零碳建筑是在不消耗煤炭、石油、電力等能源的情況下，全年能耗由場地產生的可再生能源提供的節能建筑。零碳建筑的節能效果顯著，而且是節能理念的最佳體現。今天，小工就來為大家介紹六大零碳節能環保的建筑設計。

美國加州零碳建筑——陰陽住宅

這是由Brooks+Scarpa Architects建筑事務所設計的陰陽住宅，它是一個位于美國加州社區的零碳建筑，設計的目的是為一個大家庭創造居住空間。住宅圍繞一系列的院落和室外的空間展開，從而形成室內與室外空間的相互交流。

朝著街道一側的空間很是堅固，但是在鋼鐵入口后面則是室內室外的過渡空間，即院落空間。這種堅固的感覺還被一個鋼鐵線條柔化，這個線條此起彼伏，拉近了建筑與室外的互動。

天津零碳建筑——中新天津生態城公屋展示中心

中新天津生態城公屋展示中心集眾多先進環保技術于一身，如屋頂太陽能光伏板提供足夠使用的電能、基于煙囪效應的通風系統實現室內外空氣循環、利用導光筒折射和反射太陽光為室內照明、地源熱泵為建筑內供熱制冷等等。整棟建筑的面積為3467平方米，通過應用先進建筑技術、多種可再生能源實現零碳排放，成為天津首座零碳建筑。

菱形建筑結構充分吸收太陽光

整個公屋展示中心是個超大菱形結構的二層建筑，不是傳統的坐北朝南，而是南偏東15°的方向?！敖嵌鹊倪x擇根據天津本地日照時間和強度，更加充分地考慮了光伏板吸收太陽光照的時間問題?！惫菔鹗痖L胡宇丹介紹。原來，公屋展示中心的屋頂大面積鋪設了太陽能光伏板，即便是建筑正中向前突出的外檐建筑都成為光伏板的“基座”。

據了解，整棟建筑太陽能光伏板面積達2600平方米，每年可發電240000kWh，而公屋展示中心一年用電量約210000kWh。一天里太陽光照強度不同，為此地下還有大量電池，光伏板產生的電能有余量時儲備電能，電能不足時發電。

地熱能與通風保證體感舒適

公屋展示中心的中央大廳直通建筑頂板，在高出兩側二層建筑的立面上不是鋼筋、混凝土墻面，而是玻璃窗?！斑@個是高側窗，一方面保證大廳的自然采光，另一方面也是建筑通風系統的一部分?！焙畹そ榻B。在公屋展示中心內，有一套基于煙囪效應的通風系統。通過地下管網，展示中心與室外的一個采風井連通。新鮮空氣由室外采風井、管網進入展示中心內，然后再通過側高窗、辦公室的室內窗戶，實現建筑內空氣流動。在室外溫度適宜的情況下可以減少空調開啟，節約電能。

窗戶本身是Low-E（低輻射）玻璃，在玻璃的基礎上又增加一層膜，保證透光性的同時，可更好地隔熱。傾斜的設計使得太陽光直接照射在窗臺上，而上面一層的窗臺采用光面材質，將太陽光折射，但是僅反光卻不反熱，最大限度控制室內溫度散失。這樣，夏天開空調時，不吸入更多的熱量，冬季供暖時，不散發熱量，從而節約能源消耗。

進入冬季，為保證室內溫度需要大量能源消耗，但在公屋展示中心內，設計了地源熱泵采暖與制冷系統，利用地熱能為建筑供暖。同時，在公屋樣板間展廳內，還設計加入了毛細管網采暖，在屋頂裝入超薄、荷載小的毛細管網，有效提高熱傳遞，同時減少空間改造對建筑的影響。

燈具亮度靠室內光亮度自動調節

展示中心內設計的是智能照明系統，整個系統通過室內光亮度調節燈具亮度，辦公室內是否開燈完全由自然光亮度和系統已設定室內亮度決定。此外，照明系統中的導光筒直接利用了自然光。屋頂散發強光的大燈不是由電發光，而是折射、反射太陽光形成。這樣，即便在空間大、采光較差的大廳，也可以保證光亮度。

最終，還有一套控制系統對整棟建筑進行集中管理。這套系統對建筑內部所有設備能耗進行集中監控與管理，從而進一步降低能耗、節約資源。

英國零碳建筑——貝丁頓“零碳社區”

在英國倫敦南郊的貝丁頓小鎮，有一個外觀獨特的社區格外引人注目，這里的建筑物上豎立著一排排五顏六色的煙囪狀裝置，屋頂南側鋪設了大片太陽能光伏板，北側則種植著各色植物。

這個社區全稱為“貝丁頓零化石能源發展”社區，由世界著名低碳建筑設計師Bill Dunster設計，2002年完工并吸引了約百戶居民入住，是英國最大的低碳可持續發展社區，如今已成為世界低碳建筑領域的標桿式先驅?！傲闾忌鐓^”并不是完全沒有碳排放，而是通過利用太陽能、節能建筑等手段來實現不使用煤和石油等傳統化石能源。

社區所使用的能源主要來自兩個方面：一是在建筑的樓頂和南面大面積安裝的太陽能光伏板，二是社區里建有一個利用廢木頭等物質發電并提供熱水的小型熱電廠。Dunster介紹說，社區樓頂五顏六色的煙囪狀裝置稱作“風帽”。它是一種自然通風裝置，具有特殊的開口設計，能隨風旋轉，從而將室外的新鮮空氣通過管道引入室內。通常室內溫度較高，為了減少換氣過程中的熱量流失，設計者對進氣和出氣管道做了特殊處理，使室外冷空氣進入和室內熱空氣排出時在管道中發生熱交換，從而節省保暖所需的能源。

社區內的小型熱電廠使用的燃料是廢舊木頭等物質，不會造成額外的環境負擔。它在發電過程中散發出的熱能也被用來制造熱水，熱水通過管道送入社區內的每家每戶。每戶家中都裝有一個1m左右高的熱水筒，除了因生活需要取用熱水外，熱水筒還可以在室溫較低時自動釋放熱量，輔助取暖。采取這些措施后，只要沒有特殊需求，居民家中就不必再安裝暖氣，整個社區也沒有安裝中央供暖系統，這就減少了一大塊能源消耗。

香港零碳建筑——零碳天地

這片耗資2.4億港元打造的城市綠洲，包括一棟集綠色科技于一身的兩層高建筑，以及環繞其四周的全港首座原生林景區，通過綠色設計和清潔能源技術，不僅成功消滅建筑自身的碳足跡，還有多余電力回饋城市電網。

因地制宜，減少能源依賴

香港建造業議會“零碳天地”總監李貴義博士道出一個秘訣，就是被動式建筑設計——因地制宜，最大限度使用自然資源，力求從源頭降低建筑對能源的依賴。

例如，建筑的屋頂北高南低，水平仰角21°，讓屋頂的太陽能板接受最多光照，同時增加室內采光。屋檐向低處延伸，形成深邃的遮陽棚，阻擋陽光直射，減少空調能耗。建筑墻面也都采用大塊的低輻射玻璃窗來獲得自然光，不僅透光性能良好，還能有效減少熱傳遞，比香港有關條例允許的最大總熱值低80%。

整座建筑大致坐北朝南，迎風而立，利用從海面吹來的自然風為室內通風。設在室內地板上的送風口，也是整棟建筑的呼吸器官。送風口與室外的捕風口相連。自然風從捕風口進入，經過地底后，再進入室內時已經比原來的溫度降低5℃。

主動系統監管，提高能源效益

“零碳天地”強調順應自然的建筑設計，而在被動建筑設計無法滿足日常需求的時候，就需要主動技術干預輔助、調節室內環境。

“零碳天地”擁有一套智能建筑管理設備。這個“管家”依靠分布在主建筑內外的2800個探測器，掌握室內外的溫度、濕度、光照及二氧化碳情況。當室內溫度超過28℃，智能管理系統就會命令地板上的送風口輸出冷氣。李貴義介紹，將送風口安裝在地板上，冷氣可以直接吹向參觀者，而不用將整個空間吹冷，因此制冷溫度不用像一般冷氣的12至14攝氏度那么低，只需達到16～18℃就能達到同樣的效果。

轉廢為用，可持續建設回饋城市

為了徹底消滅碳足跡，“零碳天地”用太陽能、生物柴油自行發電。位于主建筑地下一層的生物柴油發電裝置，容納的全部是提煉自食用廢油的百分百生物柴油。生物柴油通過特制設備發電，發電的余熱被用來制冷，制冷后的余熱再用來除濕，形成發電、制冷、制熱的三聯供，從而充分利用能源，能源利用率達70%，而傳統的發電廠發電只有約40%的能源利用率。

臺灣零碳建筑——綠色魔法學校

2011年1月12日，正式落成于成功大學力行校區的綠色魔法學校，總樓地板面積4800平方米，是由成功大學林憲德教授領軍打造的一棟充滿夢幻的美麗綠色建筑。根據成大建筑研究所的精密解析，預估該棟建筑年用電強度EUI為43kWh/(m2.yr)，節能達65%（與相同規模辦公建筑用電強度125kWh/(m2.yr)相比），為世界第一節能的超級綠色建筑。

綠色魔法學校采用了13種綠建筑設計手法，包括5種建筑本體與自然通風的軟性節能手法、2種設備減量的方法，5種設備節能技術以及再生能源技術。其中最精彩的是采用自然浮力通風的技術，讓一座300人國際會議廳在冬季四個月可以不開空調，達到空調節能28%；采用空調與吊扇并用設計，讓辦公區空調節能76%；采用陶瓷復金屬燈二次反射照明設計，讓國際會議廳達到節能四成的水準。

為了揭示碳足跡，研究團隊計算綠色魔法學校的二氧化碳排放量，發現它比一般辦公建筑物減少51.7%的碳排放。它每年的總用電量為113200kWh，相當于每年排放71.3t二氧化碳。成功大學為了進一步把它打造成零碳，特別撥出校區內47000平方米的綠地以創造一大片亞熱帶雨林，藉此可以吸附所有71.3t的二氧化碳排放量，使綠色魔法學校成為名符其實的零碳綠建筑。這不但是臺灣第一座，也是世界第一座以造林的“碳中和措施”達成零碳建筑的先例。

新加坡零碳建筑——新加坡建設局辦公大樓

新加坡建設局辦公大樓是新加坡首座零碳建筑，并且是由一棟老房子改造的，目前這座外表嶄新的建筑已成為新加坡樣板建筑，集成了采光、通風、清潔可再生能源、綠植等多項綠色設計與技術。

為了有效遮擋陽光和利用太陽光，這座零碳大樓外墻按照適當的光照角度設置了遮陽板和導光板，阻止強烈的陽光透過玻璃直接射入室內，起到降溫作用的同時，還可以將自然光線更深地反射到辦公室，增加辦公室的亮度，從而減少電源的使用。

大樓擁有幾個天井，通過導光管將太陽光從各管口折射出來，而且這個自然采光燈的亮度是可以人工調節的。與電燈不同，自然采光燈的光線柔和。盡管缺少一般辦公室燈火通明的感覺，但坐在桌子前，光線卻很好，完全不影響工作。

另外，整棟大樓已實現電能的自收自支。樓頂的太陽能板將太陽能轉化為電能，在發電高峰時還可將電能輸送到公共電網，在用電高峰時，大樓可從公共電網購電。從全年情況看，發電量略有結余。

零碳建筑主要的特點除了加強建筑圍護結構的被動式節能設計外，還能將建筑能源的需求轉向太陽能、風能、淺層地熱能、生物質能等可再生能源，為人類、建筑與環境的和諧共生找到最佳的解決方案。