超低能耗、零碳建筑施工关键技术研究

刘坤、李滨羽、高懋、邢宇、孙搏廷

摘要：随着科技发展突飞猛进，我国经济飞快发展，人们生活水平日益提高，建筑行业发展也取得显著成效，随着而来是传统能源短缺，环境遭到破坏等问题，这些问题与人类生存息息相关。因此，超低能耗、零碳建筑的概念孕育而生，以更好保护环境、减少不可再生资源浪费为准则，受到广泛关注。我国传统建筑体系及营建方式以人为中心的综合人工环境系统，新兴建筑提倡一种全新生态意识。遵循生态理念，实现人与环境、经济共同发展，核心是顺应自然生态原则，规范我们人类行为。我国在超低能耗、零碳建筑发展里程较短，经验不足。基于此，本文梳理超低能耗和零碳建筑定义，探究两者应用原则，并重点研究两者施工技术主要应用内容，更好推动我国超低能耗、零碳建筑施工技术的进步和发展，为我国建筑产业做出贡献，在施工方面提供参考经验。

关键词：超低能耗；零碳建筑；施工技术；研究

作为人口基数庞大国家，虽地大物博，但我国人均资源却十分匮乏，人类社会的每次发展，都离不开对能源的消耗，想要改善我们居住环境，提高生活质量，就要采用科学合理节能技术改善我国现代化建筑建设。我国将节约资源、保护环境定为基本国策，致力于做到人与自然和谐发展[1]。建筑施工是消耗能源最大行业，在以往建筑中要消耗大量树木、水源、土地、及不可再生资源，对环境造成破坏，为了整治这一系列问题，也为更好贯彻我国国策，必须在减少资源浪费同时，在根本上制定以保护环境、资源为发展前提的策略，加强使用超低能耗，零碳建筑技术，促进建筑节能良性发展，推动建筑技术不断壮大，实现建筑行业可持续发展带来更高经济效益。

一、超低能耗建筑涵义

超低能耗建筑是一先进的建筑技术，旨在非常符合气候（气温、湿度）和自然条件（阳光、风力）前提下，最大限度减少对传统能源的依赖，并通过高效的设计和建筑施工技术来降低建筑物对供暖供冷的需求。此外，也是用可再生资源有效减少能源消耗，为我们人类提供更加舒适居住环境，即超低能耗建筑指在节约能源、节约不可再生资源和保护环境。

二、零碳建筑的概念

    零碳建筑是零碳不是不排碳，低碳是零碳的必要基础，而零碳是低碳最终目标，两者相辅相成，想实现零碳建筑是一个漫长过程[2]。要在建筑运营全部生命周期内，降低综合碳排放净值为零，其特点充分利用建筑本体的节能措施和可再生能源，例如：风能、太阳能和生物质能，以减少或消除建筑在使用过程中的碳排放，优势是可以独立于电网运作，不依赖传统能源，例如：煤炭、石油等，耗能完全由可再生资源提供，不仅提升能源产生的效率，还能增加清洁能源的使用量等，有效减少或补偿建筑碳排放，实现零碳排放目标，应对能源匮乏危机。

三、超低能耗、零碳建筑施工技术应用原则

（一）超低能耗建筑施工原则

1. 因地制宜

    超低能耗建筑施工技术原则之一是因地制宜。在日常实践中综合考虑因素有很多，例如：气候气温、土地条件、文化背景、法律法规等，要进行科学合理的选择。举个例子，当身处地质结构复杂的山区时，可以选用山地建筑的形式，将建筑融入自然环境之中，并利用地形山势进行科学合理的设计。当在城市中心时，需要考虑建筑的高度、距离、外观、材料选择等因素，以融入周围环境，同时满足大众审美需求。

2. 和谐共处

超低能耗建筑施工技术原则之二是和谐共处。是指在建筑施工过程中，要尽量减少对周边环境的污染和破坏，保证施工的同时与自然、环境，友好和谐共存。对此，要减少在施工过程中产生的噪音，污染物等，及时进行科学评估，并采取日常维护、清洁等有效防治措施，保护周边环境。例如，使用低噪设备、使用环保材料等。

（二）零碳建筑施工原则

目前，没有绝对零碳建筑，还处于发展初级阶段，现存的零碳、近零碳建筑都处于实验探索阶段，没有得到广泛应用。零碳建筑施工原则是利于各种手段减少自身产生的污染，同时将废物合理利用，使用清洁的能源，降低二氧化碳排放，最终达到“零废水、零能耗、零废弃物”的理想状态。

四、超低能耗、零碳建筑施工技术应用

（一）超低能耗建筑施工应用

1.高性能隔热系统

高性能隔热、保温系统是一种被动技术，指在建筑墙体、屋顶和地板等部位使用高性能保温材料，来缩小室内室外温度差，从而降低对室内供热或制冷需求。主要保温材料有：聚苯泡沫、岩棉、玻璃棉板等，具有良好的保温特点，能有效避免热量损失和冷气侵入，提高建筑能耗。不仅可以更好调节建筑表层温度，还能实现节能、环保的可持续发展目标。

2.遮阳

遮阳施工可有效降低建筑物的能耗。当天气炎热，阳光直射室内导致温度升高，需要空调降温时，安装百叶窗或遮阳板等遮阳设备能有效遮挡阳光，降低室内温度，从而减少空调使用率。同时还可保护家具、家电、地板等不受阳光照射引起损坏，延长使用寿命。在施工中选择合适材料或结构，例如，在上海某座超低能耗建筑中，朝向为南北，为了更好地控制和减少空调能耗，采用可移动遮阳百叶窗和机翼遮阳板

[3]。机翼遮阳板的优势是可根据太阳高度角的变化而自动调节入室太阳能。此外，还可以调整外窗玻璃与外窗之间的间距，方便外窗玻璃被加热，从而诱发热传导，而不增加能耗。

3. 利用可再生资源

可再生能源利用主要是风能和光能。如：风能主要利用通过室内通风管道实现有效的通风。超低能耗建筑施工技术采用新风系统，能提供二十四小时新鲜空气，可根据室内温度自动调节，引入低温新风，排出室内异味，确保通风效果。再比如：光能主要利用太阳光转化为电能。在建筑物高处或周围放置太阳能光板，将太阳光转化为电能，用于照明、加热、供电等。优点是零排放。无噪音、寿命长，是一种非常环保的可持续能源。

（二）零碳建筑施工应用

1.伦敦贝丁顿零碳社区

世界第一个“零碳建筑”示范是伦敦贝丁顿零碳社区。位于伦敦西南部小镇，占地1.65公顷，通过精心设计，加上可循环利用的建筑来实现零碳排放，即整个社区只使用可再生资源产生的能源满足日常生活，不向大气释放二氧化碳，其目的是向人们展示在城市环境中实现可持续居住的解决方案以及减少能源、水和汽车使用率的良策。生态村设计标准高，强调对阳光、废水、空气和木材等可循环利用，多个节能措施都从环保角度出发，且简单易用，经过证明都切实有效[4]。

2.上海世博会

上海世博会零碳馆，在上海世博局支持之下成为最佳城市实践区，采用本土化产品建造中国第一座零碳建筑，总建筑面积2500平方米，零碳馆中设有零碳样板间，如：零碳报告厅、零碳餐厅、零碳展示厅等，全方位向游客展示建筑领域对抗气候变化的策略和方法。零碳馆结合上海地区气候特征，空调系统由太阳能、风能及地源热能联合驱动，向游客展示建筑领域对抗气候变化的策略

结束语：

综上所述，超低能耗、零碳建筑已成为未来建筑发展重要趋势。面对全球气候变暖，不可再生资源匮乏背景下，减少碳排放，减少能源使用，采用高性能保温系统、遮阳、利用可再生资源等手段，营造舒适环境尤为重要。对此，建筑行业科研人员要积极响应、落实节约能源、降低能耗政策，在设计、施工过程中，注重环保、可持续发展和节能减排，采用各种建筑技术来实现目标。通过这些措施，不仅可以保护环境和改善生态，还可使我们拥有更健康、舒适的生活环境。

结合我国国情，提高技术创新能力，大力推进超低能耗、零碳建筑技术的进步，如此，便可促进我国建筑行业健康稳定发展。

参考文献：

[1]朱文运,陈军,卢叶童,等. 零碳建筑规范研究与启示 [J]. 房地产世界, 2022, (12): 15-17.

[2]李琰.高品质办公建筑超低能耗关键技术研究与实践[J].上海建设科技, 2023(1):39-41.

[3]鲍宇清,钱嘉宏,周宁,等.超低能耗民用建筑建造关键技术研究与应用[J].中国科技成果, 2023, 24(15):67-68.

[4]沈玥,王龙,俞超,等.零碳建筑概念及关键技术梳理[J].绿色建筑, 2023, 15(2):21-24.