零碳住區規劃設計關鍵問題研究*

黃獻明 李濤 楊絲路 付俊偉 王寧 HUANG Xianming LI Tao YANG Silu FU Junwei WANG Ning

住區既是人們生活起居的基本單元，又是踐行綠色低碳生活方式的主戰場，故需在規劃、設計、建設、管理、運營等方面全方位、系統性融入零碳理念。梳理國內外零碳住區相關研究，總結零碳住區規劃設計所涉及的碳排放核算范圍、指標體系、策略構成、重點技術成本效益分析等關鍵問題，提出零碳住區規劃設計需更新節能設計觀念、提高柔性用能表現、促進生活方式轉變等核心建議。

零碳住區；規劃設計；碳排放

0 引言

為應對全球氣候變化，我國提出力爭在2030年前實現碳達峰、2060年前實現碳中和的目標，產業結構、生產方式、生活方式與空間格局隨之發生深刻變化。住區既是人們生活起居的基本單元，又是踐行綠色低碳生活方式的主戰場，因此，未來住區應在滿足居住者健康、舒適生活的基礎上，承擔完善低碳基礎設施建設、加強碳排放監測、合理確定碳排放閾值、創新碳排放激勵機制、開展碳排放交易等新責任?；诖?，住區應從科學減碳的視角重新審視規劃布局、設計選型、生態環境、能源資源、數字化管理等內容，向“電氣化、柔性化、產能化”全面轉型，構建減排增匯、自然共生的居住環境。

零碳住區一般指碳排放與碳吸收可實現自我平衡的集中居住空間。該目標的實現不僅需要在住區規劃設計、建設、運維等階段全面融入零碳理念，更需在設計初期依托建筑、交通、景觀和基礎設施等與碳排放相關的關鍵性技術，精準化核算住區碳排放清單，確定住區零碳目標與實踐路徑，合理運用信息化技術輔助實現節能、減排、固碳、碳匯等零碳技術措施在建設階段的高效融入。

本文梳理國內外零碳住區相關研究、已推出的標準規范和評價體系，總結零碳住區規劃設計所涉及的碳排放核算范圍、指標體系、策略構成、重點技術成本效益分析等關鍵問題，提出零碳住區規劃設計建議。

1 既有國內外研究綜述

當前，零碳住區規劃設計策略研究主要包括碳排放特征、空間類影響因素、碳排放相關性等方面。

1.1 碳排放特征

2014年，朱雪梅等[1]發現廣州住區樣本中建筑、交通碳排放分別占比60%，20%，證明住區碳排放與住房面積、住區類型、區位及收入顯著相關。2015年，杜運偉等[2]通過研究江蘇樣本得出建筑、交通、固廢的碳排放之比約為3：1：1，套型面積、家庭收入、家庭規模、出行方式、購物與就餐頻率、夏季空調溫度等均為住區碳排放的關鍵影響因素。2017年，李治等[3]通過分析西安市家庭碳排放特征，得出住區建筑與交通的碳排放比例為4：1的結論。2023年，李小雨[4]對北京樣本的研究發現，住區家庭生活碳排放與私家車出行碳排放的比例約為7：3。

2010年，RAMESH等[5]研究顯示建筑建造階段碳排放占比約為10%～20%，運行階段占比達80%～90%。2013年，夏雨[6]總結了城市住區全壽命期碳足跡構成情況（見表1）。2014年，王上[7]研究顯示運行階段碳排放占比達89.8%，通過回收可實現的碳排放抵減達16%。

表1 城市住區全壽命期碳足跡構成

1.2 空間類影響因素研究

2005年，HOLDEN等[8]研究指出住宅建筑能耗與住區密度的相關性存在“拐點”，在拐點前二者呈負相關性，越過拐點后則呈正相關性。2010年，龍惟定等[9]研究指出建筑碳排放可歸結為人的行為排放。2017年，顏文濤等[10]總結空間規劃策略與住區減碳目標的相關性（見表2）。

表2 居住區規劃要素與住區碳排放的相關性

1.3 碳排放相關性

1）住區碳排放源主要來自建筑、交通、市政基礎設施3個方面，占比分別為60%，20%，20%。

2）住宅建筑全壽命周期碳排放中，運行階段碳排放占比超80%，其次為建造階段。

3）節能率與低碳排放非正相關。

4）住宅建筑碳排放與住區密度、容積率的相關性存在“拐點”。

5）住區公共服務設施可達性與交通碳排放的相關性因不同研究結論各異。

6）混合開發模式、住區綠地自然碳匯對于降低住區碳排放貢獻度不高。

7）套型面積與家庭常住人口數量對住宅碳排放的影響顯著高于其他因子。

8）家庭組織結構等社會因素是影響住區碳排放的深層原因。

2 零碳住區規劃設計核心問題

2.1 零碳住區碳核算范圍與邊界

“零碳”與“綠色”目標的最大不同是其核算要求清晰與穩定，隨著GB/T 51366-2019《建筑碳排放計算標準》的發布，其核算方法進一步明確。零碳住區規劃設計時應著重考慮如何降低住區在運行階段的碳排放，兼顧建材等碳排放問題?；诖?，其碳核算包括如下碳排放要素源和碳匯。

1）建筑碳排放 指住區住宅與公共服務設施的采暖、空調、新風等設備運行碳排放。

2）交通碳排放 包括住區居民家庭用車、公共服務車輛等產生的碳排放。

3）市政碳排放 包括住區道路照明、市政給排水系統及垃圾處理等產生的碳排放。

4）可再生能源碳抵消 指住區內自產及外購綠色電力所產生的二氧化碳減排量。

5）植物碳匯 指住區綠地形成的自然碳吸收。

6）低碳行為減排量 指住區居民綠色低碳行為與自主購買國家核證自愿減排量等產生的碳減排量。

2.2 零碳住區規劃設計關鍵策略

規劃設計與純技術策略視角存在一定差異，規劃設計除確保在空間層面直接應用與碳減排直接相關的技術外，還包括引導居民或使用者采用可降低工作、生活碳排放的行為與活動。

2021年，奧雅納ARUP提出“完整社區、以人為本的交通、互聯互通、包容共享、清潔建造、綠色建筑與能源、循環資源、綠色和基于自然的解決方案、可持續生活方式、綠色經濟”零碳住區規劃策略體系[11]（見圖1）。

1 ARUP提出的零碳住區規劃策略體系（圖片來源：《綠色繁榮社區，以15分鐘城市為特征的邁向凈零排放之路》）

2019年，聯合國人居署等[12]以中國長三角地區為例，基于氣候、社會、經濟背景，提出村鎮凈零碳發展的10個規劃原則，包括氣候數據與溫室氣體清單、良好連接的復合節點、供暖空調、溫室氣體排放、可再生能源、水循環系統、固體廢棄物、全資源要素循環、就業與休閑、生態意識。

零碳住區規劃策略除緊扣主被動式節能、建筑電氣化、新能源利用、裝配式建造、高品質碳匯等碳減排直接技術應用外，還應基于住區宜人環境的營造，從公共配套、街道空間、交通體系、智慧社區等方面對住區規劃建設提出全面指引。依據政府間氣候變化專門委員會（IPCC）等主導溫室氣體核算體系要求，圍繞溫室氣體排放活動特征，本研究認為零碳住區應采取降耗、替代、平衡、推動4類關鍵減排技術策略（見圖2）。提高住區整體減碳目標可采用以下減排措施。

2 零碳住區規劃設計與技術策略（圖片來源：作者自繪）

1）普及高節能表現建筑 旨在降低建筑直接與間接碳排放。如冬季寒冷氣候區可采用高性能外窗、斷熱橋技術、氣密性技術等超低能耗建筑措施；其他類型氣候區可結合遮陽、自然通風等被動式設計目標，采用氣候適應型節能技術策略。

2）應用彈性、循環、耐久的節材技術 旨在降低建筑隱含碳排放，包括采用彈性空間布局、裝配式主體結構、裝配式內裝與低碳新建材等技術策略。

3）住區全面電氣化與可再生能源利用 旨在減少居住行為對煤、燃氣等傳統化石能源的依賴，提高可再生能源替代率，包括全電廚房、光伏一體化、智能充電樁、地源熱泵與中深層地熱利用、微藻與生物燃料等生物質能源利用等技術策略。

3 結語

1）高節能表現建筑技術仍是零碳的基礎 建筑節能對住區碳排放強度具有直接影響，在市政能源系統實現全面低碳轉型前，高節能表現建筑技術仍是零碳住區目標能否順利實現的基礎。當前，建筑節能減碳貢獻計算存在一定瓶頸，尤其在光伏等可再生能源價格持續下降背景下，光伏產能與建筑節能之間的平衡點需根據具體項目進行選擇（見圖3）。

3 節能成本與風光電價的關系（圖片來源：作者自繪）

2）提高柔性用能表現是實現零碳目標的關鍵 基于光伏發電、多元儲能與智慧能源系統的住區新能源體系，依靠與市政電力系統的高效互動，推高項目可再生能源貢獻率，成為決定住區零碳目標達成的關鍵因素。因此，光伏一體化、智慧充電樁、全面電氣化等將成為零碳住區與普通住區的最大區別。

3）低碳生活方式轉變是零碳住區的內涵 便利的生活配套、步行友好的交通體系、高效碳匯景觀、生活垃圾分類回收、社區農園、本地菜場、智慧社區與智慧家居系統、綠色技術教育、低碳生活方式引導、碳金融等是零碳住區應向人們展示的圖景（見圖4）。

4 零碳住區圖景（圖片來源：https：//www.prc-magazine.com/government-initiatives-signal-greening-ofhong-kong/cic-zero-carbon-building/）