舒欣

陳晨

唐超

自人類建造庇護所以來，氣候與建筑就不可避免地交織在一起。貫穿整個建筑史，本地建造者已經(jīng)學會運用智慧營建更為舒適的場所以適應當?shù)貧夂?，代代相傳的鄉(xiāng)土材料和建筑技術(shù)形成了原生的建筑語言[1]。自然力作用、場所環(huán)境和建筑物的關(guān)系復雜而多變，每種解決方式都是對氣候、文化和技術(shù)的綜合回應。因此，無論在理論研究領(lǐng)域或是建筑設計實踐層面，氣候適應性建筑都是建筑師關(guān)注的焦點和探索的前沿。[2]

另一方面，在氣候變化的陰霾籠罩下，節(jié)能減排成為人們?nèi)找嬷匾暤膯栴}。習近平總書記提出 “2030 碳達峰，2060 碳中和”的雙碳目標更是將建筑行業(yè)的深度減排提升為應對氣候變化目標中的核心議題。碳排放作為環(huán)境影響指標融入了更多跨學科的內(nèi)涵，建筑師將節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、節(jié)材等環(huán)境友好的可持續(xù)指標與建筑設計流程有機關(guān)聯(lián)，賦予建筑學語境下的碳排放路徑，帶來知識領(lǐng)域、技術(shù)應用和設計方法的改變。[3]

加拿大英屬哥倫比亞大學的可持續(xù)發(fā)展互動研究中心（CIRS）被譽為北美最具創(chuàng)新性的高性能建筑，經(jīng)過綜合監(jiān)控和集中控制的集成建筑系統(tǒng)旨在實現(xiàn)隱含碳排放，運行碳排放、場地環(huán)境和水系統(tǒng)等四個方面的凈零目標。同時，建筑在投入運營后也獲得了卓越的可持續(xù)性能。本文基于作者在英屬哥倫比亞大學訪學的交流體驗，以CIRS 為例來分析氣候適應性建筑的設計方法，同時梳理在不同尺度運作下的設計策略，為當代氣候適應性建筑探索更多的可能性。

一、理論基礎(chǔ)：基于碳中和的氣候適應性建筑平衡機制

氣候變化的威脅以及對于抑制氣候變化日益迫切的需要，催生出建筑新的使命，即必須在其建造和使用過程中盡可能地減少碳排放。如何通過建筑設計實現(xiàn)運行低碳或是碳中和，是時代賦予當代建筑師的責任。[4]氣候適應性建筑運行遵循的是一種平衡機制，即室外氣候資源和室內(nèi)環(huán)境的動態(tài)平衡。自然條件下室外氣候資源與室內(nèi)舒適度要求往往難以同步，這就需要額外的能源供給滿足建筑功能需求。因此，氣候適應性建筑并不回避能耗，但必須使碳排放盡量最小化，應當充分結(jié)合自然氣候資源以提供被動式策略以及可再生能源措施來優(yōu)化環(huán)境控制和性能，以此對可持續(xù)環(huán)境作出貢獻。[5]

1.氣候與環(huán)境

氣候適應性建筑應當如同定制西服一般，需根據(jù)其氣候環(huán)境特別剪裁。建筑場所的位置決定了氣候資源的可用性，而設計則可以定義這些氣候資源以何種方式影響建筑的室內(nèi)環(huán)境。建筑外部的氣候環(huán)境是由圍繞建筑物的大氣及其構(gòu)成要素組成的綜合狀態(tài)，包含氣溫、氣壓、濕度、太陽輻射、風速和風向、附近的植被和水體等氣候要素。[6]

氣候數(shù)據(jù)向我們展示了外部環(huán)境的參數(shù)和范圍，這些數(shù)據(jù)為尋求氣候適應性建筑的最佳解決方案提供了評估基礎(chǔ)。為了恰當?shù)乩斫馊我鈭鏊臍夂驍?shù)據(jù)，由熱動力學模型、流體動力學、熱環(huán)境與光照模擬為代表的“性能仿真工具”能夠準確地模擬復雜體量和能量流動、能量與空間的作用，以及表皮的性能變化，從而使建筑師清晰地了解建筑性能表現(xiàn)以及其設計如何影響到使用者舒適度和能耗狀況[7]（圖1）。氣候與環(huán)境分析能夠促成真實有效的設計循環(huán)反饋，并通過一種設計策略予以綜合考慮，實現(xiàn)建筑與環(huán)境的動態(tài)平衡。

圖1： 建筑氣候條件與性能仿真模擬分析之間的關(guān)聯(lián)

2.人體舒適度

人體通過一套復雜的平衡系統(tǒng)調(diào)節(jié)內(nèi)外的能量交換，來保持器官正常運轉(zhuǎn)所需的平均37℃體溫。人體的舒適感被描述為身心的愉快，以我們各種感官（視覺、聽覺、味覺、嗅覺和觸覺）的感受為基礎(chǔ)。人體的舒適度是限制在一定范圍內(nèi)的，并與活動和環(huán)境狀況有關(guān)。1950 年代發(fā)端于美國的室內(nèi)氣候精準控制理念認為舒適的室內(nèi)環(huán)境氣溫范圍是20～25℃，濕度則為20%～70%（圖2），其后卻被證實對舒適、健康并無助益。[8]事實上，人體舒適感遠比量化的溫濕度數(shù)據(jù)更為復雜和細微，它取決于室內(nèi)外空氣溫度、濕度、空氣流速以及個人的新陳代謝、能量轉(zhuǎn)換和感知能力。

圖2： 反映室內(nèi)舒適水平的溫濕圖

不同的建筑設計因素都能影響到室內(nèi)舒適度（圖3），隨著時間的推移建筑需將室內(nèi)環(huán)境維系在相對穩(wěn)定的狀態(tài)。[9]建筑需要通過控制一系列室內(nèi)環(huán)境參數(shù)來確保舒適，包括溫度、濕度、光、聲、視覺景象、氣流和空氣質(zhì)量。為了使整體設計最優(yōu)化，在考慮各種環(huán)境變量的情況下，將室內(nèi)環(huán)境舒適性與建筑碳排放關(guān)聯(lián)起來，被動式或主動式地控制能量傳遞，對氣候適應性建筑而言是至關(guān)重要的。

圖3： 室內(nèi)舒適度影響因素

3.碳中和作為平衡機制的約束條件

為了保證室內(nèi)外氣候環(huán)境的動態(tài)平衡，建筑碳排放成為制約平衡機制的約束條件。由于氣候資源與舒適度要求之間并不總是保持一致，往往需要采取額外的碳補償策略，結(jié)合多種技術(shù)手段，通過能源節(jié)約、分配、緩沖、回收和存儲等方式實現(xiàn)建筑的碳平衡。碳中和的成功關(guān)鍵取決于被動式設計策略與可再生能源策略的高效結(jié)合。[10]氣候適應性建筑設計應當始于對選址、光照、通風的整體思考，并貫穿整個設計過程，通過一切可行的被動式氣候資源利用措施使建筑運行碳降至最低，并運用可再生能源裝置滿足剩余的室內(nèi)的加熱、冷區(qū)、通風和照明需求，最終實現(xiàn)零碳排放[11]（圖4）。

圖4： 碳中和作為氣候條件與建筑設計策略之間的制約條件

氣候適應性建筑必須成為一個富有“脫碳”潛力的元素來優(yōu)化環(huán)境控制和性能，以此對能源供給作出貢獻。脫碳必須兼顧運行碳和隱含碳兩方面因素，同時考慮減少兩種類型的碳排放。[12]相應地，建筑師的職責是通過建筑設計優(yōu)化能源效率并盡可能降低碳足跡。為了全面控制碳排放，減少建筑對氣候環(huán)境的負面影響，建筑師主導的氣候適應性建筑設計應當遵循一個涉及各個層級的整合設計框架，從建筑材料、表皮細節(jié)到空間形式乃至更大尺度的場所環(huán)境，都將是整個設計過程的重要組成部分，綜合各方面因素以更有效地回應碳中和理念。[13]

二、案例演繹：碳中和導向的氣候適應性建筑設計策略——CIRS

作為碳中和導向的氣候適應性建筑，CIRS 不追求創(chuàng)造復雜多樣的形式，也不刻意維持恒定不變的室內(nèi)環(huán)境，而是使建筑有效地適應氣候并保持相應地敏感度。同時，CIRS 還通過整合各種系統(tǒng)，滿足人體的舒適度需求，并實現(xiàn)碳排放與氣候資源的動態(tài)平衡。依循世界資源研究所提出的優(yōu)先級排序，CIRS 從三個不同層面實現(xiàn)脫碳：通過被動式優(yōu)先的整體設計策略提升能源利用效率，減少建筑運行碳；運用可再生能源等主動式系統(tǒng)的產(chǎn)能滿足剩余的低能耗需求[14]，進一步降低運行碳；選擇木材、本土材料和可回收材料，消除新建筑在其全生命周期內(nèi)的隱含碳。

CIRS作為一個生動、高效、舒適的建筑，并不依賴于一種拼貼式的堆砌操作。它的設計策略經(jīng)過綜合權(quán)衡，關(guān)乎了整體的各個部分，從而形成能夠在多種尺度下運作的設計演繹。CIRS 的氣候適應性設計遵循系統(tǒng)規(guī)律，整體的組織結(jié)構(gòu)優(yōu)先于細節(jié)要素[15]。通過與氣候在微觀尺度上的層級特征和人的氣候感知進程相呼應，CIRS 構(gòu)建了基于“場地環(huán)境—建筑體形—表皮系統(tǒng)—技術(shù)設備—材料體系”的氣候適應性設計層級，全面推進建筑設計進程（圖5）。

圖5： 碳中和導向的CIRS氣候適應性建筑設計框架

1.場地環(huán)境

在建筑布局層面，地形地貌與建筑形體的有機融合不僅為CIRS 創(chuàng)造出非用能的室外活動場所，也為建筑的氣候適應性低碳設計營造了良好的場所環(huán)境[16]，通過優(yōu)化場地內(nèi)的熱力分布、風與日照環(huán)境，最大程度地減小建筑的運行碳[17]。同時基于場地周邊的生態(tài)條件，CIRS 通過綠化景觀的整合設計、雨水收集與回用等可持續(xù)設計策略來解決建筑與場地相融的問題，形成循環(huán)的生態(tài)系統(tǒng)。

在CIRS 的設計中考慮了諸多場所的氣候適應性驅(qū)動因素，包括場地條件、小氣候、周圍環(huán)境、校園可達性、建筑尺度與交通。場地環(huán)境的兩個關(guān)鍵要素是其東西向海拔約三米的高差和與可持續(xù)發(fā)展街道的毗鄰?？沙掷m(xù)發(fā)展街道是結(jié)合景觀和城市基礎(chǔ)設施的項目，交通基礎(chǔ)設施，無障礙步行，本地種植，雨水保留，生物過濾和地下水補給。為了呼應城市界面關(guān)系，建筑外輪廓幾乎延伸到用地邊緣，以滿足建筑密度和增加建筑可見性的需求（圖6）。

圖6： CIRS建筑周邊的場地環(huán)境

建筑占據(jù)了大部分場地，僅留出沿用地西南側(cè)的一小片景觀區(qū)域。景觀區(qū)域設計為雨水花園和生態(tài)廊道，結(jié)合西立面的綠化墻面和禮堂頂部的生態(tài)屋頂，使場地內(nèi)達到45%的景觀覆蓋率（圖7）。設計巧妙地運用了豐富的景觀元素，通過植物的綠地碳匯中和建筑對場地的生態(tài)影響。景觀植物由本地灌木，地被植物、爬藤、多年生植物與蕨類植物等混合搭配而成，以吸引本地的鳥類、蜜蜂、蝴蝶和蒼鷺等動物。植物的混合種植與鳥類、昆蟲共同構(gòu)成了具有生物多樣性的適應性微型生態(tài)系統(tǒng)。同時場地內(nèi)的100%的雨水在現(xiàn)場進行處理、使用或是滲透，有效解決了降雨與雨水徑流問題。旱季無需額外的灌溉，雨季多余的水量則疏導至毗鄰的可持續(xù)發(fā)展街道景觀滲水池中，具備完全的場地適應性。

圖7： 由雨水花園、綠化墻面和生態(tài)屋頂組成的建筑場地景觀系統(tǒng)

2.建筑體形

CIRS 的體形是由建筑物的功能需求、場地的局限性以及各種機遇共同驅(qū)動的，通過建筑構(gòu)形、空間組織等被動式設計策略最大程度地減少建筑運行碳[18]。建筑的體形適應性設計主要表現(xiàn)為熱性能體形調(diào)控與風性能體形調(diào)控兩種方式。通過熱環(huán)境性能模擬，CIRS 被設計為四層的“ U”形體量，以環(huán)抱的半圍合布局融于場地之中，并將體形系數(shù)控制為0.28?！?U”形折面以延展熱交換界面的方式進行熱量補償，在冬季保證室內(nèi)獲得足夠的太陽輻射熱，夏季則形成部分形體自遮陽，屏蔽了過多的太陽輻射熱（圖8）。

圖8： “U”形體量的太陽輻射熱分析

在風性能體形調(diào)控上，“ U”形體量同樣順應當?shù)刂鲗эL向和環(huán)境需求，通過導風形體擴大了建筑夏季對自然通風的利用，背風面負壓區(qū)壓力的提升也進一步加強了拔風效果[19]（圖9）。建筑利用負體形的風調(diào)控機制，在大進深平面中置入熱壓豎井。設計首先將南北首層打通，實現(xiàn)了南北空間貫通的穿堂風，結(jié)合中庭設置狹長的豎向通風空間，通過調(diào)整豎井體形高寬比和口底比，以及屋頂自動通風口強化拔風效果[20]（圖10）。有效的風性能形體調(diào)控能達至每年超過32%的時間可用自然通風（空氣速率＞0.6m/s），達到優(yōu)化室內(nèi)熱環(huán)境的目的，降低空調(diào)能耗。

圖9： “U”形體量的自然通風分析

圖10： CIRS中熱壓豎井的拔風效應

3.表皮系統(tǒng)

建筑表皮作為聯(lián)系室內(nèi)外環(huán)境的界面，對建筑的氣候適應性表現(xiàn)起著舉足輕重的作用[21]。CIRS 的表皮系統(tǒng)強調(diào)被動式的調(diào)節(jié)手段，試圖以材料、形態(tài)、空間與構(gòu)造類型上的優(yōu)化設計促使綠色建筑的自主性回歸[22]。在操作層面上，依循表皮與復雜氣候環(huán)境的作用機制，CIRS 采取控制傳熱系數(shù)、生態(tài)介質(zhì)表皮、光熱平衡遮陽等表皮設計策略來解決當?shù)囟膬杉镜牟晒馀c遮陽、保溫與散熱等差異化需求的矛盾。

溫哥華冬季的室外氣溫約為0～13℃，而采暖的室內(nèi)設計溫度維持在20℃左右。在室內(nèi)外溫差較大的情況下，建筑表皮的傳熱系數(shù)（U 值）在冬季和夏季的能耗就起到非常巨大的作用。CIRS 選取了高性能窗，包括采用PVC 窗框的三層玻璃幕墻和鋁合金窗框的雙層玻璃窗，其窗體的綜合U 值僅為0.85W/m2K。同時，表皮外墻大范圍采用了當?shù)厣a(chǎn)的杉木飾面，其U 值為0.14W/m2K，而建筑端部采取的白色混凝土磚的U 值也控制在0.17W/m2K?？紤]到導熱傳熱，較低的表皮U 值可以在夏季降低空調(diào)熱損失，而在冬季避免表皮的得熱。

對CIRS 而言，建筑環(huán)境與自然系統(tǒng)之間的整合也至關(guān)重要。作為建筑生態(tài)整合系統(tǒng)的視覺呈現(xiàn)，建筑巧妙運用了生態(tài)介質(zhì)表皮，利用植物的整體性生態(tài)覆蓋實現(xiàn)表皮單元與氣候的交互。建筑西立面的立體綠化結(jié)合了栽種式與攀援式的優(yōu)勢，將種植槽設置于每個樓層底部，外布金屬框架與細密格網(wǎng)，攀爬力強的落葉葡萄藤包裹整個立面形成綠色屏障（圖11）。其枝葉一年四季都在變化，夏季茂盛的枝葉能夠提供遮陽，冬季葉落又能滿足采光需求。一年中跟隨季節(jié)變化的顏色，也增添了表皮的動態(tài)變化，為CIRS 營造出動感十足的公眾形象（圖12）。禮堂屋頂覆蓋著原生植物園，涵蓋了多樣的本土地被植物與灌木，以適應干旱的氣候條件及較淺的土壤層。屋頂花園也是建筑水管理系統(tǒng)的一個組成部分，土壤層下方的波紋排水層通過吸收和利用屋頂上的雨水作為灌溉并減少雨水徑流。

圖11： 建筑立體綠化構(gòu)造節(jié)點與實景

圖12： 建筑立體綠化的四季動態(tài)變換

建筑南立面需要在自然采光與太陽輻射之間尋求平衡，建筑師采用光熱平衡遮陽來解決這一矛盾。根據(jù)建筑對光熱環(huán)境的需求，遮陽構(gòu)件被設計為覆蓋光伏電池的鋁制水平遮陽板，旋轉(zhuǎn)30°的設置則在保證光熱效率的同時能夠有效遮擋夏季的太陽輻射，在冬季時又有利于適宜的自然光線滲透（圖13）。這一設置可減少70%的光能耗，實現(xiàn)了環(huán)境舒適度與降低碳排放的雙重目標。

圖13： 建筑表皮的光熱平衡遮陽

4.技術(shù)設備

在CIRS 的氣候適應性設計中，建筑師優(yōu)先運用各種被動式設計策略最大程度地減少建筑能耗，然后通過主動式技術(shù)系統(tǒng)收集可再生能源和廢棄能源來滿足剩余的能耗，消除運行碳。[23]CIRS 充分利用多重主動式技術(shù)設備的協(xié)同合作，采取分布式能源系統(tǒng)和水系統(tǒng)，整合太陽能和雨水以滿足建筑供暖、照明及灌溉等需求。[24]

作為場地內(nèi)能夠直接獲取的可再生能源，CIRS 運用太陽能集熱器和光伏電板對太陽能進行轉(zhuǎn)化和利用。這些能源組件不僅為建筑減碳提供了有效的技術(shù)支撐，其與建筑表皮的結(jié)合也賦予了建筑表達更多的可能性。CIRS 屋頂上40m2的真空管集熱器在夏季能夠提供15100kWh 的熱量；25kW 功率的光伏電板被整合于建筑立面和中庭屋頂之中，形成光伏建筑一體化（BIPV），在為建筑提供有效的遮陽的同時其每年22148kWh 的產(chǎn)電量也能滿足建筑10%的用電量。

CIRS 的加熱與冷卻源由三個不同的熱源系統(tǒng)提供。主熱源來自于熱回收系統(tǒng)從相鄰的地球與海洋科學大樓（EOS）的通風柜收集的排氣廢熱，并轉(zhuǎn)移至CIRS 的熱泵中。熱泵通過輻射地板和置換通風系統(tǒng)為建筑提供加熱與冷卻。第二個熱源是CIRS 自身的廢熱回收，用于建筑熱水系統(tǒng)；最后的熱源來自于場地內(nèi)的地源熱泵，它是對熱交換系統(tǒng)的有利補充，并在運行時保證將CIRS 多余的熱量返回給EOS。CIRS每年輸送給EOS 的熱量為622070kWh，而從UBC 電網(wǎng)獲取的電量僅為613540kWh，在實現(xiàn)負碳的同時也滿足了CIRS 的能源平衡與碳中和目標（圖14）。

圖14： 建筑可再生能源系統(tǒng)運轉(zhuǎn)機制分析圖

CIRS 的水系統(tǒng)被設計為完全自給自足，1000m2的屋頂全年可收集雨水約1220kL，所有的飲用水皆由收集到的雨水提供。設計采取簡單的系統(tǒng)，雨水從建筑物的屋頂收集并儲存在建筑物下方的蓄水池中。雨水經(jīng)過現(xiàn)場過濾、消毒以及pH值調(diào)整，分布于建筑物內(nèi)，作為飲用水（圖15）。同時，建筑中所有的再生水100%來自于建筑和校園下水道，通過固定的裝置收集并在現(xiàn)場進行處理和再利用。大樓西南角的太陽能水生系統(tǒng)（The Solar Aquatic System）是一個模擬天然水凈化過程的生態(tài)工程體系，通過它處理過的水在建筑物內(nèi)重新用于灌溉和沖廁，形成閉環(huán)水循環(huán)（圖16）。

圖15： 建筑雨水的收集、處理、儲存和利用

圖16： 建筑水系統(tǒng)閉水循環(huán)分析圖

5.材料體系

CIRS 的材料選擇充分關(guān)注對環(huán)境和人體健康的影響，是建筑的視覺表達、成本、耐久性、再利用以及全生命周期碳排放等方面綜合考量的結(jié)果。建筑的材料體系主要包括木材、白磚、透明玻璃和中性色混凝土。建筑師通過探索本土及生態(tài)材料，關(guān)注建筑材料的耐久性，充分利用可回收材料等方式中和了建筑的隱含碳[25]。

1）結(jié)構(gòu)材料

在建筑結(jié)構(gòu)材料選擇中，設計團隊綜合比較了鋼筋混凝土和膠合木的碳足跡，發(fā)現(xiàn)膠合木結(jié)構(gòu)比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)碳排放少74%。建筑的重型結(jié)構(gòu)構(gòu)件采用GLT，而規(guī)格材膠合木構(gòu)件則用于結(jié)構(gòu)裝飾和地板。在設計之初，設計師打算選取加拿大森林資源管理委員會（FSC）認證的膠合木產(chǎn)品，但考慮是本地木材產(chǎn)品具有材料獲得性強，加工強度低，以及較低的碳排放強度等優(yōu)勢，最終50%的結(jié)構(gòu)木制品來自本地，其余的來自FSC 認證的木產(chǎn)品（圖17）。通過綜合計算，CIRS 的木結(jié)構(gòu)在木材的采伐、加工和運輸全過程的凈碳排放為0.9 噸/m3。整個建筑使用的木材在其使用階段能夠存儲600 噸的二氧化碳，比其他建筑材料制造和運輸中消耗的525 噸二氧化碳還少，因此CIRS 實現(xiàn)了建筑材料的負碳足跡（圖18）。

圖17： 建筑中木結(jié)構(gòu)材料的運用

圖18： 建筑綜合建材實現(xiàn)負碳足跡

2）表皮材料

為了延續(xù)歷史文脈，UBC 校園內(nèi)大量使用的白色燒窯黏土磚成為建筑表皮的首選材料。然而燒窯磚遠在500 公里以外的地方制作，而當?shù)厥a(chǎn)混凝土磚，設計最終選擇了白色混凝土磚，以同時滿足建筑的文化審美以及碳排放需求。彩色雪松板是另一種能夠滿足建筑可持續(xù)目標及UBC校園準則的木制覆層材料，能夠在當?shù)氐臍夂驐l件下維持10 年以上，同時替換拆除時可回收用于居民家庭生活裝飾，將材料的蘊能量降至最低。表皮中最為突出的元素是西立面的垂直綠化和禮堂的屋頂綠化，生態(tài)表皮不僅通過遮蔽建筑減少熱島效應、降低碳排放，同時也提供各類小動物的棲息場所，并傳達出作為氣候適應性建筑的獨特氣質(zhì)（圖19）。

圖19： 由白色黏土磚、彩色雪松板和綠色植物組成的表皮材料

三、思考總結(jié)：碳中和視角下氣候適應性建筑的設計要點

經(jīng)過各個層級的整合設計，CIRS 的卓越性能獲得了LEED 鉑金級的認可，評委認為它在可持續(xù)場地、用水效率、能源、材料以及室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量等5 個層面均實現(xiàn)了凈零碳的目標：1）建筑場地的植被覆蓋率為44%，且全部為本地的適宜性植物，所有的雨水均在場地內(nèi)進行處理、使用與滲透；2）現(xiàn)場收集的雨水能夠100%滿足飲用水需求，并在現(xiàn)場運用生物系統(tǒng)過濾凈化廢水，實現(xiàn)閉水循環(huán)；3）建筑充分利用太陽能與建筑中的廢熱，并與地源進行供暖和制冷交換，每年將600 兆瓦時的剩余能源反饋校園，同時減少170 噸的溫室氣體排放；4）建筑的木材固碳量高達904 噸，與UBC 校園內(nèi)的其他建筑相比，碳足跡減少了近90%。5）建筑的工作區(qū)域?qū)崿F(xiàn)了日間100%的自然采光，室內(nèi)公共區(qū)域大部分時間使用自然通風，風速維持在適宜的0.6～1.2 m/s 區(qū)間內(nèi)，建筑的垂直綠化為室內(nèi)環(huán)境持續(xù)供氧，并提供適應個人需求的可調(diào)控空間。

CIRS 通過建筑場地、形式、表皮、技術(shù)和材料的整體設計來響應氣候，實現(xiàn)能量交換，滿足人體舒適度需求[26]，并在此過程中逐級實現(xiàn)了碳中和目標。本文通過對其設計策略的詳細剖析，可形成如下認識：

1.在理論機制上，首先強調(diào)的是將碳平衡作為氣候適應性建筑的衡量目標與效果導向。建筑師應充分挖掘自然氣候資源，采取適宜的設計策略，在實現(xiàn)零碳排的同時滿足建筑的氣候適應性需求。這使設計過程成為一個復雜的平衡行為，建筑師必須在一個邏輯清晰的策略框架下將這些問題重新整合，并最終體現(xiàn)在氣候適應性建筑的高性能表現(xiàn)中[27]。

2.在物質(zhì)要素上，大力推進以減少運行碳和隱含碳為核心指向的建筑諸要素優(yōu)化設計。按照優(yōu)先等級，可以在三個不同層次上實現(xiàn)建筑的脫碳：1）將被動式設計策略置于氣候適應性建筑的上位，通過充分利用氣候資源降低建筑的運行碳；2）使用可再生能源設備體系來滿足剩余的低能源需求，其中現(xiàn)場可再生能源優(yōu)先于場外可再生能源；3）發(fā)揮本土材料、可再生材料的積極作用，在建筑的整個生命周期內(nèi)減少其隱含碳。

3.在方法策略上，始終貫徹場地環(huán)境、建筑體形、表皮系統(tǒng)、技術(shù)設備和材料體系等逐個層面的全程控制與整合設計。其中，場地環(huán)境依賴于有效的綠植固碳和雨水收集，優(yōu)化場地內(nèi)的微氣候；建筑體形設計作為首要的調(diào)控策略，以自遮陽與自得熱、導風與阻風、空間梯度組織、熱壓豎井為代表的關(guān)鍵技術(shù)是促成風熱協(xié)同工作，整體優(yōu)化建筑性能的有效設計有段；建筑表皮的“界面”屬性導致其需要合理應對與氣候環(huán)境間的相互影響與作用，生態(tài)介質(zhì)表皮、光熱平衡遮陽、被動式氣候調(diào)節(jié)腔層、熱質(zhì)動態(tài)調(diào)儲等交互式技術(shù)策略能夠賦予建筑表皮類似生命體般更為復雜的調(diào)控機制，保障建筑需求與氣候資源間的能量平衡；可再生能源技術(shù)設備是對建筑能耗的有效碳補償。關(guān)注太陽能的有效利用，推進光伏建筑一體化設計，尤其光伏系統(tǒng)與建筑表皮的一體化集成，以及相關(guān)系統(tǒng)的模塊化整合應成為當前著力發(fā)展的新方向；建筑材料的選擇過程需充分考慮其隱含碳量。原生材料（木材儲碳）、本土材料（磚石、夯土低碳）的優(yōu)先選配，可回收材料的裝配、整合與全生命周期利用，是降低碳排放至關(guān)重要的途徑，應予以足夠的重視。

碳中和導向的氣候適應性建筑設計首先依賴于合理的場地布局、外部形體和表皮構(gòu)造，其次是適宜的可再生能源設備與表皮材料。建筑師需要掌握氣候適應性建筑的基本原理，理解建筑所在場域的氣候環(huán)境，以碳平衡為訴求綜合權(quán)衡各層面設計要素，運用集成化設計策略回應碳中和理念[28]，持續(xù)推動建筑的可持續(xù)發(fā)展。