在应对全球气候变化挑战中的示范作用。建筑业脱碳既是挑战,也是机遇。未来,随着政策体系与技术标准的不断完善,中瑞零碳建筑项目团队表示,两国将持续深化在建筑可持续性领域的合作,共同推动建筑行业向碳中和的未来迈进。
责任编辑:柴晶晶
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