探索面向碳中和的綠色建筑“中國方案”

王秋蓉

北京冬奧會(huì)兌現(xiàn)“綠色辦奧”承諾，成為歷史上首個(gè)實(shí)現(xiàn)“碳中和”的冬奧會(huì)。其中，場(chǎng)館的綠色建筑設(shè)計(jì)也是北京冬奧會(huì)實(shí)現(xiàn)碳中和的重要舉措。據(jù)悉，冬奧會(huì)和冬殘奧會(huì)所有新建場(chǎng)館均取得三星綠色建筑設(shè)計(jì)標(biāo)識(shí)，打造的3個(gè)超低能耗示范建筑工程超過5萬平方米，向社會(huì)展示了我國落實(shí)“雙碳”目標(biāo)、推進(jìn)綠色建筑的決心和能力。

近日，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部又印發(fā)了《“十四五”建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展規(guī)劃》（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)劃》）?！兑?guī)劃》明確，到2025年，城鎮(zhèn)新建建筑全面建成綠色建筑，建筑能源利用效率穩(wěn)步提升，建筑用能結(jié)構(gòu)逐步優(yōu)化，建筑能耗和碳排放增長趨勢(shì)得到有效控制，基本形成綠色、低碳、循環(huán)的建設(shè)發(fā)展方式，為城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域2030年前碳達(dá)峰奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2022年是我國“雙碳”戰(zhàn)略持續(xù)深化推進(jìn)之年，北京冬奧會(huì)在綠色建筑方面樹立了典范，隨著《規(guī)劃》的出臺(tái)，中國將迎來綠色建筑發(fā)展新機(jī)遇。清華大學(xué)建筑學(xué)院教授朱穎心長期致力于中國綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)方面的研究，為此，本刊記者專訪了朱穎心教授，從專家的角度解讀北京冬奧會(huì)綠色建筑示范帶來的影響以及 “雙碳”目標(biāo)下我國建筑行業(yè)深度減排路徑和趨勢(shì)。

北京冬奧會(huì)樹立綠色建筑典范

對(duì)于奧運(yùn)會(huì)綠色建筑，朱穎心可謂非常熟悉。2008年，清華大學(xué)和中國建筑科學(xué)研究院等組成的課題組，完成了國內(nèi)第一個(gè)有關(guān)綠色建筑的評(píng)價(jià)論證體系——《綠色奧運(yùn)建筑評(píng)估體系》，為奧運(yùn)建筑達(dá)到綠色和可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)“保駕護(hù)航”。

朱穎心關(guān)注到，相比2008年北京夏季奧運(yùn)會(huì)，2022年北京冬奧會(huì)再次在綠色建筑方面有了新突破——在低溫嚴(yán)寒條件下，所有新建場(chǎng)館既保持了舒適度，滿足運(yùn)動(dòng)員的比賽需求，又實(shí)現(xiàn)了節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材、節(jié)地，并取得三星綠色建筑設(shè)計(jì)標(biāo)識(shí)。

“這不僅僅為奧運(yùn)會(huì)場(chǎng)館建造樹立了綠色建筑典范，而且也向國際社會(huì)展示了我國在綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)方面的自信?！敝旆f心如是說，并透露了其中的一個(gè)小插曲。

相對(duì)發(fā)達(dá)國家，我國綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)較晚。國家標(biāo)準(zhǔn)《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50378首次發(fā)布于2006年，2014年發(fā)布了修訂版。根據(jù)不同得分，分為一星級(jí)、二星級(jí)、三星級(jí)，三星級(jí)是我國綠色建筑等級(jí)評(píng)價(jià)中最高級(jí)別。

在北京冬奧會(huì)場(chǎng)館設(shè)計(jì)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)探討中，有人曾提出要采用美國綠色建筑委員會(huì)（USGBC）的LEED認(rèn)證，后來被清華大學(xué)的專家否定了，并堅(jiān)持應(yīng)該采用中國自己的標(biāo)準(zhǔn)——《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》。在朱穎心看來，在中國建設(shè)的奧運(yùn)場(chǎng)館，就應(yīng)該符合中國的綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)，而不應(yīng)該用其他國家的標(biāo)準(zhǔn)來評(píng)價(jià)，“這是我國綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的一次勝利”。

“一般而言，公共建筑達(dá)到綠色建筑設(shè)計(jì)三星標(biāo)準(zhǔn)是完全可以做到的，就看你愿不愿做。無論是技術(shù)難度和成本投入都不是主要障礙，只要按照綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行因地制宜的設(shè)計(jì)就可以。”

她特別提到，不只是按照綠色建筑理念進(jìn)行設(shè)計(jì)，更為重要的是北京冬奧會(huì)還考慮到了賽后場(chǎng)館的可持續(xù)利用，這是其“綠色”不可缺少的重要方面。國家跳臺(tái)滑雪中心“雪如意”，從設(shè)計(jì)之初就考慮到場(chǎng)館的賽后利用和很多其他功能，頂端的“大圓環(huán)”——頂峰俱樂部未來可用于論壇、展覽、餐飲;首鋼滑雪大跳臺(tái)“雪飛天”，則助力首鋼園區(qū)晉升為首都城市復(fù)興新地標(biāo)。

水立方變成冰立方，就是對(duì)2008年北京夏季奧運(yùn)會(huì)場(chǎng)館的再利用。北京冬奧會(huì)所有建成的場(chǎng)館、滑雪場(chǎng)都將繼續(xù)利用，推動(dòng)我國冰雪運(yùn)動(dòng)的開展?！氨本┒瑠W會(huì)不只是推動(dòng)我國建設(shè)體育強(qiáng)國、冰雪強(qiáng)國，也為未來我國冰雪運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館的綠色設(shè)計(jì)與建造樹立了典范?！敝旆f心肯定道。

北京冬奧會(huì)打造的三個(gè)超低能耗示范建筑工程，最大程度降低建筑供暖/供冷需求并充分利用可再生能源，實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能降耗。其中，五棵松冰上運(yùn)動(dòng)中心建成超低能耗示范面積38960平方米，由于采用了更好的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，并應(yīng)用了可再生能源，運(yùn)行階段預(yù)計(jì)年減排二氧化碳2927噸。“未來需要繼續(xù)發(fā)揮這些示范工程的作用，特別在冰雪場(chǎng)館建設(shè)中推廣應(yīng)用節(jié)能降耗技術(shù)，不能浪費(fèi)了?！敝旆f心說。

“雖然北京冬奧會(huì)結(jié)束了，我們依然需要繼續(xù)對(duì)北京冬奧會(huì)綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)、超低能耗示范工程進(jìn)行宣傳，這將極大提升我國各級(jí)政府、投資者、設(shè)計(jì)者、建造者、運(yùn)營者及使用者等的綠色建筑意識(shí)和行動(dòng)。”朱穎心補(bǔ)充道。

除了綠色建筑，低碳建筑、零碳建筑也在不斷被提及，如何理解其中的區(qū)別和共同點(diǎn)？朱穎心說，這些概念的共同點(diǎn)就是節(jié)能。綠色建筑包含建筑建設(shè)和運(yùn)行過程，而一般在建設(shè)過程中不可能做到零碳，只能是減少建筑材料使用或是用環(huán)保、再生材料，降低碳排放。超低能耗建筑、零碳建筑更多是指建筑運(yùn)營階段實(shí)現(xiàn)低能耗或者零能耗。

關(guān)于建筑能耗方面，我國也有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)可以參考應(yīng)用。2019 年1月，住建部發(fā)布了《近零能耗建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，并在2019年9月1日正式實(shí)行。所謂超低能耗建筑的能耗水平相比國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)降低50%左右。

我國建筑行業(yè)將如期實(shí)現(xiàn)碳中和

在全球范圍內(nèi)，建筑業(yè)占全球能源相關(guān)的二氧化碳排放總量的40% 。當(dāng)前我國建筑行業(yè)運(yùn)行階段的碳排放（含直接碳排放和間接碳排放）約為21億噸二氧化碳，占全國總量的20%左右。建筑行業(yè)如何快速實(shí)現(xiàn)碳排放達(dá)峰并實(shí)現(xiàn)深度減排，是我國實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要議題。

“如果想要解決碳排放問題，那么建筑行業(yè)就必須立即行動(dòng)起來，加快推進(jìn)綠色建筑大規(guī)模發(fā)展。這是毋庸置疑的?！敝旆f心說。

伴隨我國城鎮(zhèn)化和經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，建筑行業(yè)的碳排放比重將在一段時(shí)間內(nèi)上升。在“雙碳”愿景目標(biāo)之下滿足城鄉(xiāng)居民對(duì)美好居住環(huán)境的需求，這具有極大的挑戰(zhàn)。

朱穎心認(rèn)為，我國建筑領(lǐng)域要實(shí)現(xiàn)碳中和，有兩大關(guān)鍵路徑。一是減少建筑用能需求。合理引導(dǎo)建筑用能方式、降低能源需求，是實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)碳中和的關(guān)鍵。從設(shè)計(jì)方面，利用建筑保溫、被動(dòng)式設(shè)計(jì)，善用自然通風(fēng)和天然采光，依靠當(dāng)?shù)貧夂驐l件因地制宜因時(shí)制宜，可以降低供暖、空調(diào)、照明、熱水、炊事等用能需求。從技術(shù)方面，要實(shí)現(xiàn)部分時(shí)間、部分空間可調(diào)式的供暖、空調(diào)、照明系統(tǒng)，并且進(jìn)一步發(fā)展局部供冷/供熱、個(gè)體化供冷/供熱的設(shè)備，不僅能夠滿足室內(nèi)人員的個(gè)性化需求，而且還能最大限度地降低能耗。要達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，就需要跨學(xué)科合作，采用新技術(shù)、新材料、新工藝、新方法，才能實(shí)現(xiàn)個(gè)性化個(gè)體化環(huán)境控制，降低建筑用能需求。從用能方式上，需要從現(xiàn)在開始，全面實(shí)現(xiàn)建筑電氣化，挖掘可再生能源、天然能源、余熱廢熱的利用。盡可能推動(dòng)太陽能熱水器、被動(dòng)式太陽房、熱泵熱水器和低溫空氣源熱泵的研發(fā)和應(yīng)用，推進(jìn)炊事、生活熱水與采暖等建筑用能電氣化，逐步淘汰天然氣、燃油在民用建筑中的使用，才能逐步降低建筑碳排放，為全社會(huì)實(shí)現(xiàn)碳中和助力。

朱穎心特別強(qiáng)調(diào)，“建筑行業(yè)要降低碳排放，全面電氣化是趨勢(shì)，也是關(guān)鍵?！睙o論是城鎮(zhèn)居民還是農(nóng)村，都要逐漸實(shí)現(xiàn)從供暖、炊事、照明、生活熱水等全面電氣化。其中，供暖、生活熱水和炊事電氣化是主要任務(wù)。目前全國城鎮(zhèn)集中供熱主要采用熱電聯(lián)產(chǎn)、燃煤鍋爐和燃?xì)忮仩t三種方式。未來，采暖用燃煤鍋爐和燃?xì)忮仩t都要被淘汰，而由熱電聯(lián)產(chǎn)、可再生能源/天然能源、電動(dòng)熱泵等提供供暖和生活熱水。另外，廚房用能電氣化還是具有較大挑戰(zhàn)，目前大家還是不習(xí)慣用電炊具做飯，未來需要提升大家對(duì)電炊具的接受度?！昂芏噢r(nóng)村地區(qū)的炊具電氣化替代率比城市更高。實(shí)際上，我自己家中炊具的電氣化替代率已經(jīng)超過80%了?！敝旆f心說。

二是要提高用能效率。在既有建筑面積中還有很大比例的傳統(tǒng)建筑有很大的節(jié)能潛力，而既有建筑節(jié)能低碳改造又面臨投資大、成本高等巨大市場(chǎng)障礙。推動(dòng)建筑的綠色運(yùn)營、提升建筑的用能效率，是降低碳排放的重要方面。

近年來，在我國已獲得綠色建筑標(biāo)識(shí)的項(xiàng)目中，90%以上集中在設(shè)計(jì)階段，而獲得綠色運(yùn)行標(biāo)識(shí)的項(xiàng)目占比卻不足6%?？梢?，綠色建筑設(shè)計(jì)與建設(shè)、運(yùn)行脫節(jié)問題突出。針對(duì)該問題，朱穎心認(rèn)為，綠色建筑涉及項(xiàng)目策劃、設(shè)計(jì)、建造、驗(yàn)收、運(yùn)行、管理、改造等一系列環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)應(yīng)成為一個(gè)有機(jī)體，由第三方團(tuán)隊(duì)進(jìn)行整體統(tǒng)籌、提供服務(wù)。目前由于大部分綠色建筑設(shè)計(jì)、施工與運(yùn)行都是由不同團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)，綠色建筑的設(shè)計(jì)理念在這些傳遞環(huán)節(jié)中容易丟失，所以在建筑運(yùn)行中也就得不到有效實(shí)施。而且建筑運(yùn)行的實(shí)際情況復(fù)雜多變，如果缺乏專業(yè)團(tuán)隊(duì)，也難以實(shí)現(xiàn)綠色運(yùn)行。為此，我國高校要盡快從以往的只注重設(shè)計(jì)施工的人才培養(yǎng)，轉(zhuǎn)向綠色建筑綜合運(yùn)維的人才培養(yǎng)，這是影響建筑能否實(shí)現(xiàn)綠色運(yùn)行的關(guān)鍵。

朱穎心還建議，應(yīng)大力推廣基于“部分時(shí)間、部分空間、局部與個(gè)性化”的室內(nèi)環(huán)境營造和用能方式，營造低碳健康的室內(nèi)環(huán)境空間，這也將大大降低用能需求、提升用能效率。即在同一個(gè)空間，可以根據(jù)不同人的需求實(shí)現(xiàn)不同的局部環(huán)境營造。比如，商務(wù)寫字樓、體育場(chǎng)館、學(xué)校、商業(yè)綜合體等都會(huì)出現(xiàn)不同空間用能需求不同的情況。應(yīng)該在設(shè)計(jì)中體現(xiàn)個(gè)性化服務(wù)的原則，既可以降低能耗，又能提高舒適度。

朱穎心認(rèn)為，在各行各業(yè)都全面行動(dòng)的大趨勢(shì)之下，我國建筑領(lǐng)域?qū)⑷缙趯?shí)現(xiàn)碳中和，不會(huì)晚于其他行業(yè)。如今我國綠色建筑既有標(biāo)準(zhǔn)，也有技術(shù)，只是亟需地方政府強(qiáng)有力的政策推動(dòng)和投入，實(shí)現(xiàn)綠色建筑規(guī)模化發(fā)展。比如，各地政府所有辦公設(shè)施、公共建筑可以率先達(dá)到綠色建筑設(shè)計(jì)一星級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，部分城市發(fā)揮優(yōu)勢(shì)全面推行綠色建筑，在碳達(dá)峰行動(dòng)方面做出示范。

朱穎心介紹，《“十四五”建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展規(guī)劃》列出了九項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)，明確提出把推動(dòng)可再生能源應(yīng)用、實(shí)施建筑電氣化等作為重要的舉措，并給出了“十四五”期間建設(shè)0.5億平方米以上的超低能耗、近零能耗建筑，以及對(duì)3.5億平方米的既有建筑進(jìn)行節(jié)能改造等定量指標(biāo)。這個(gè)發(fā)展規(guī)劃的內(nèi)容與上面談到的內(nèi)容完全契合。

向世界輸出綠色建筑“中國方案”

近年來，無論是綠色建筑理念、綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)，還是綠色建筑技術(shù)，我國已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步。朱穎心長期專注綠色建筑領(lǐng)域，見證和親歷了我國向國際先進(jìn)學(xué)習(xí)到探索中國特色之路的發(fā)展過程，如今對(duì)于我國綠色建筑發(fā)展前景是十分樂觀的。

“雙碳”目標(biāo)的提出，為我國綠色建筑的快速發(fā)展帶來了巨大的機(jī)遇，這是向世界輸出綠色建筑“中國方案”的重要契機(jī)。她表示，如今中國在國際綠色建筑領(lǐng)域逐漸有了話語權(quán)，對(duì)于中國成功走出一條綠色建筑特色之路也更加堅(jiān)定了信心。

比如，發(fā)達(dá)國家曾經(jīng)推崇的恒溫恒濕的理念并不適用于所有國家，因?yàn)楹銣睾銤竦氖覂?nèi)環(huán)境營造理念存在兩個(gè)缺陷：一是用能需求太大，二是對(duì)人們的健康不利。人體需要感受不同的環(huán)境刺激，才能保持人體的熱應(yīng)激能力不會(huì)退化，有能力在不同的環(huán)境下進(jìn)行自我調(diào)節(jié)和適應(yīng)。目前我們和國外的部分學(xué)者已經(jīng)提出了不同的解決思路，特別是在全球?qū)崿F(xiàn)碳中和的趨勢(shì)之下，類似的舊理念更需要改變。

朱穎心所帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)一直積極探索綠色建筑領(lǐng)域前沿課題。她牽頭帶領(lǐng)的清華大學(xué)熱舒適與健康研究TECH團(tuán)隊(duì)是當(dāng)前國際上人體熱舒適研究領(lǐng)域最活躍的研究團(tuán)隊(duì)之一，在國際能源署IEA-EBC發(fā)起并領(lǐng)導(dǎo)了由十幾個(gè)國家參加的國際合作項(xiàng)目“適應(yīng)性熱舒適在低能耗建筑中的應(yīng)用策略與實(shí)踐”。這一項(xiàng)目成果有望助力我國低碳建筑的建設(shè)。

“我國是世界上最大的發(fā)展中國家，具有從熱帶、亞熱帶到溫帶的各種氣候特色的建筑，老百姓又具有勤儉節(jié)約的良好生活習(xí)慣，這些因素十分有利于中國探索低成本、可行性高的節(jié)能低碳建筑之路，發(fā)展更為先進(jìn)的綠色建筑技術(shù)，助力我國實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)，也將為第三世界國家提供解決問題的‘中國方案’。”朱穎心認(rèn)為，“這是中國作為世界負(fù)責(zé)任大國的責(zé)任擔(dān)當(dāng)，也是對(duì)未來我國為世界建筑領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)碳中和貢獻(xiàn)力量和智慧的期待?！?/p>