绿色低碳建设发展模式与保障性住房可持续设计研究

刘东卫，秦姗

1 我国保障性住房建设的高质量可持续性发展课题

当前，我国住房建设领域处于大量建设与存量更新并举的新发展阶段，人民群众居住条件显著改善，住房发展取得巨大成就，对推动以人为核心的新型城镇化、促进经济社会发展发挥了重要作用。但是，住房建设不仅存在整体居住环境质量与建筑全寿命期性能不高、建设质量通病未根治等亟待解决的现状问题，还存在着建设能源资源消耗较高、环境影响较大、绿色低碳发展不平衡的可持续性问题。新时期我国住房建设亟需在落实国家碳达峰碳中和规划发展战略的同时，着力解决人民日益增长的美好生活需要与宜居水平发展之间的矛盾，全面推进住宅建设向绿色低碳宜居的高质量发展方向转型升级，使人民获得感、幸福感变得更加高品质、更可持续。

1.1 住房传统建设方式的可持续发展问题

面对当前气候变暖的全球危机，我国做出实现双碳目标的重大战略部署。根据中国建筑节能协会统计数据显示，建筑全过程碳排放总量占全国碳排放总量比重超半数，其中建筑材料占比28.3%，运行阶段占比21.9%，施工阶段占比1%。作为我国碳排放三大重点领域之一的建筑业，长期以来住房建设所产生的高能耗、高污染、高废物、低利用率持续破坏人与自然和谐关系。基于建筑全寿命周期设计、建造、使用、维护、改造、拆除的研究表明，对环境的影响一方面表现在建筑生产建造过程中，另一方面表现在建筑投入使用后改造和维护中，将持续消耗资源能源、产生大量建筑垃圾。因此，我国住房亟待全面转变生产建造方式，从而真正实现低碳节能、降低对环境负荷以及资源循环利用的可持续建设。

1.2 建筑短寿命和耐久性的可持续建设问题

我国住宅建筑的设计使用年限为50 年，现实中住宅平均寿命只有30～40 年，远低于国外发达国家的建筑寿命水平。住宅呈短寿化与思想认识、利益驱动等社会经济原因有关，也与结构安全质量、建筑老化、居住生活等原因有必然联系。大拆大建的背后是每年高达万亿的经济损失。大量既有住房设备管线老化、装修耐久性不足，即便新建项目在使用周期内也会面临内部拆改，大幅降低建筑使用寿命，同样也会严重影响结构安全。面对当前保障性住房建设，如何解决其短寿命与耐久性问题，将是实现我国建设从资源消耗型向资产持续型转变的重大课题。

1.3 长期品质与后期运维的可持续质量问题

长期以来我国住房整体建设质量、居住品质与性能得不到有效保障，居室隔音差、厨卫串味和漏水等问题持续困扰百姓的居住生活，甚至影响健康。住宅建设应重点解决建筑全寿命的矛盾，尤其应重视维护使用中高能耗和运维难度大的问题。住宅建设要结合未来生活方式，从长远上建设对社会和每个居住者而言可以作为优良资产和具有长久价值的建筑产品，满足人民对建筑品质更高需求，大力提高建筑产品的长久质量，将提高居民生活质量的产品供给高质量延伸到建筑全寿命期，提高建筑综合性能。

2 国际可持续住宅的绿色低碳建设模式与可持续设计

2.1 国际可持续住宅发展模式与绿色低碳设计方法

为了有效应对经济社会发展带来的大量生产、消耗和废弃问题，以及缓解气候变暖、资源能源枯竭等地球环境危机，世界各国都在寻求构建可持续社会的途径。自21 世纪以来，国际上针对建设废弃物的相应对策以及削减民生部门的碳排放量等问题，制定了相关法律法规，以新一代可持续住宅建设为战略方向，全面发展了提高住宅质量和寿命、降低能源资源消耗、并有利于改造再生的新技术产业。国际可持续住宅建设理念（Sustainable Housing）通常包括两个维度内涵，一是“减碳”的高质量可持续发展，二是“宜居”的高质量可持续发展，即在建筑全寿命期内全面减少环境负荷影响的同时，保障宜居品质（图1）[1]。其可持续设计方法包含以下7 个方面：耐久性设计、易拆除设计、易更换设计、易于再生设计、节能设计、节省资源设计和部品化设计。

1 可持续住宅的绿色低碳设计与技术的概念图，引自日本UR都市机构荻漥住区再生项目资料

2.2 国际LCCM 全寿命期住宅与零能耗住宅建设实践路径

基于住宅可持续发展建设模式和设计方法，美国、英国、德国、加拿大、日本、韩国及北欧等国家相继开展了LCCM（Life Cycle Cost Management）全寿命期住宅、零能耗住宅、被动式住宅、环境共生住宅、长期优良住宅和可持续住宅等研发与实践，虽然这些研究实践绿色低碳主题与设计方法可能是不一样的，但所传达的可持续发展的目标内涵是一致的，即共同立足于可持续建设的长远发展，以全新的设计观颠覆了传统思维方式下的住宅设计和发展模式。LCCM全寿命期住宅与零能耗住宅的实践路径，是基于住宅建筑全寿命期、针对建设废弃物的相应对策和削减碳排放量等问题，从住宅开发建设到维护、管理、废弃的系统性考虑，进行延长寿命、易于再生、有效利用能源的集成技术的开发，建立了聚焦高资源再利用、低废弃物排放和低能源消耗等三大目标的低环境负荷的资源循环住宅发展模式[2]。

2.3 基于品质长久化的住宅可持续设计方向

从可持续社会发展出发，为了实现环境负荷降低、建设价值长久的高质量住宅，2007 年日本政府提出了“200 年住宅”构想。为普及200 年住宅，2009 年施行《促进长期优良住宅普及的法律》，全面推行长期优良住宅（LQH，Long-life Quality Housing）建设和评定。长期优良住宅认定标准对于新建以及既改集合住宅，设计建造的主要内容包含：1）主体耐久；2）抗震性能；3）易于管理和更新；4）节能对策；5）居住空间；6）居住环境；7）维修计划；8）灵活可变；9）高龄者对策。通过建设更多的长期优良住宅，从资源能源角度解决地球环境问题和健康问题，推动经济社会和居住生活更可持续（图2、表1）[3]。

2 长期优良住宅的概念图（集合住宅类型）[3]

表1 长期优良住宅认定标准与设计标准[3]

2001 年日本推出了基于可持续发展理念的、改进原有环境性能的评价与设计体系——建筑物综合环境性能评价体系（CASBEE,Comprehensive Assessment System for Built Environment Efficiency），为全球的可持续建筑评价体系的发展做出了巨大贡献。CASBEE 通过建筑物所处环境质量Q（Quality）与产生的环境负荷L（Load）比值作为环境效率BEE，划分了5 个等级[4]。CASBEE 评价体系对可持续发展理念和建设在可持续住宅规划设计方面的基本原则进行了全面而深入的阐述（图3、表2）。

3 CASBEE的示意图（集合住宅类型），引自参考文献[3]

表2 CASBEE 的基本标准与可持续设计要点[3]

2.4 基于建筑长寿化的住宅可持续设计方向

1990 年代，国际上逐渐延伸了对于建筑长期价值的内涵，从人居环境角度探索环境共生、良好建造、健康居住、长久使用的综合性资产价值。在开放建筑的基础上构建SI 建筑体系（Skeleton and Infill，支撑体与填充体分离的体系），强调建筑全寿命周期和全产业链的整体设计方法和技术集成（图4）[5]。这对建设理念和建筑技术提出了全新的要求，也对建造方式及其建筑全寿命周期内各个环节提出了更高的目标，从而彻底改变传统行业思维方式，以及设计、生产、建造模式。

SI 建筑体系作为一种新的可持续住宅供给系统，集住宅供给、规划设计、施工建造、维护管理于一身。其意义在于同步提升住宅在物理层面、功能层面和社会层面的耐久性，最终实现住宅的长寿化。其中社会性的价值需要通过住宅耐久性的实现来体现。SI 建筑体系高耐久性住宅的建造模式、灵活性与适应性的居住方式，以及健全的维修管理系统，预示了住房建设将向可持续住宅升级换代，引领高品质住宅建设未来（图5）。

3 我国保障性住房可持续性建设策略与设计研究

3.1 保障性住房可持续住宅建筑体系研发

承袭于国际可持续住宅理念与体系，新型OFB 住宅建筑体系（“Openness”开放性、“Flexibility”适应性、“Buildability”易建性）始于中日合作的百年住宅1），以探索解决当前我国住房绿色低碳建设方式、建筑全寿命期短寿命、长期优良品质与后期运维的可持续性课题，从建筑设计与技术角度，构建以新型建筑体系的开放性、家庭生命周期居住的适应性和工业生产的易建性方面的住宅体系与集成技术的整体解决方案。OFB 住宅建筑体系带有国际可持续住宅基因，结构支撑体与室内填充体完全分离，统筹考虑建筑全寿命周期的全过程。OFB 住宅建筑体系的易于维护和管理是实现建筑可持续的重要部分，以长久保证建筑的正常使用功能和品质，使建筑成为优良的社会资产和家庭资产。

4 基于开放建筑层级划分理论基础上的SI体系

5 SI体系的耐久性

3.2 保障性住房的开放性设计

OFB 住宅建筑体系下的广义开放性最终指向的是将建筑融入社区、城市，以当代的设计与技术手段为适应未来不同时期和不同需求变化做出提前的构画，形成具有可持续性的社会资产。对于建筑本身而言，是新型建筑通用体系的开放性，通过规整化的建筑形体和大空间结构体系呈现一个具有灵活性的空间，增加建筑形式与功能之间的包容度。聚焦结合我国建设发展现状和住宅建设供给方式，OFB 住宅建筑体系探索提出一种面向未来的新型可持续住宅建设模式与产品供给，以此开展的国内可持续住宅研究与实践，以可持续居住环境建设理念为基础，通过建设产业化，实现建筑的长寿化、品质优良化、绿色低碳化，建设更具长久价值的人居环境[6]。围绕可持续发展理念，通过构建新型建筑工业化设计建造体系，提升建造水平和建筑品质，带动我国保障性住房转型升级（图6）。

6 可持续住宅设计建造体系

7 北京众美光合原筑公共租赁住房基于LCCM的适应性

3.3 保障性住房的适应性设计

OFB 住宅建筑体系下的适应性是基于家庭全生命周期理念，从空间设计上为成长中家庭因生活方式转变产生的居住需求变化预留条件，同时也为不同的居住者创造更多元的空间选择（图7）。居住的稳定性和舒适性得以增强，将有效缓解我国居住问题，改善居民居住生活水平。同时，对于保障性住房本身而言，是在其建筑全寿命周期内将满足现实的、局部的需求同未来的、整体的发展相结合，从而保证了住宅建设与城市发展的社会持续性。以北京众美光合原筑公共租赁住房为例，在充分体现保障性住房特有的租赁性、耐久性、经济性的基础上，在项目方案设计之初就将家庭全生命周期与建筑全寿命周期综合考虑，进行建筑与功能空间一体化设计，并采用SI 内装体系的技术解决方案与研发应用，较好地解决了保障性住房固有的小面积与高品质、单一性供给与多样化需求相矛盾的问题（图8）。

8 北京众美光合原筑公共租赁住房主体与内装

3.4 保障性住房的易建性设计

OFB 住宅建筑体系下的易建性体现了住宅生产模式从手工操作转向工业化生产、从单件生产转向大规模生产、从传统施工现场“湿作业”转向集成式预制装配“干作业”的重要转变。从建筑设计环节开始，保证建筑物质量的同时，以控制设计施工成本、提高劳动效率和缩短工期为目标，贯彻设计标准化、生产工厂化、施工装配化、土建与装修一体化原则，实现结构支撑体系统、外围护墙板系统、内装和部品系统的设计建造分离（图9、10）。

9 北京实创青棠湾公共租赁住房项目易建性建筑系统

4 推动我国保障性住房高质量可持续建设与设计策略创新发展的建议

目前住宅建设领域碳达峰碳中和及其相关可持续住宅建设目标路径研究缺乏，需借鉴发达国家经验，加强住宅建设领域顶层设计与技术发展路线，全面推动住宅建设高质量可持续发展。聚焦长寿命、易运维、可再生和低碳化的住宅可持续设计及技术研发，其新型可持续住宅建设模式将成为未来发展方向。

（1）大力推进保障性住房绿色低碳宜居建设发展。我国住宅发展与建设中资源指标处于世界低位，资源消耗大，环境问题严重，住宅全寿命周期的建造、使用和改建问题已经成为国家可持续发展的重大课题。新时期中国保障性住房建设只能走资源消耗少与环境负荷小的环境友好型与资源节约型的住宅发展道路，实现高效率、高品质、低资源消耗的高质量可持续发展方向。

（2）创新发展保障性住房的可持续建筑设计方法。以降低住宅建筑环境负荷为核心的可持续建筑长寿命设计建造与全寿命期削减碳排放的系统性对策在世界范围逐渐被认知和接受。满足不同居住者的居住需求和生活方式、便于更新和改造的长寿化住宅；既有利于节约建筑资源和全社会财富，又能对社会和谐、环境保护的可持续发展起到推动作用。

（3）加快制定保障性住房可持续建设政策的顶层设计。加紧研究制定保障性可持续住房基本制度，明确其绿色低碳目标思路、主要任务、保障政策和实施机制等。根据对住房的需求，制定国家推进绿色低碳住宅发展规划。

（4）积极开发存量住宅绿色低碳建设与设计技术。在存量房时代优化利用存量住房资源配置，提高既有建筑利用效率，提倡功能置换为租赁型保障性住房。注重在规划设计、施工质量、节能环保、后期维护等方面的性能要求，通过既有建筑转化改造，高效利用现有存量。

（5）创新保障性住房的高品质建设策略。借鉴国际先进经验，针对单身青年、育儿家庭、老龄家庭等不同居住者细分供给类型，制定长期优良居住水准与设计标准，以住房建设产业的高质量发展满足居民生活空间的多样化选择和文化生活的多样化追求，最终实现生态、经济与社会的可持续发展。□

10 北京实创青棠湾公共租赁住房项目装配式主体与内装

注释

1） 百年住宅：2010 年，在中日百年住宅国际高峰论坛上，中国房地产业协会向全社会、全行业发了《建设百年住宅的倡议》。2012 年5月18 日，中国房地产业协会和日本日中建筑住宅产业协议会共同签署了《中日住宅示范项目建设合作意向书》，就促进中日两国在住宅建设领域进一步深化交流、合作开发示范项目等达成一致意见，提出建设以建筑产业化的生产方式建设的长寿化、高品质、低能耗的“中国百年住宅”新型产品。历经十年发展，百年住宅全国示范项目总建筑面积已达百余万平方米。百年住宅以新理念、新模式、新标准、新体系引领我国当代新型住宅建设模式转型升级，力求通过突破我国长期以来建筑业传统生产建造方式束缚，解决我国城乡人居环境的建设瓶颈，实现面向未来的绿色可持续发展建设。