2020年9月，提出了3060战略目标，即在2030年前力争达到碳达峰，2060年前争取实现碳中和。建筑业是国民经济的重要支柱产业和富民产业，是推动经济社会发展的重要力量（孙继德等，2019），王军辉等（2020）经过统计分析认为我国建筑业在国民收入中占有重要地位（建筑业增加值在2009-2018间占GDP比重平均值为6.79%），为社会和经济提供生产和生活用固定资产（我国建筑安装工程投资占全社会固定资产投资的平均比例为67.72%），是重工业和其他行业的重要市场（建筑业能带动钢铁、建材、机械、能源等工业），是劳动就业的重要场所（建筑业就业人数占全国总就业人数的5%且仍在不断上升中），可以通过国际工程承包带动综合输出（2018年，我国建筑业海外营业额已达1189.67亿美元，占国际市场的24.4%），建筑业还是先导性行业，对国民经济的发展起到调节和带动作用。同时，建筑业也是能源消耗和碳排放的重要领域，据《中国建筑能耗研究报告2020》，2018年全国建筑全寿命周期能源消耗为21.47亿吨标准煤，是全国能源消耗总量的46.5%，其中建材生产和建筑运行两个阶段的能源消耗为21亿吨标准煤，而建筑施工阶段消耗能源只有0.47亿吨标准煤。2018年全国建筑业全寿命周期碳排放总量超过49亿吨，在全国能源碳排放总量的51.2%，建材生产和建筑运行是建筑业碳排放的主要领域，占到建筑业总碳排放量的98%。可见，建材的生产运输以及建筑运行使用过程是降低能耗和减少碳排放的关键领域。在1.5度情景中，中国建筑业的碳排放需要快速下降并达峰，2050年碳排放要比2015年减少约50-95%。那么，在绿色低碳正成为高质量发展“底色”的今天，如果实现了“双碳”目标，未来的建筑会是什么样的呢？我们如何才能实现碳中和情形下的建筑呢？先让我们假设已经实现了碳中和，来畅想以下碳中和情形下的未来建筑吧。

一、碳中和情景下的未来建筑

碳中和实现后，绿色建筑、净零碳建筑不再是奢侈品，而已经成为大部分人生活的新载体。在中国，全国各地都因地制宜地探索出了满足人们宜居需求的绿色建筑及净零碳建筑的相关标准。那时的建筑，不仅能够降低能源消耗和温室气体排放，提升空间舒适度和空气质量，最大限度地实现人与自然和谐共生；还能产生多种社会经济收益，推动建筑与能源网、交通网、信息网的紧密结合。

（1）未来建筑运行过程中的能耗。未来建筑的外墙、屋面和楼地面具有良好的保温与隔热性能，保证“冬暖夏凉”的居住体验，从而减少冬季室内采暖耗热量，降低夏季的空调能耗。立面上的反光板把光线引入室内更深处，而遮阳板则增强了室外景色和自然采光的视觉效果。自动百叶窗根据一天中太阳的高度调整角度，保障了室内空间的舒适环境。自然通风技术则进一步降低建筑采暖、制冷与通风的能耗。

（2）未来建筑的能源来源。未来建筑的能源将主要来源于绿色能源，根据自然条件综合利用太阳能、风能、生物质能、浅层地热能、水能等多种绿色能源。太阳能是未来建筑能源的最重要来源，太阳能的发生和收集装置——太阳能光伏电板和集热器将与建筑整体结构一起设计、一起施工、一起投入使用，太阳能在满足建筑使用者用电需求的同时还能满足对热水的需求。在满足自用之后，剩余太阳能电能还可以余电上网获取收益。

另一个重要的能源来源是浅层地热能，用地源热泵将地球表面土壤、浅层水源（如地下水、河流和湖泊）或者人工再生水源（如工业废水、地热尾水等）进行充分充分循环利用，为未来建筑提供既能制冷又能制热的空调系统。

（3）未来建筑的用水系统。除了绿色低碳的能源系统，未来建筑的用水系统也具有高效、绿色的特点。雨水收集系统通过收集雨水并进行储存形成体量可观的水资源，可以经过处理之后补给给给水系统。生物废水处理系统通过回收和处理废水，形成除饮用以外的水资源的再利用，满足建筑物部分厕所、绿化植物等地方的用水需求。综合规划的用水方案，能将生活用水、景观用水、绿化用水等不同水质按要求分梯级处理回用，最大限度提高水资源的利用效率，减少水资源消耗量与污水排放量，从而实现用水的良性循环。

（4）未来建筑的建材。水泥、玻璃和陶瓷的生产是目前能源消耗量和碳排放量都很大的建材，同时也是生产量和需求量均很大的建材，其能源消耗和碳排放的主要环节均在生产环节。在未来绿色建筑中所用的建材，将会在高效能高科技的电加热炉中进行煅烧，而电能来源于绿色电能，所以，建材的生产过程将是绿色低碳的。未来建筑业也会使用可回收、可再生的材料或者复合纤维材料来减少太排放。另外，也将会形成对材料资源的合理利用与再利用系统，从建材的生产制造、建筑规划设计、施工安装、装修、使用及维护、报废等建筑的全生命周期的各个环节中，都将形成建筑材料及其他资源的重复使用与循环利用，实现节约材料、节约耗能和环保。

（5）未来建筑的信息系统。在未来建筑的材料、建造和运行等全生命周期均实现碳中和的情景下，我们还需认识到，未来建筑终究是“人”的建筑，提升人们的生活品质和居中使用的便捷舒适是最重要的。第四次工业革命风起云涌，人类社会迈向新的智慧文明。在此背景下，新一代信息技术在建筑行业不断探索实践，“智慧建筑”的概念应运而生。

未来智慧建筑是在新一代信息技术广泛应用的基础上，构成零碳节能的智能节点和网络，嵌入到物联网矩阵中。物联网的最终应用将是嵌入住宅、商业建筑、工业建筑和机构建筑内部或之间，把所有生活场所改造成可以通过多个平台相互连接的智能建筑节点，从而创建一个分布式的全球大脑和神经系统，将人类家庭汇集到更加多样化、流动性更强的社会经济网络中。一方面，它以电动汽车智能充电技术为纽带，将建筑与电力、交通等行业紧密相连；另一方面，它通过使用智能技术、设备和设计，包括智能家居的使用，对住户需求进行最优化匹配，为住户提供一个安全高效、环境舒适、能耗更低的人性化建筑环境。电动汽车和更多智能家居将接入这个庞大而又精细的生态体系，远程遥控“家居总动员”将从科幻变成现实。

二、建筑业的碳中和之路

从科幻回到现实，建筑业作为我国能源消耗大户、碳排放大户，要实现“双碳”目标，必须加强对绿色建筑，尤其是净零碳建筑的重视程度，使建筑业实现碳中和。

目前，建筑业的能源消耗和碳排放主要发生在建筑建造、建筑运行和建筑拆除三个阶段。建筑业的碳中和之路也需要从这三个方面着手。

（一）建筑建造阶段的碳中和路径

建筑建造阶段的能耗主要产生于建筑材料的开采、生产、运输环节，建筑构件生产环节，以及建筑施工过程中消耗的各种资源。在建筑建造过程中，施工机械的能效提高、能源使用强度降低、能源结构优化等，都会导致这一阶段的碳排放减少。因此，建造阶段的碳中和可以从以下三个方面入手。

（1）建筑材料减碳。通过使用可回收、可再生的材料或者复合纤维材料实现碳减排，比如可利用植物纤维制造具有高阻燃性和高强度的建材。另外，还可以对“城市矿石”等既有材料进行回收再利用。城市矿产指废旧机电设备、电线电缆、通信工具、汽车、家具、电子产品、金属、包装物以及废料中潜藏的可以循环利用的钢铁等金属、塑料、橡胶等资源。通过对这些资源进行回收再利用，不仅可以缓解资源短缺问题，而且可以减轻环境污染，发展循环经济。同时，建筑行业还可以利用再生混凝土、再生砖、再生玻璃、再生沥青等再生材料减少碳排放。

（2）结构工程减碳。结构工程减碳实现的措施有三种：通过优化结构设计提高结构韧性，延长结构的使用寿命，从而降低碳排放；通过简化结构减少建筑材料的用量，从而降低碳排放；通过构建再利用技术减少碳排放。

（3）建造过程减碳。建筑建造过程中，可以通过采用低碳工艺与绿色建造体系、减少建筑垃圾的产生、对建筑垃圾再利用、采用新型节能装备和工艺、执行绿色施工标准和推广装配式建筑减少碳排放。

（二）建筑运行阶段的碳中和

建筑运行阶段的能耗和碳排放主要产生于供暖、制冷、通风、空调和照明等用于维护建筑环境的设备与系统用能，建筑内活动，包括办公、炊事等用能。建筑运行阶段可以通过使用能耗更少的节能设备或建筑技术实现碳减排。具体来说，包括以下措施：

（1）支持多用途改进。将房屋与交易区域、办公室和零售区域结合起来，让人们有机会在工作和购物的地方居住。

（2）建筑设计时与公共交通相结合。车辆进出会造成空气污染和交通拥堵，且需要大量停车位。建筑设计时将使用绿色能源的公共交通系统设计进来，在方便人们出行的同时，可以减少停车位和减少碳排放。

（3）照明控制。在建筑设计时，结合建筑物的位置、朝向等因素设计成可自动控制大小的智能窗户以减少建筑物对照明的需求。

（三）建筑拆除阶段

建筑拆除阶段的能耗和碳排放主要产生于拆除机械运作过程、被拆除物料的运输以及材料回收处理。建筑拆除阶段的碳中和路径主要是回收再利用建筑拆除的资源，以减少资源浪费，减少碳排放。

总之，作为能源消耗和碳排放大户的建筑业，又是我国的支柱产业，是我国实现“双碳”目标的关键领域。建筑业的碳中和需要在建筑建造阶段、建筑运行阶段和建筑拆除阶段全生命周期均实现碳中和。（河南理工大学 孙思    河南工业大学 陈静     河南广播电视台财务中心 王飞 ）

本文为2021年河南省哲学社会科学规划决策咨询项目“推动建筑业高质量发展研究”（2021JC30）的阶段性成果。