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从低碳建筑到零碳建筑--概念辨析

碳排放为零
设备(家电)的 能源消耗往往与 用户习惯有较大 关联,且难以设
计为低能耗
ZEB-O
包括设备(家电)在 内的所有能源消耗产
生的碳排放为零
包括设备(家电)在
ZEB-OM
内的所有能源消耗、 加上建材和装置所内 希望实现的级别
含的碳排放之和应为

ZE程产生的
备生产、建筑建造及整个生命周期的碳排放。Xu & Chan 则提出既有建筑也可以通过升级现有设备能效 等措施来提高建筑能效,成为低碳建筑。至于碳排 放量要低到何种程度才算低碳建筑,所见文献少有 提及。Wikipedia 依据斯特恩报告指出的需要在当 前水平减少 80%碳排放,才能恢复地球对大气中温 室气体的自清除能力这一推论。提出与常规建筑相 比,减排能力达到 80%以上的建筑才能称为低碳建 筑。
导致建筑内含的能源消耗(用于生产和运输建材和
产品所消耗的能源)明显变多,有的甚至与整个生
命周期内运行期间的不相上下。由此提出真正的零
碳建筑应该不仅要通过可再生能源抵消运行能耗造
成的碳排放,还要能抵消建材内含的能耗所对应的
碳排放。至于零碳排放的标准,Jones 认为综合考
虑建材内含能耗和造价等因素,建筑自身达到 100%
碳排放也计算在内
尚缺乏相应的数 据和方法来准确 量化建筑建造过 程产生的碳排放
此外,Torcellini 等曾提出“净零碳排放”概
念,即建筑至少产生与其消耗的常规有碳能源同等
数量的无碳能源。Mertz 等曾提出“碳中性住宅”
概念,即在运行过程中没有碳排放,或通过购买可
交易的太阳能、风能、生物能等可再生能源的凭证
零碳建筑项目的介绍和讨论。操红指出零碳建筑以
零碳排放为极致目标,拒绝使用煤、气、油、柴等
常规污染性能源,注重对生态环境的保护和追求可
持续发展。林武生等认为零碳建筑是指按年度考量,
借助建筑内的可再生能源和其他减碳技术,实现零
能耗、零污水及零碳排放的建筑。陈硕则提出零碳 建筑需要满足三大定义条件:所用全部能源由可再 生能源提供、所需全部水源由雨水和中水提供、所 产生的废弃物经分拣后全部本地销毁和再利用;无 法满足此三项条件的则可以通过绿化和植被等增加 碳汇的途径实现碳中和,即“相对零碳”;并提议全 生命周期范畴的零碳建筑也可以通过森林碳汇补偿 等方式来实现。2012 年 11 月,中新天津生态城公 屋展示中心投入使用后,其官方网站对“零碳建筑” 的描述是“在不消耗煤炭、石油、电力等能源的情 况下,全年的能耗全部由现场产生的可再生能源提 供”,主要特点是除了加强建筑围护结构、被动式节 能设计外,将建筑能源需求转向太阳能、风能、浅 层地热能、生物质能等可再生能源。此外,香港建 筑业议会(HKCIC)认为零碳建筑是指“建筑物每年 运行所需的能源,完全由可再生能源提供或补偿”, 其 2013 年投入使用的零碳天地即以每年运行计算、 通过光伏板和以生物柴油推动的三联供应系统,现 场生产可再生能源,就地发电并回馈电网,抵消从 电网中使用的能源及相应的碳排放量。台湾成功大 学林宪德则认为理想的零碳建筑是完全不使用地球 能源、完全不排放二氧化碳的建筑;实践中尽可能 做到减排后,可以通过造林等来中和建筑碳排放; 台湾第一座零碳建筑“绿色魔法学校”即在达到 65% 节能效果后,尝试在周边造林以“碳中和”方式实 现零碳建目标。 三、 概念辨析
[Keywords] carbon emissions, low carbon buildings, zero carbon building
引言 据联合国环境规划署统计,世界上约 1/3 的能
源最终是在建筑物里消费的。在欧美发达国家,建 筑能源消耗造成的碳排放已占据其人类活动碳排放 的 40%~50%。在中国,包括建筑建造和运行在内的 能源消耗也已占到社会总能耗的 30%以上。随着城 市化和人民生活水平的提高,建筑已经成为终端能 源消费及碳排放增长速度最快的一个领域。另一方 面,借助新技术的应用,建筑领域的减碳也被认为 具有可观的潜力和极高的成效。国内外为此展开了 广泛研究,低碳建筑、零碳建筑等概念也应运而生。
然而,当前对低碳建筑、零碳建筑等概念的涵 义、联系与区别尚缺乏系统的研究,易于混淆、出 现多种解读,不利于建筑减碳政策的制订、措施的 落实及横向比较的开展。本文采用文献分析法,收 集、整理了国内外相关研究与实践中提出的定义及 描述,展开了比较与分析,并指出需要重点关注的 若干问题。 一、 低碳建筑
低碳建筑(Low Carbon Buildings)概念源自 2003 年英国政府提出的低碳经济理念,其 2006 年 启动的低碳建筑项目把采用各种技术提高建筑能 效、实现碳排放量显着减少的建筑定性为低碳建筑。 Tang 认为低碳建筑的一般理解是指在其从设计、建 造、运营直到拆除的全生命周期内做到碳排放量尽 可能低的建筑。Wu & Cheng 认为,低碳建筑应减少 化石原料的使用、改进能源效率,并减少建材及设
国内对低碳建筑的论述始见于 2008 年,一般理 解为应用了节能技术、做到碳排放量尽可能低的建 筑。龙惟定等指出低碳建筑是和约定的历史基准线 相比实现了实质性减排的建筑。陈飞从建筑全生命 周期内的物质流角度,提出了低碳建筑应满足进口 环节、使用过程、出口环节三个方面的物质活动。 在进口环节,“要用太阳能、风能、生物能等可再生 能源替代化石能源等高碳性的能源”,在建筑使用过 程,“要大幅度提高化石能源的利用效率,加强建筑 节能”;在出口环节,“要通过植树等绿化面积的增 加,吸收建筑活动所排放的二氧化碳”。赵黛青等认 为低碳建筑是为了实现人类社会的可持续发展的一 种建筑发展策略,需通过“协调、整合和优化实用、 有效的建筑技术”,在“满足社会对风、光、热等人 工环境的基本舒适性要求和特殊功能服务需求”的 同时,还要在全生命周期内“尽可能地节约资源(节 能、省地、节材),保护环境和降低温室气体、固体 废弃物等的排放”。李启明等将低碳建筑定义为“在 建筑的全生命周期内,以低能耗、低污染、低排放 为基础,最大限度地减少温室气体排放,为人们提 供具有合理舒适度的使用空间的建筑模式”。姜虹等 认为,低碳建筑的涵义包括建造过程和使用过程。 在建造过程要采用低碳技术、使用低碳材料,尽可 能地减少能源消耗和碳排放;在使用过程则需要用 户改变生活模式和消费观念,采用高能效的空调、 照明和节能家电,延长建筑和生活用品的使用寿命, 并提倡循环使用和重复使用以减少碳排放。陈硕提 出建筑碳减排量即其碳排放量与基准排放量相比所 减少的数额,认为只要建筑的单位面积碳排放量与 2005 年基准线相比有所减少即可称为低碳建筑。王 崇杰等提出,只要是在建造和运行维护过程中满足 国家和地方有关建筑节能、可再生能源利用及其他 与减排相关的法律法规的建筑均可称为低碳建筑。 陈洪波等的定义是“单位建筑面积的碳排放至少低 于依照国家建筑节能设计标准建造的参照建筑的建 筑”,实现途径包括提高建筑的能源利用效率、提高 可再生能源的利用比例等。2012 年 5 月 1 日实施的 重庆市《低碳建筑评价标准》给出的定义则是“在
(TRC)或碳交易市场的碳排放额度来完成。Lausten
的定义则是“全年不使用涉及碳排放的能源,能够
产生足够的无碳排放能源以供自身使用的建筑”。
Jones 认为零碳建筑是有着已减少的用于热力和电
力能源需求,且所使用的能源来自集成在建筑的、
或邻近的可再生能源的建筑。Jones 还指出,很多
政策的目的只是减少建筑运行阶段的碳排放,结果
放和因用电、采暖等产生的间接碳排放)为零的建
筑;其中建筑的运行包括所有交付使用时的建筑结
构、热水器、内置灶具、固定照明、共享的基础设
施,以及安装的可再生能源装置等,同时必须满足
特定的能效标准,其合规性则基于温室气体排放量 (Kg CO2-e/m2/年)的模拟或监控结果。ASBEC 还提 出了 5 个引申术语,见表 1。
全生命周期零碳建筑 (Zero Carbon Life-cycle Building)
自主零碳建筑 (Autonomus zero carbon building)
包括建材内含 的碳排放
包括建筑全生 命周期内所有
的碳排放
无电网连接
碳正建筑(或负产碳建筑) (Carbon positive building、
的减排并非最合理选择,70%则比较合适,其余部分
可以通过其他“容许的解决方案”完成,包括从集
中供给或社区供给网络中取得可再生能源,或者对
周围既有建筑有所贡献等。Hui 进一步提出严格的
零碳建筑定义还要把建材生产与运输及建筑建造过
程,甚至拆除阶段的能源消耗带来的碳排放都考虑
在内。
国内对零碳建筑的研究初见于 2009 年对英国
2013 年挪威零排放建筑研究中心(ZEB)则提
出要基于决心水平、计算依据、系统边界、碳排放
因素、能源质量、产需比例、最低能效要求、室内
环境要求以及使用中验证等九个要点建立新的零排
放建筑定义,并提出四个零碳级别,见表 2。
表 2 挪威 ZEB 的零碳建筑四个级别
名称
涵义
备注
ZEB-O÷EQ
除了设备(家电)的 能源消耗之外,所有 其他能源消耗产生的
从低碳建筑到零碳建筑 —— 概念辨析
From the Low Carbon Buildings to Zero —— Concept Discrimination
■ 诸大建 1 王 翀 1 陈汉云 2 ■ Zhu Dajian1 Wang Chong1 Chen Hanyun2
[摘 要] 低碳建筑和零碳建筑概念均源自低碳经济理念,存 在多种定义及描述。本文经比较分析,提出了全生命周期 零碳建筑概念,周全且目标明确。但在实践中,需结合实 际确定阶段性目标和计划,循序渐进地推动建筑由低碳往 零碳发展。
图 1 英国零碳住宅层次概念 表 1 ASBEC 提出的零碳建筑术语
名称
涵义
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