文章精选丨被动式技术在绿色公共建筑中的应用情况及碳排放贡献分析

作者简介

第一作者 ：朱荣鑫，博士研究生，高级工程师，研究方向为绿色建筑、低碳建筑，现供职于中国建筑科学研究院有限公司。 

通信作者 ：刘茂林，硕士研究生，高级工程师，研究方向为健康建筑，现供职于中国建筑科学研究院有限公司。

 

基金项目

云南省重点研发计划项目（202303AC100005）；“十四五”国家重点研发计划项目 (2022YFC3803800) 

本文梳理和分析了 2016—2023 年我国不同气候区、不同星级 340 个绿色公共建筑的被动式技术应用情况，并对其中 39 个项目碳排放水平进行了研究，探究了绿色公共建筑被动式技术应用情况与运行碳排放的关系，为绿色公共建筑低碳设计提供有益参考。
 

研究对象 

 

笔者统计了 340 个分别采用 2014 年版和 2019 年版 《绿色建筑评价标准》获得绿色建筑不同星级标识的公共建筑（包括办公建筑、商业建筑、学校建筑），获得标识时间为 2016—2023 年。其中，采用 2014 年版标准的项目共计 303 个，采用 2019 年版标准的项目共计 37 个；一、二、三星级绿色建筑标识项目分别为 90 个、179 个、34 个；严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区、温和地区的项目分别为 13 个、49 个、245 个、27 个、6 个。 

 

研究方法 

 

• 碳排放计算 

在 5 大气候区中，340 个绿色公共建筑项目的数量和星级分布并不均匀，笔者选取了具有代表性的 39 个绿色公共建筑项目进行了碳排放计算，各气候区绿色公共建筑碳排放星级分布和数量具体如图 1 所示。结合已有的项目资料，主要对建材生产与运输、施工、运行阶段碳排放进行了计算。

 

 

• 被动式技术 

被动式技术是指最大限度地利用气候条件、建筑围护结构、室内功能空间布置等，使建筑拥有一定的自身主动调节能力，有效降低室内环境受室外环境的扰动，抑制室内热湿、照明等环境的大幅度变化，从而尽最大努力避免应用机械系统来辅助，以减少设备能耗和碳排放。

笔者对 2014 年版和 2019 年版《绿色建筑评价标准》 中的被动式技术进行了梳理，如表 1 所示。

 

 

共计包括 9 类， 可分为自然通风、天然采光、围护结构优化、可再生能源、 形体优化、平面布局、适变性设计、增加绿地等方面。被动式技术在公共建筑的应用情况通过 340 个绿色公共建筑项目的相关条文的平均得分率来反映。条文平均得分率是指所有项目在该条的平均得分与该条满分的比值，控制项条文不计算平均得分率，两版标准的评分项的平均得分率取其加权平均值。利用平均得分率可以总体衡量某项被动 式技术在全国不同气候区、不同星级绿色建筑的应用情况，平均得分率越高说明该条的技术应用情况越好。

 

结果和分析 

 

• 碳排放水平 

提高绿色建筑星级，能够大幅降低建筑整体平均碳排放，且星级越高，降碳效果越明显。不同星级绿色公共建筑平均碳排放如图 2 所示。

 

 

与一、二星级绿色公共建筑平均碳排放相比，三星级绿色建筑降碳幅度分别为 26.29%、10.04%。一、二、三星级绿色公共建筑的建材生产和运输阶段碳排放随着星级增加逐步提升，但变化不大。运行阶段碳排放则随着星级增加大幅降低，在一、二星级绿色公共建筑的基础上，三星级绿色建筑运行碳排放的降低幅度分别为 13.62%、32.51%。 

不同星级绿色公共建筑运行碳排放如图 3 所示。 

 

 

由图 3 可知，在不同星级绿色公共建筑运行阶段碳排放中，碳源从高到低分别为暖通空调（48.15%）、动力系统及末端（32.37%）、厨具（13.10%）、照明（6.02%）、水资源（0.36%）。就平均碳排放绝对值而言，不同星级绿色公共建筑平均运行碳排放的差别主要为暖通空调碳排放。与一、二星级绿色公共建筑的暖通空调系统平均碳排放相比， 三星级绿色建筑平均降碳幅度分别为 48.83%、25.33%。 

 

• 被动式技术应用 

不同星级绿色公共建筑被动式技术平均得分率如图 4 所示。

 

 

由图 4 可知，被动式技术的应用与绿色公共建筑星级成正相关，绿色建筑星级越高，被动式技术平均得分率越高。与一星级绿色公共建筑相比，二、三星级绿色公共建筑采用了较多种类的被动式技术，且同一种类被动式技术的应用效果也较好。

不同星级绿色公共建筑的 9 条被动式技术条文的平均得分率如图 5 所示。

 

 

条文 1 是综合类技术，涉及体形、平面布局、空间尺度等优化设计，应用情况较好。两版《绿色建筑评价标准》条文对该技术的要求较为宽泛，只要按相关节能标准进行优化设计即可得分。

条文 2、3、4 的目的是加强建筑自然通风。不同星级绿色公共建筑的条文 2、3 的平均得分率较高，一星级绿色公共建筑条文 4 的平均得分率则较低，说明虽然采取了加强自然通风措施，但是其通风效果较为不理想。

条文 5 对建筑暖通空调能耗和碳排放有很大的影响，但是加强建筑的保温性能初投资较大，故一、 二星级绿色公共建筑应用情况并不理想。

条文 6 是关于可再生能源利用，初投资也较大，应用情况与绿色建筑星级正相关，该条得分最高的情况是由可再生能源提供空调冷量和热量，其次是生活热水，光伏发电的应用较少。

条文 7 是室内空间适应性设计，三星级绿色公共建筑设计应用情 况较好，一、二星级绿色公共建筑应用情况则不理想。

条文 8 关于天然采光，应用情况与绿色建筑星级正相关，绿色建筑星级越高采用率越高。

条文 9 是遮阳措施，应用情况也是最不理想的一类技术，说明在实际工程中遮阳技术的投入产出比不高，这方面的技术还需要结合建筑的实际需求进一步研发。

 

• 被动式技术和碳排放耦合分析 

被动式技术的应用与绿色公共建筑的运行碳排放呈负相关，相关系数 R²=0.913 6，被动式技术平均得分率越高，绿色公共建筑的运行碳排放越低，如图 6 所示。这说明对于建筑整体而言，除了主动节能降碳技术措施外，采用较多的被动式技术有助于降低绿色公共建筑的碳排放，且降碳效果显著。

 

 

9 条被动式技术条文的平均得分率与运行碳排放的线性关系如图 7 所示。

 

 

由图 7 可知，不同星级绿色建筑中，条文 4、5、6、8 的平均得分率与建筑运行阶段碳排放的线性相关系数 R²均大于 0.8，说明这些被动式技术条文对绿色建筑运行碳排放影响较大；特别是条文 4、6、8，其 R² 均大于 0.9。

从 340 个绿色公共建筑统计信息来看，改善室内自然通风效果、利用可再生能源、强化天然采光对绿色建筑运行碳排放的影响非常大，与潘毅群等、郭振伟等的结论基本一致。条文 1、2、3、7、9 的平均得分率与运行碳排放的线性相关系数 R² 均小于 0.8，说明这些被动式技术条文对绿色建筑碳排放影响较小，特别是条文 7 的适变性设计，从项目统计信息来看，对绿色建筑运行碳排放的影响可忽略。

 

结 论 

 

通过对 2016—2023 年我国不同气候区、不同星级 340 个绿色公共建筑项目的被动式技术应用情况进行梳理和分析，以及对 39 个项目碳排放水平的计算，得出以下结论。 

（1）不同气候区、绿色公共建筑建材生产与运输、施工、运行阶段碳排放总量与绿色建筑星级密切相关，绿色建筑星级越高，总碳排放量越小。在碳减排贡献中，运行阶段碳排放贡献最大，星级越高的绿色建筑，其运行阶段碳排放越少；建材生产与运输阶段则是星级越高的绿色建筑，碳排放越大；施工阶段碳排放占比较小，对其影响可忽略不计。 

（2）在运行阶段碳排放，碳排放强度从高到低分别是暖通空调、动力系统及末端、厨具、照明、水资源，其中主 要差别为暖通空调系统碳排放；绿色建筑星级越高，暖通空调系统碳排放量越小。

（3）被动式技术的应用与绿色公共建筑星级呈正相关，总体来说，绿色建筑星级越高，则采用了越多的被动式技术，且被动式技术的应用情况越好。三星级绿色建筑的被动式技术对应的评价条款平均得分率和应用效果，要远好于一、二星级绿色建筑。

（4）被动式技术的应用与绿色公共建筑的运行碳排放成负相关，被动式技术条文平均得分率越高，绿色公共建筑的运行碳排放越低。改善室内自然通风效果、利用可再生能源、强化天然采光对绿色建筑运行碳排放的影响较大，其他被动式技术的影响则较低。

 

 

 

本文引用格式：朱荣鑫 ，刘茂林 ，李嘉耘，等. 被动式技术在绿色公共建筑中的应用情况及碳排放贡献分析[J]. 绿色建筑，2025，17（3）：1-5，10.

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