摘要

全球变暖是当前人类共同面对的最严重的环境问题之一,在降低人类对环境影响的大背景下,碳减排已经在世界各国之间形成共识。很多国家有计划地制订了一系列规划并采取了积极的行动。...

全球变暖是当前人类共同面对的最严重的环境问题之一,在降低人类对环境影响的大背景下,碳减排已经在世界各国之间形成共识。很多国家有计划地制订了一系列规划并采取了积极的行动。


2021年4月22日,习近平在北京以视频方式出席领导人气候峰会,并发表题为《共同构建人与自然生命共同体》的重要讲话:


“中华文明历来崇尚天人合一,追求人与自然和谐共生。中国以生态文明思想为指导,贯彻新发展理念,坚持走生态优先、绿色低碳的发展道路。中国将力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。中国承诺实现从碳达峰到碳中和的时间,远远短于发达国家所用的时间,需要中方付出艰苦努力。”


学校,作为科研和社会活动最为活跃的场所,在碳减排的研究和行动方面都应该做出表率。尤其在环境问题日益突出的今天,我们迫切需要拿出创新机制来应对全球温室效应和全球气候危机。如何建设零碳校园、以何种标准评估绿色校园建设的成效,这还需要我们去不断地探索与研究。


下面简单介绍下部分主流的绿色建筑评价体系以及国内外部分绿色校园实践案例,供参考。


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关于绿色建筑评价体系



绿色校园属于绿色建筑领域,目前全球绿色建筑评价体系有很多,例如英国绿色建筑评估体系(BREEAM)、美国绿色建筑评估体系(LEED)、中国绿色建筑评价标准(ESGB)等,下面对这几个做下简单介绍。


1、BREEAM(英国)


BREEAM由英国建筑研究机构(BRE)发起并运作,始创于1990年,是世界上第一个也是全球最广泛使用的绿色建筑评估方法之一。它既是一套绿色建筑的评估标准,也为绿色建筑的设计设立了最佳实践方法,因此成为描述建筑环境性能最权威的国际标准之一。其中, BREEAM开发的专门针对校园内场景的Breeam Educaiton这一子标准, 为高校绿色转型提供了有效的指导。


BREEAM体系下的绿色建筑评估涉及9个方面的内容:能耗、管理、健康宜居、水、建筑材料、垃圾、污染、土地使用&生态环境、交通。


2、LEED(美国)


由美国绿色建筑委员会于2000年建立并推行的绿色建筑评估体系(简称LEED),是在世界各国的各类建筑环保评估、绿色建筑评估以及建筑可持续性评估标准中被认为是最完善、最有影响力的评估标准,目前已应用到了175个国家和地区,超过98,000个注册和认证项目。


LEED™评估体系包含九大方面及若干指标构成,主要从整合过程、选址与交通、可持续场地、节水、能源与大气、材料与资源、室内环境质量、创新和区域优先九个方面对建筑进行综合考察、评判其对环境的影响,并根据每个方面的指标进行打分,总得分是110分,分四个认证等级:


1、认证级 40 - 49;

2、银级 50 - 59 ;

3、金级 60 - 79 ;

4、铂金级 80以上。


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3、ESGB(中国)


《绿色建筑评价标准》(简称ESGB)按照建筑全生命周期的原则,从建筑最初的设计、规划、施工,到运营至最后的拆除,对建筑物基于绿色的视角开展评价,确保所评价的建筑不仅在建筑功能上能满足实际应用的需要,而且强化环境的保护和能源的节约,从而使人居生活环境具有舒适、低碳、健康、节能的特点。其编制不仅参考了国际权威的评估工具,而且与我国的实际相符,自2006年颁布以来,成为我国对绿色建筑评价的重要标准。


《绿色建筑评价标准》的指标体系包括6点,每一大项中,通过对其分析和归类后,发现有控制类、普通类和优选类。其中,控制类为必备条件,在控制类要求满足的基础上,根据普通类、优选类的数量,把绿色建筑划分成一星、 二星、三星这三个不同的等级。其中,一星级的要求是:最低得分率为50%,两颗星的最低得分为65%,三星的最低得分为80%。


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国内外实践案例分享



▍英国


根据英方数据显示,在过去十年中,英国的碳排放量减少幅度超过任何其他同类发达国家,并且是首个制定法律以期到2050年实现净零排放的主要经济体。


为实现这一目标,英国绿色建筑委员会制定了一个实现净零碳建筑的框架,它包括建筑排放和运营使用排放。净零碳建筑是一种高能效且完全由现场和/或场外可再生能源供电的建筑。学校可以努力从他们的新建项目中实现净零。现有学校的运营能源使用量也可以实现净零。


英国第一所“在用”零碳学校


位于伦敦伊斯灵顿的 Ashmount 小学是英国第一所零碳使用学校。由于联合使用热电联产 (CHP) 工厂和位于能源中心的495千瓦生物质锅炉,该计划是零碳的。基础供暖由热电联产和生物质提供,热电联产也满足公园照明的电力需求。


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来自热电联产(70kWe,104kWth)的多余热量从场地外输送到邻近住宅,从而抵消场地自身的碳足迹。E-Stack系统使用低速风扇在冬季混合进出空气,并在夏季提供安全夜间冷却的路径。与标准自然通风解决方案相比,节能效果显着,每年可节省1,000英镑的成本。


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学校建筑获得了90.49%的BREEAM杰出评级,并因社区能源分配和能源效率方法的创新方法而获得BREEAM奖。它是第一座获得BREEAM杰出成就的校舍。在施工过程中,几乎没有产生任何废物。


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▍美国


美国作为一个排放大国,碳排放量在全球占比约15%左右。现任总统拜登上任第一天就宣布重返《巴黎协定》,并就减少排放提出若干新政。未来美国碳中和之路会如何起步?


“到2035年,通过向可再生能源过渡实现无碳发电;到2050年,让美国实现碳中和。”这是美国在气候领域提出的最新目标。


为了实现碳中和,学校建造一座新建筑


美国波士顿市的目标是到2050年实现碳中和,但占据该市135英亩土地的波士顿大学的目标是到2040年实现碳中和。这座高305英尺(92.964米)的计算和数据科学中心将使用地热能进行加热和制冷,并作为该市实现碳中和目标的一个标志。


在波士顿大学(Boston University,简称“BU”)负责大学可持续发展的副总裁丹尼斯·卡尔伯格解释说,这并不是因为学校竞争激烈,而是因为如果BU不首先做到这一点,这个城市就不可能及时达成目标。不仅仅是市政建筑需要做到碳中和,整个城市也是如此,而BU正指望着在校园建设一座新的建筑,来帮助学校和城市实现这一目标。


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BU新的计算和数据科学中心,由建筑公司KPMB Architects设计,将包含一系列的环保倡议。


这座19层的建筑将是无碳和无燃料的,没有连接到大楼的天然气管道;与之替代的是31个地热井,每个1500英尺深,将通过地源热泵交换加热和冷却系统。就像冰箱压缩机把热量从冰箱里抽出来一样,夏天的时候,水会把热量从建筑物里抽出来,然后在冬天时把来自地球的热量输送到建筑物里。


关于该中心的电力系统,将不会直接由可再生能源供电。但南达科他州一个风力发电场产生的可再生能源将会承载该中心的电力负荷。卡尔伯格说,BU在那个风力发电场投资了可再生能源,并认为这比在新英格兰建造更多的可再生能源,还能产生更大的影响。新英格兰已经安装了如此多的可再生能源,以至于一个新的风力发电场不太可能取代煤炭的使用。


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该建筑用偏移堆砌的书堆形状让一系列的屋顶梯田和绿色屋顶一路上升,而不仅仅是在顶部才能种植绿化。


三层玻璃的窗户系统,可以在冬天保持室内的热量;而建筑物的外部将有固定的阴影,可以在夏季保护建筑物的内部不受阳光的影响,这要归功于百叶窗的对角线和垂直板条。这样,再加上用水代替空气来取暖和冷却的热能系统,将使建筑更加节能。


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这栋建筑的一层被提升到卡尔伯格所谓的“弹性的高度”,这意味着这座建筑比附近查尔斯河可能出现的洪水海拔高度还要高出两英尺。为了防止海平面上升,这座建筑比城市建议的水位高出5英尺。它确实有一个地下室,因为上面的楼层没有放置机械设备的空间,但是地下室也有能力安装临时防洪设施。


据悉,该项目总共将花费2.9亿美元。它计划在2022年开放,届时将容纳学校的数学、计算机科学和数据科学项目。


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卡尔伯格认为这座建筑将成为BU社区的新心脏,是一个协同合作的聚集地,也是如何在波士顿或其他地方建造气候友好型建筑的一个案例。虽然这种设计现在可能会让人觉得很新奇,或者说太新颖了,但他希望将来不会这样——他也同意其他机构从这个项目中学习。他说:“有很多组织正在取得很大的进步,但我们的任务是剥开这是如何做到的秘密和什么是重要的。对我来说,对我来说,重要的是,我们要尽我们所能,不仅要建造一个无碳、无化石燃料的建筑,而且要帮助其他人也这样做,因为我们没法独自做到碳中和。”


▍中国


根据《气候观察》(Climate Watch)研究数据显示:2018 年,全球二氧化碳排放364.3 亿吨,中国二氧化碳排放量96.6 亿吨,占全球排放量的26.5 %,是全球最大的温室气体排放国,较世界其他主要经济体存在一定的减排空间。同时,大部分国家二氧化碳排放量已经出现碳达峰,中国和印度仍呈现增长趋势,因此相比其他国家实现碳中和的减排压力将更大。


中国在提出“双碳”目标后,发改委、生态环境部、国家能源局、工信部、中国人民银行等多部委多领域均为实现“双碳”目标加紧制定行动方案,陆续推出“碳中和”相关政策和制度。


打造零碳排放校园设计新标杆


香港科技大学(广州)校区位于广州南沙庆盛高铁站附近,用地面积达1.13平方公里,离香港30分钟车程距离。便利的交通将促进两个城市和校园之间的协同发展,且有利于学术课程和研究的相互补充,而非简单复制。KPF是该项目的总体规划及建筑设计的首席设计顾问(LDC),在项目过程中与ARUP、ASG、Jacobs、MVA和James Corner Field Operations紧密合作。


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总体规划致力于统筹校区的功能需求,场地自然景观以及周围社区未来城市版图,创建一个可容纳10,000多名学生和教职员工以及满足住宿,教学科研,体育竞技,艺术表演等全功能的世界领先的校园空间。设计汲取了世界顶尖学府的成功经验,将所有专业设施汇聚在一个充满活力的中央区域周围,以促进跨学科合作,鼓励创新并构建强大的社区模式。


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学术研究中心


KPF总裁及设计执行总监James von Klemperer在谈到该项目的设计目标时说:“ KPF非常荣幸能在广州南沙打造一座世界领先的科学技术教育中心。项目设计上的目标为在环境可持续框架内打造鼓励创新和协作的场所。在汲取香港科技大学和其他顶尖大学的成功经验的同时,我们希望设计一个能体现当地特色的独特校园。”


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学术研究中心 一层公共空间


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学术研究中心 二层廊桥


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校区主入口及行政楼


香港科技大学(广州)校区于2019年秋季破土动工,设计体现前沿的可持续性和弹性措施,这些措施适用于中国大陆快速发展的沿海地区以及全球气候变化影响最大的区域。


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学术研究中心 图书馆


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学术研究中心 公共阅读空间


校区三条运河包围的三角洲区域将执行“零水浪费”目标,收集和过滤雨水以供再利用,并通过防涝及湿地保护措施提高基地生态抵御力。香港科技大学(广州)校区将成为一个“零排放”的校园,智能电动交通网络将提供所有物料和人员的运输服务。设计把高性能建筑系统可再生能源自供给结合起来,香港科技大学(广州)校区的最终目标是实现碳中和。


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中央研究中心 幕墙


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中央研究中心 中庭


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中央研究中心 实验室外部多功能区


大片的绿色空间围绕校园中心展开,说明了设计的要点是面向未来以及生态更新,将目前校园面积最小化,并有目的地保留未开发区域以供未来进行扩展。


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学生宿舍 主干道


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学生宿舍 餐饮休闲区


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校园活动中心


主要户外协作区域和建筑物本身都将结合主动和被动热舒适策略以确保住户在此湿润微气候环境中能够获得健康、舒适和快乐。KPF可持续设计团队分析了多个建筑朝向方案以优化遮阳和日光照射路径,确保在炎热天气中主要步道的自然通风和凉爽。


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运动村


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运动村 室内攀岩墙


香港科技大学(广州)校区旨在结合高性能建筑系统和基地可再生能源发电实现2035年碳中和目标。设计还特别关注将校园打造成一个“活的实验室”,即打造一个永远没有“完成”的校园。通过一个促进协作和实验的空间,用户可以了解到其对环境的影响并主动维护群体健康福祉。学生和教职员工得以在每日的日常生活中见证科学。

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结 语



就目前来说,国内很多学校尚未形成一个非常良好的绿色校园生态系统。首先从管理层面上,建校时就很少考虑绿色环保,虽然学校绿植很多,交通便利,但学生们并未将绿色生活理念践行在日常生活当中。“零碳排放”绿色校园首先要做的就是改变这种思维,例如光盘行动、垃圾分类等,这些都能很好地约束和规范学生的行为,在生活中节能减排,打造绿色生活零碳排放的校园。


编辑:阿黎

来源:CYCAN、绿圈、澎湃新闻等


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