为全球气候变化作贡献 建筑行业该如何推进净零碳项目？

　　上月底，希尔顿酒店集团宣布5月将在美国开设第一家净零碳酒店Hotel Marcel New Haven，该酒店隶属于希尔顿旗下酒店子品牌Tapestry Collection by Hilton，定位为高端独立酒店。酒店所在建筑由美国建筑师事务所Becker + Becker负责人Bruce Redman Becker于2019年购得，并进行重新设计后使建筑得以满足净零碳标准。酒店公共区域、餐厅、洗衣房、会议室以及165间客房和套房运营所需电力均来自于可再生太阳能。

　　根据非营利组织世界绿色建筑委员会(World Green Building Council)的说法，净零碳建筑(Zero Net Carbon Buildings)指的是通过就地生产可再生能源，或者购买足够的可再生能源进行碳抵消，以满足每年建筑运营能源消耗的高能效建筑。

　　美国建筑师事务所Olson Kundig Architects建筑性能总监Vikram Sami解释，“把建筑物的能源消耗想象成建筑物的支票账户，你可以从中取出一些钱并返还一些钱，以保持总数不变。”这类建筑首先在设计之初需要制定降低碳基能源消耗的策略，然后通过现场可再生发电、采购当地生产的可再生能源进行碳抵消等方式来达成净零碳目标。

　　各国出台建筑行业净零碳标准

　　由联合国环境规划署负责成立的全球建筑建设联盟(GlobalABC)每年都会发布《全球建筑与建筑状况报告》。2021年10月发布的最新版本指出，2020年，建筑行业能源消耗占全球总量的36%，建筑与施工导致的碳排放占全球能源类碳排放总量的37%。虽然该行业的碳排放较2019年低了10%，但是数值的下降主要受封锁、(受可用能源减少、价格上涨等影响)家庭和企业能源获取难度增加以及建筑活动的减少影响，实际上该行业在减少碳排放方面作出的努力对数值变化的影响较小。

　　建筑行业能源消耗占全球总量的36%，建筑与施工导致的碳排放占全球能源类碳排放总量的37%，其中运输与附属产业造成的能源消耗与碳排放占比重最大

　　图片来源：全球建筑建设联盟

　　《全球建筑与建筑状况报告》中的数据反映，建筑材料的运输、加工等环节也会造成大量能源消耗和碳排放。美国建筑杂志Architect Magazine的编辑团队表示，由于这部分的碳排放产生于建造前期，且并非是建筑物直接产生的能源损耗，因此经常会被忽略，但是其所产生的影响不容忽视。据美国建筑师协会(American Institute of Architects)估算，截至2030年，隐含碳(建筑施工期间释放的二氧化碳，包括提取、运输和制造建筑材料)将占新落成建筑二氧化碳排放量的74%，仅混凝土、钢铁和铝产生的隐含碳就可以占到全球二氧化碳排放量的22.7%。因此使用更精确的计算方式对建造净零碳建筑非常重要。

　　从2020年到2060年，建筑行业的碳排放量变化(绿色柱形表示隐含碳排放，灰色柱形表示运营碳排放)

　　图片来源：blueprintforbetter.org

　　但是目前净零碳建筑项目仍然是非常小众的，这显然已经成为了推进净零碳建筑的掣肘。英国建筑行业信息平台NBS发布的“Sustainable Futures Report 2022”(《2022年可持续未来报告》)显示，在他们的调查人群中，超过一半的英国建筑师在2021年没有参与过净零碳建筑项目，只有4%的人表示他们参与的项目都是净零碳建筑项目。

　　《2022年可持续未来报告》指出，大多数建筑师表示净零碳项目低参与度的主要原因是客户对净零碳的需求较低；此外与传统建筑材料和技术相比，净零碳建筑所需材料不仅昂贵，而且在英国当地很难寻得。这些都制约了净零碳项目的推进。

　　为了切实减少建筑行业的能源消耗，各个国家纷纷提出了应对措施。美国总统拜登今年3月签署的法令中包含了在全国范围内提供32亿美元的能源改造补助。据美国能源部长Jennifer Granholm透露，这些费用用于帮助美国低收入家庭改造房屋，比如使用更好的通风系统、安装节能系统、升级照明和电器设备等，效率的提高既能帮助家庭节省能源支出，也能切实改善旧房屋过高的能源消耗问题，是逐步迈向净零碳的必经之路。

　　因为建筑物能源消耗巨大，欧盟也在去年年底修订了《建筑能效指令》(Energy Performance of Buildings Directive)，指令规定了欧洲如何在2050年之前实现建筑存量(现存建筑)的零碳要求。文件中同时指出，欧盟所有成员国应建立最低能源标准，自2035年起，所有现有建筑物都需满足最低能源标准。另外，文件对新建筑也做出了要求，自2030年起，所有新建造的建筑都必须满足零碳排放要求(根据欧盟的定义，零碳排放指的是建筑所用能源完全来源于可再生能源，不会造成碳排放)，新造公共建筑必须自2027年起达到这一标准。

　　2021年9月起正式实施的《零碳建筑认定和评价指南》也成为了中国打造零碳建筑的重要文件。《指南》明确了中国零碳建筑的定义，即“充分利用建筑本体节能措施和可再生能源资源，使可再生能源二氧化碳年减碳量大于等于建筑全年全部二氧化碳排放量的建筑”。另外，《指南》也对建筑控制指标(建筑室内环境参数和能效指标)以及建筑碳排放量(建筑在与其相关的建材生产、运输、建造、拆除、运行阶段产生的碳排放)进行了具体规定，鼓励建筑企业通过可再生能源的利用抵消建筑用能，逐步迈向零碳建筑目标。

　　美国建筑师协会2020年底时统计表示，全球建筑面积约为2.4万亿平方英尺，其产生的二氧化碳占全球总量的40%左右。到2060年时，协会预估全球建筑面积将翻一倍，达到4.8万亿平方英尺，“如果建筑行业希望对全球气候变化作出贡献，那么所有新落成的建筑都必须符合净零碳标准”。

　　打造净零碳建筑需要做7件事

　　如建筑设计杂志Architectural Digest(《建筑文摘》)供稿人、美国记者Anna Fixsen所言，“打造净零碳建筑是一个复杂的、数据驱动的过程”，这需要一整个团队，包括建筑师、能源顾问、机械工程师等角色的共同协作。实现净零碳建筑需要的也不止是限制某方面的碳排放，综合《建筑文摘》、建筑资讯网站Archdaily、英国建筑公司Cundall可持续发展合伙人Simon Wyatt的建议，净零碳建筑需要具备7个重要特征。

　　首先是利用建筑气候学原理，设计符合当地气候及自然环境的项目，有效节省能源。这意味着设计师可以对房屋的立面设计进行细致规划，尽量利用日光作为白天室内的光源，并限制人工照明设备的使用。同时在正确的位置安装适当的吸收和反射材料来提高室内冷热调节功能，在兼顾舒适度的同时减少能耗。

　　第二是优化建筑外部结构，使其尽可能高效。在寒冷地区，隔热性好的房子可以减少热量损失，从而减少对供暖的需求；在炎热地区，通过外部结构的设计可以帮助空间提高通风与冷却能力，最终可以减少建筑运行工程中的碳排放。美国建筑师事务所Lake|Flato建筑师Vicki Yuan称，三层玻璃窗、高效的绝缘材料等可以很好地帮助建筑实现冷热隔绝，从而减少建筑使用过程中的能源消耗。

　　第三是减少建筑物中化石燃料的使用。根据独立智库落基山研究所(Rocky Mountain Institute)的说法，“美国碳排放总量的10%来自于燃烧化石燃料，其中用于取暖和烹饪的天然气是主要组成部分”。选择沼气、热泵、地热能等都可以代替天然气、石油等化石燃料实现加热功能。

　　第四是尽可能利用可再生能源，让建筑物能够通过当地可获得的、成本较低的、无污染可再生能源满足其运营中的能源需求。较为常见的是利用太阳能实现发电和提供热水，其他可再生能源如风能、水能等也可以在条件允许的情况下引进作为建筑供能。根据Anna Fixsen报道，目前风能仍然是较难利用的可再生能源，但是太阳能电池板价格大幅下降，且随着技术成熟日益高效，非常适合推广普及。

　　第五是使用高效的电气设备。如果想要减少建筑运营碳排放、减少不必要的损失，在使用可再生能源的前提下，提高建筑物中现有设备的效率是非常可行的手段。因此，在照明、制冷、制热等设备中应尽量选择高效设备，其他家用设施、设备、机器等也应遵循此原则，尽量减少对电能的需求。

　　第六是限制前期隐含碳。建筑物和基础设施的所有材料中的隐含碳很难追踪，但是建筑一旦落成，隐含碳的排放不会再增加。因此英国建筑公司Cundall可持续发展合伙人Simon Wyatt给出的建议是，“考虑建造初期产生的碳排放，并将其限制在一定范围内”，这需要明确所有建筑材料的碳足迹，以及考虑建筑过程中产生的排放。为了更好地减少隐含碳，建筑团队可以遵照循环经济原则进行建筑设计，使用模块化施工方式，并严格限制施工过程中产生的废物。

　　第七是考虑全生命周期碳排放。全生命周期碳排放包括建造前期的隐含碳，建筑使用过程中的维护、装修、翻新，以及建筑物的后续拆除。因此在最初设计时做好全生命周期的规划可以有效计算建筑产生的碳排放，并以更可持续的方式进行建筑设计，以减少后期维护产生的碳足迹。另外，这也有利于在后期通过碳抵消等方式来帮助建筑实现净零碳目标。

　　无论是建造净零碳建筑还是改造现有建筑以符合净零碳标准，都需要很高的初始投资，但是正如建筑资讯网站供稿人、建筑师Eduardo Souza所言，“这些可以被视为对世界的投资，以保持地球生态环境可以更好地延续”。而在这个过程中，建筑师、设计师等工程建设行业从业者正是变革的推动者。

　　备注：政府间气候变化专门委员会(IPCC)指出，规定时期内，人为抵消排入大气的温室气体人为排量可视为净零排放。零碳排放是指无限地减少污染物排放直至零，是一种理想状态。具体落实到建筑行业，“净零碳建筑”的定义达成统一，而不同国家对“零碳建筑”的定义略有差异。

（文章来源：财联社）