作者韩业天

绿色低碳设计实现绿色低碳建筑的核心。本文从绿色建造设计及低碳拆除设计两大关键环节阐述实现绿色低碳建筑路径。

通过设计实现建筑良好的自然通风，可以在不消耗能源的情况下，带走内部空间的热量，并提供新鲜的自然空气，从而降低室内温度。建筑为实现良好的自然通风可以：建筑群落：在群体布局上须要采用错列式，且高低结合的布局。高层建筑或不便直接开窗的建筑：通过设置双层幕墙组织自然通风，双层幕墙下部设置进风口，上部设置排放口，空气从下部进风口流入，再从上部进风口排出。可以采用架空、局部挖空、组织内院等处理方法，引入自然通风。可利用高大空间、楼梯间、通风烟囱等方式组织热压通风。可以通过合理的窗墙比和开窗方式可提升室内的自然通风效果。

通过设计实现建筑良好的隔热，可以在不消耗能源的情况下，减慢内部空间的冷气的流失，从而降低室内温度。建筑为实现良好的隔热可以：墙体保温。使用绿色低碳材料加强墙体保温效果，减低内外热量交换。门窗保温。外门窗的保温性能对于降低建筑能耗、减少碳排放量同样具有重要作用。门窗框型材常常可采用木-金属复合型材、塑料型材、隔热铝合金型材、隔热钢型材、玻璃钢型材等。在门窗安装过程可通过改善窗户制作安装精度、加装密封条等办法，减少空气渗漏和冷风渗透耗热。对于幕墙,可采用隔热型材、隔热连接紧固件、隐框结构等措施,避免形成热桥。

通过设计实现建筑良好的采光，可以在不消耗能源的情况下，加快内部空间的热量提升，从而增加室内温度。建筑为实现良好的采光可以：考虑建筑的总体布局，如中国绝大部分地区的建筑均以南向(或者南偏东、南偏西)作为最佳朝向。另外群体建筑错落布置，建筑方位适当偏东或偏西，可提高日照水平，实现采光效用最大化。考虑单体建筑形体的设计，如需要阳光的房间(卧室、病房、儿童活动室、主要办公空间等)应布置在南向,以获取宝贵的阳光；对于大进深的建筑物,可以通过设置内院、中庭等方式,引入光线,而内院和中庭的界面还可以通过采用浅色材料以反射更多的光线；对于地下空间,可以通过下沉广场、开设高窗等方式,引入光线和阳光实现采光效用最大化。

结构设计及智能设备实现绿色低碳运行示例。中建一局建设的国家游泳中心冰壶场馆改造项目，通过搭建可转换结构和安装可拆装制冰系统，形成具有4条标准赛道的冰壶场地。全新的智能建筑管理系统通过增加膜结构空腔自然通风，不仅可以节电30%以上，还能够控制和监测场馆室内的温度、湿度、照明、声学等变化。

通过光能发电实现绿色低碳。目前建筑利用太阳能主要途径为加装太阳能光伏发电系统，通过光伏发电为整个建筑物的运行提供能源。现阶段按照光伏组件与建筑结合的方式主要分为屋顶光伏发电、墙面光伏发电、遮阳板光伏发电3种方式。屋顶光伏发电：即将屋顶光伏安装于顶层，直面阳光，进行发电。同时，通过紧贴屋顶结构安装，减少风力的不利影响，一定程度上可替代保温隔热层遮挡屋面。墙面光伏系统：即将墙面光伏替代传统幕墙，直面阳光，进行发电。同时，光伏幕墙与传统玻璃幕墙的构造方式基本相同，兼具采光、遮阳功能。光伏遮阳板：即将光伏发电系统作为遮阳构件可以阻挡阳光进入室内，在发电的同时还能调节室内温度，降低建筑物空调负荷。

光伏发电示例。一是由中建科技自主研发、设计、建造的上海璀璨城市零碳建筑展示中心，是中国首个模块化零能耗建筑。这座面积近4000平方米的建筑装有光伏板、光伏幕墙“发电机”，通过“搭积木”方式模块化建造，用最优保温材料开启“节能阀”。光伏每年可以发电12.4万度，减少碳排放52吨，用可再生能源输入的方式替代原有市电输入，最终实现建筑的零能耗。二是中海集团建设的内蒙古中海河山大观项目，是内蒙古自治区首批次超低能耗建筑示范项目，也是燕长城以北、严寒地区第一个落地的大规模超低能耗住宅建筑项目。该项目将外墙保温、气密性处理、冷热桥处理及能源供应方式等技术相结合，实现90%以上的节能效果。采用新风冷热源一体机、在屋顶设置太阳能光伏发电板、配备电辅热采暖，降低采暖费用约40%，以更少能耗保障保证极端天气下的室内正常温度，以及地下车库照明用电需求。三是中国中铁在广州铁路枢纽新建广州白云站项目屋面工程中，大量采用太阳能光伏技术，采用国产碲化镉110瓦光伏组件，以“自发自用，余电上网”发电模式，在金属屋面建设1.85万平米，2.5兆瓦光伏电站，可实现25年年平均发电量245万千瓦时。按2022年度全国电网平均排放因子0.5703tCO2/MWh计算，年约减排二氧化碳1397吨。四是中建八局建设的埃塞俄比亚商业银行新总部大楼项目大量采用太阳能光伏技术。新总部大楼塔楼高度209米，总建筑面积约16万平方米，集银行、高端写字楼、餐饮、购物等业态于一体，成为当地新地标建筑。项目幕墙板块安装精准度控制在毫米级误差范围内，并结合当地海拔高、日照足的条件，在室外设置112个太阳能灯具，室内安装117个光感器，实现总体节能30%。

通过风能发电实现绿色低碳。风力发电不需要使用燃料，也不会产生辐射或空气污染，为零碳清洁能源。风能与建筑的结合可分为两种形式，分别为直接结合与间接结合。直接结合是指将风电机组直接集成于建筑物中。间接结合是指将风电机组融合于建筑绿地、建筑物附近的较大空地等。对于直接结合，又可根据风力机在建筑物中的放置位置分为四种，分别为顶部安装型、侧排安装型、空洞安装型和通道安装型建筑。

风力发电示例。巴林世贸中心，是全球第一座利用风能作为电力来源的摩天大楼。巴林世界贸易中心是一座高240米、双子塔结构的建筑物。主体平面为椭圆形，在两座大厦之间设置了水平支持的3座直径29米的风力涡轮。风帆一样的楼体形成两座楼之前的海风对流，加快了风速。风电机组预计能够支持大厦所需用电的11%-15%。

通过氢能发电实现绿色低碳。氢能建筑，是近年发展起来的一种绿色建筑。不同于太阳能及风能，氢能未实现小型化应用，故它以氢能完全或部分替代市政电网、天然气等传统能源，满足建筑对冷、热、电、生活热水等各种能源的需求，在提高建筑用电可靠性的同时，还有助于优化国内的能源结构、降低电网整体投资和减少问题气体排放。

采用多种绿色低碳能源项目示例。中建科技在浙江嘉兴打造了中国首个零碳科创村落。其将原有建筑拆除后产生的废旧砖瓦，作为新建筑的装饰材料；采用风能、地热能、太阳能、生物质能、氢能等可再生能源，进行多能互补，实现村落能源自给自足；污废水100%处理后回用、再排放；厨余垃圾等通过生物降解本地处理，其他生活垃圾分类收集处理、回用；约400亩的农田通过智慧农田、垃圾降解、污水处理等技术手段实现了精准灌溉，水的灌溉量节约50%，降碳20%；应用无接触式智慧垃圾桶、光伏发电景观廊架、智慧太阳能充电椅、智慧路灯、储能充电桩等低碳智慧城市设施产品，探索国内领先可复制的零碳村落有机更新模式。

低碳拆除设计顾名思义，即在建筑设计阶段就考虑建筑建造及后期拆除过程及建材回收的便利性，以实现绿色低碳。因此，在设计阶段就要考虑如下问题：考虑到拆除后废旧建材的可回收性，因此需要选用可回收性强的材料，如铝制品、钢制品等；考虑到建造及拆除时的便利性，因此建筑的主要元素如地板、墙体等可以统一规格及模块，部分地方采用预制件，以达到低碳拆除目的。

低碳拆除设计示例。这一概念的实质化落地影响力最大的或是上海世博会—国奥村展馆的低碳化拆除。当然其不仅仅是低碳拆除也践行了低碳建造及建材循环利用等绿色低碳理念。国奥村展馆在建设之初就确定了低碳搭建和低碳拆除的理念。展馆中的国奥村大门等许多标志性建筑部分，就是依据其他各地国奥村设计标准要求搭建，世博会后将“物归原主”用于其它国奥村；部分有纪念意义的物品将捐赠给世博馆，或其他博物馆；也有部分物品将参与拍卖，所得款项将进行慈善捐助；其他建筑废弃材料将被再次循环利用，经过加工还原成建筑原料，再转换成建筑材料或建筑艺术品

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