到2030年实现建筑物净零碳排放的5种方式

June 17, 2019

Blake Snow - CN

net zero buildings The DaVita Medical Group Sunport Healthcare Center — 通向净零碳之路：新墨西哥州阿尔伯克基的DaVita医疗集团Sunport保健中心是D/P/S公司高性能节能设计的一个例子。 D/P/S供图。

世界绿色建筑协会的报告说，来自建筑物的温室气体排放占所有温室气体排放的近40%。幸运的是，这些建筑物所用的能源有望在2030年使全球排放降低43%。

问题是，我们能否像全球 Architecture 2030 创议所概述的那样，到那时建造足够的获得净零能源认证的建筑，即100%由可再生能源维持并实现零碳排放的建筑？

按照总部位于新墨西哥州阿尔伯克基，擅长绿色设计的建筑公司Dekker/Perich/Sabatini（D/P/S）两位能源专家的意见，答案是响亮而肯定的。这一赌注可要比以往任何时候都高。

“我们唯一的希望是，如果我们早点开始改变，我们也许可以提前减缓气候变化，而不是让事情变得更糟，”D/P/S能源专家Aaron Ketner 说。“我们等待改变的时间越长，情况就越差，恶化的速度就越快。这就像一艘大船，它在不停地加大马力，人们却要它放慢速度。”

对于那些可能会抵制这些变化的建筑设计、工程和施工建设等行业的从业者来说，显示这些变化对他们财务产生的影响将会有助于改变他们的想法。D/P/S建筑分析师Luc Wing表示，“一旦我们证明了经济效益，一切都变得不言而喻。”

若要在2030年之前优先考虑净零碳建筑，需要五个关键因素。根据Wing和Ketner的看法，所有这些因素都已成熟。

1. 教育方面的意识

他们在向越来越多的租户和买家展示高性能建筑的价值。“我们实际上看到越来越多的人要求高效的空间和更低的水电费，” Ketner说。“以前，他们会搬进去，然后抱怨说，‘哦，这些水电气费用很高。’因此，我们的价值在于使他们意识到通过节能和智能设计可以实现的目标，这对净零碳建筑产生了更多的需求。”

例如，在D/P/S最近的一个多户住宅综合体项目中，停车场的顶棚安装了太阳能电池板。这一策略有助于使综合体的低收入租户负担得起水电气费用。此外，由于综合体建筑的水现在通过楼顶的太阳能电池板加热，因此电网、居民和纳税人的能源负担也减少了。Ketner表示，该建筑的另一个好处是“适合邻区，并且正在消除人们对低收入房产的许多过时的观念。”

net zero buildings solar-powered water-heating system in carport — D/P/S 在阿尔伯克基为一个多住户综合体建筑设计了太阳能光伏系统和屋顶太阳能热水系统。D/P/S供图。

2. Benchmark Planning基准规划

随着买家越来越了解情况，他们会自然而然地将能效视为初始建筑规划的优先事项。Wing 说，这是一件好事，因为有了欧特克的 Revit 和 Insight，他的团队可以通过建筑物的形状和尺寸来分析现场的状况，从而最大限度地提高周围和附近环境的能源效率。“一旦买家或决策者带着他们的优先事项再来找我们，我们就可以把成本以及他们的优先事项最终可能会怎样影响他们日常的水电气的费用和其他建筑问题告诉他们，”Wing说。简而言之，这一环节使高性能建筑朝着正确的方向发展，并可以通过更具体的分析揭示进一步的节约机会。

3. 条件分析

一旦企业或建筑物业主优先考虑能源效率，建筑分析师就可以考虑节省特定的费用。例如，如何在特定环境中利用遮阳，或者室内照明或建筑物朝向等因素会如何影响能源使用。

在一个案例中，Wing的客户想要拆除建筑物上的所有遮阳系统来节省资金。通过使用Revit软件中太阳能隔热和日光照度等分析功能，Wing说他的团队能够估算出这样做对成本的影响。“通常客户会说，‘哦，我们买不起百叶窗’，但借助这些工具，我们可以向他们展示能用多少钱以最低成本安装应该优先考虑的百叶窗，节省多少水电气的费用，”他说。

一旦建筑物业主把重点放在能源效率，建造商就能分析日光照度等因素（如图所示），以便预测建筑物的特征能够怎样节省水电气的费用。D/P/S供图。

条件分析包括太阳辐照度和太阳能板的规划、可再生能源基准、室内照明、热量传播、甚至风力分析，这些分析可以证明一些风洞中冰雪的积累情况。

4. 持续的能源核计

您可以建造世界上最节能的建筑，但住在里面的人可能会有意无意地破坏它。“当住户回家时，他们也许会在整个晚上让他们的窗户或百叶窗或电脑都开着，”Ketner说。“大家知道，这是些很不起眼的东西。”

空气的外流，让不在使用的电子设备以及其他能源吸血鬼继续通电都可能对本来可以成为净零碳的建筑物造成严重破坏。“你必须向住户展示如何恰当地使用他们的建筑，” Ketner说。“我们无法控制建筑完工后的许多未知变量，但我们可以进去跟住户说，‘嘿伙计，我们是您的建筑性能团队，您的房屋是我们设计的，今天就让我们来向您介绍一些关键的特征。’”在安装了最后一块太阳能电池板后，我们必须继续进行教育；如果要使建筑物保持净零碳，业主应进行能源核计。

net zero buildings wind analysis — D/P/S 对一所小学的设计进行风力分析，研究风力对学校操场的影响。D/P/S供图。

5. 眼下花钱，以后省钱

对于大多数人来说，在这么长时间之后才能完全接受净零碳建筑设计的最大原因可能是成本。然而，随着节能技术价位的下降，买家终于看到了光明。

“我最近为一个客户进行了基准能源计算，”Ketner说，“我根据当前的水电气的费用做了一个全面的分析。这一点很重要，因为明年的费用会更高。但是，与同类建筑物的全国平均水平相比，根据我的计算，估计客户在未来30年内将节省至少250万美元的水电气的费用，而且如果这些费率上升的话，还能节约更多。这笔钱可能相当于建造一座新的建筑。

“美国的建筑物占全国电力用量的75%左右，”他继续说道。“想象一下净零碳建筑环境对此产生的影响会有多大吧。”

除了减少碳足迹，可持续设计“创造了一个人们想要照顾的建筑，这是我们可以实施的最可持续的举措，”Ketner说。“这不是要依靠一座建筑物来拯救世界；而是要依靠集体的力量。我相信，在未来的10年内我们能够达到这一目标。”