昨天提到 LWK + PARTNERS 設計研究董事劉少瑜教授在亞太地區(qū)綠色建筑深度雜志《FuturArc》發(fā)表文章，分享我們在中國廣東的碳中和建筑設計項目，以此說明低碳新建筑技術應用和低影響開發(fā)模式的實踐意義。昨天我們分享了文章上半部分，今天我們繼續(xù)閱讀劉教授的研究觀點，了解如何從建筑的設計、運營、管理多方面推動碳中和！

如不小心錯過了上半部分，可先按這里重溫。

▲ 報導版面；

首刊于《FuturArc》2021 年第四季第 75 期

雨棚遮陽設計策略

由此可見，氣候適應性設計作為被動式設計的主要手段，需要提升至更高水平去降低建筑的供暖空調能量需求，也同時讓建筑師等有關設計人員可在設計前期占有一定主導性?；跉夂蚍治龅目偨Y，最合適的被動式設計策略分別為提供遮陽、室內熱量增益、自然通風冷卻和除濕及有效優(yōu)化空調效能。此等策略能有效提高能源效率及室內環(huán)境的舒適性。在遮陽方面，以下以雨棚遮陽設計為例進行分析詳述。

“氣候適應性設計作為被動式設計，需要提升至更高水平去降低能量需求”

中國廣東碳中和建筑設計項目的雨棚遮陽設計是在建筑日照倒影分析的基礎上，綜合考慮雨棚所在區(qū)域所對應的建筑立面，進行兩種類別的區(qū)域劃分。雨棚區(qū)域一對應建筑立面為實體墻面，其主要遮陽策略是春、夏、秋季遮擋更多陽光，盡量避免建筑立面收到陽光照射，減少建筑立面熱冷負荷變化。區(qū)域二是雨棚對應區(qū)域為出入口、玻璃幕墻的，考慮到入口人流聚會活動外，冬天陽光能盡量多照射到建筑室內深處，有助采光及暖人節(jié)能，其主要遮陽策略則是冬季接收更多陽光。

▲ 中國廣東碳中和建筑設計項目

雨棚格柵遮陽角度的計算以區(qū)域一為例，是根據雨棚高度、長度，及建筑南立面高度，估算太陽高度角要大于 13° 時，雨棚發(fā)揮遮陽效果。再根據當地經緯度，從項目春夏秋季日照分析可知，在中午至下午 5 點左右期間，雨棚鋁格柵能提供遮陽效果。同時又根據當地雨棚的不計算容積率方法，雨棚透空率需大于 80%；鋁格柵的傾斜角度估算必須小于 11.5°，因此如果雨棚要提高遮陽效果，鋁格柵應以盡量大的傾斜角度呈現，即得出雨棚格柵遮陽角度為 11.5°。

此外，LWK + PARTNERS 也建議雨棚上方再添加為雙層雨棚，一方面可為屋頂遮陽，同時還可使積聚於雨棚一層、二層及屋面之間的熱氣逸出，有助于降低建筑空間的冷負荷需求。雙層屋頂結合空氣腔進行分隔，夾層可增加燈光的建筑照明效果。在透空率一致的情況下，也可擴大外墻遮陽范圍，創(chuàng)造遮陽的戶外生活空間。

▲ 中國廣東碳中和建筑設計項目

水設計與綠化系統(tǒng)低影響開發(fā)

在氣候方面，碳中和建筑設計項目屬亞熱帶季風性濕潤氣候區(qū)，雨量充足。為減少水資源消耗間接增加碳排放。本項目收集各種雨水來源，包括建筑屋面雨水、道路廣場雨水和綠地雨水。初期棄流后水質較好，收集后經簡單處理可回用于雜用水。經估算，僅回用雨水就可以 100% 供應本項目雜用水，區(qū)域用水量主要為辦公樓用水、工業(yè)廠房用水、區(qū)域內綠化澆灌用水、道路澆灑用水。

另外基于項目現有建筑方案與綠化概念，綜合考慮項目所在地的當地相關低影響開放指標要求，以?“藍綠設計” 的原則，同時增加碳匯，采用水資源再生利用、海綿城市、人工濕地景觀、節(jié)水措施等理念，提出綠化系統(tǒng)低影響開發(fā)方面的低碳生態(tài)設計策略建議。

▲ LWK + PARTNERS 在一個辦公樓設計競賽方案中，加入層層可穿透空間，不單增加遮陽設計效果，同時締造開揚舒適的社交體驗。左右滑動查看更多

總體建議在場地南側綠化系統(tǒng)實施低影響開發(fā)（LID），策略一是考慮到項目基地徑流雨水量較大，存在溢流，可用于營造雨水濕地景觀，利用物理、水生植物及微生物等作用滯留雨水；以雨水濕地為主要自然水體景觀，生態(tài)減排，打造人工濕地廣場。策略二是以自然池底、靜水水體為主，駁岸分層次搭配植被，組合利用透水鋪裝、雨水花園等技術措施，通過打造人工濕地，對雨水進行滲透、儲存、調節(jié)、凈化，模擬自然，階梯布置低影響開發(fā)設施半人工半自然構筑，滿足多功能需求。

“僅回用雨水就可以 100% 供應本項目雜用水”

太陽能光伏系統(tǒng)

可再生能源最大化是通過使用可再生能源系統(tǒng)對建筑能源消耗進行平衡和替代。LWK + PARTNERS 充分挖掘碳中和建筑設計項目中的建筑物本體表皮、周邊區(qū)域的可再生能源應用潛力，對能耗進行平衡和替代。同樣基于氣候分析和日照倒影分析，另外運用光伏模擬軟件進行屋頂太陽輻射分析、光伏板最佳傾角分析和光伏板距分析，得出光伏板的最佳年發(fā)電量，從而預估建筑的電力消耗減少量，再利用電力排放因數計算使用光伏后本項目的二氧化碳減排量。

電力排放因數資料來源于中國國家發(fā)展和改革委員會應對氣候變化司於 2013 年 10 月 11 日在中國氣候變化資訊網發(fā)布的《2010 年中國區(qū)域及省級電網平均二氧化碳排放因數》中廣東電網平均二氧化碳排放因數。再參照 “廣東省企業(yè)（單位）二氧化碳排放資訊報告指南（2020 年修訂）” ，電力排放因數的預設值為 6.379 噸二氧化碳 / 萬千瓦時。

因此，在使用光伏發(fā)電系統(tǒng)的情況下，通過光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量和電力排放因數相乘來算出碳減少量。本項目采用光伏發(fā)電預估可以每年減少約 89.3 噸的二氧化碳排放量，并在整個生命周期內，以 15 年計算，將減少 1339.6 噸二氧化碳排放量。

▲《FuturArc》同時報導了兩個 LWK + PARTNERS 項目，作為可持續(xù)性和氣候適應設計的案例，當中包括中國珠海天恒 ? 灣景的景觀設計。點擊以查看項目詳情；左右滑動查看更多

小結與展望

綜合而言，建筑在邁向更優(yōu)節(jié)能減排的方向上，基本技術路徑是一致的。中國已在 2019 年頒布《近零能耗建筑技術標準》國家標準。碳中和建筑設計項目的上述設計策略主要體現在被動優(yōu)先和可再生能源最大化的整合。

不止于此，LWK + PARTNERS 為三大技術路徑做出提升和補充，提出閉環(huán)的第四大技術路徑：以使用者導向的建筑人因設計理念，結合人因與建筑設計，整合管理與使用，進一步優(yōu)化建筑和空間設計，以達到減排最終目的。LWK + PARTNERS 將貫徹項目的設計、運營、管理、使用等全生命周期的重要意義，對該項目進行數字化的以人為本使用后評估追蹤。LWK + PARTNERS 確信建筑使用后評估與建筑碳排放控制、用戶使用感受和建筑建造運營成本密切相關，對實現建筑精準瞄準?“減碳” 和 “零碳”?的成效至關重要。

可見，通過被動設計手段優(yōu)化建筑外形和空間設計、提升能源系統(tǒng)、利用可再生能源系統(tǒng)與建筑設計施工一體化、針對使用者行為的人因設計等方面，低碳新建筑技術的應用對節(jié)能減排具備重大意義。因此，建筑師及工程師等有關設計人員是可以在?“碳峰值 + 碳中和” 行動中通過各種有關技術和建筑設計起到帶動作用的，以此展現建筑行業(yè)等城市建設行業(yè)在應對氣候變化挑戰(zhàn)的重要擔當！