从低碳建筑到零碳建筑--概念辨析

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%
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
（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
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。
Carbon positive occupied building）
碳减排量多 于排放量
澳大利亚可持续建设环境委员会（ASBEC）提出 的零碳建筑“标准定义”是：零碳建筑是一种在其
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运行中产生的年度净碳排放量（包括所有直接碳排
[关键词] 碳排放 低碳建筑 零碳建筑
[Abstract] The concept of low carbon buildings and zero carbon buildings are derived from a low carbon economy concept, which exist a variety of definition and description. This article through the comparative analysis and put forward the concept of zero carbon building with whole life cycle, comprehensive and clear target. But in practice, people should combines with the actual progress goal and plan, step by step to promote the building development from low carbon to zero carbon.
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
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
零
ZEB-COM
在 ZEB-OM 基础上，将 建筑建造过程产生的
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
建筑生命周期内，从规划、设计、施工、运营、拆 除、回收利用等各个阶段，通过减少碳源和增加碳 汇等实现建筑生命周期碳排放性能优化的建筑。” 二、 零碳建筑
零碳建筑（Zero Carbon Buildings）概念多见 于欧美国家的研究。英国社区及地方政府部（DCLG） 给出的最初定义是：按照一个年度计算，包括采暖、 空调、通风、照明、热水，以及烹调、洗涤、娱乐 等在内的所有相关电器、设备所使用的能源所带来 的碳排放为零。但是这一定义存在两大缺陷，一是 针对各个住宅单独计算，要求其自行产生运行所需 的电力和热量，成为“能源孤岛”；二是过于严格， 在英国的试点案例中，仅在个别示范方案中得以实 现，且造价昂贵，难以大规模实施。为此，DCLG 新 的定义方案将家用电器的使用所产生的碳排放暂时 排除在外，并引进了零碳层级概念，将零碳目标的 实现分为“碳合规”和“零碳”两级。在措施上， 则是结构能效、现场低碳热能和电能、容许的解决 方案三步。
[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。
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
零碳建筑 （Zero Carbon Building）
标准定义，仅 包括建筑运行
碳排放
零产碳建筑
包括所有直接
（Zero Carbon Occupied Building） 和间接碳排放
零含碳建筑 （Zero Carbon Embodied 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
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
ຫໍສະໝຸດ Baidu
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。
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。
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、
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
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