随着可持续生活方式的渐入人心,很多城市正试图找到创建环境友好型社区的策略。从被动设计到回收材料,建筑师正把注意力转向气候变化,并试图通过建筑和设计找到解决方案。
到2050年,世界上的每一栋建筑——每一个家庭、办公室、学校、工厂——都需要实现零碳排放,以将全球气温增幅保持在2摄氏度以下。城市占全球二氧化碳排放量的70%以上。其中一半的排放量来自建筑物中消耗的照明、电力、供暖和制冷能量。此外,新兴经济体的城市将占多数,并导致到2030年全球能源使用的继续增长。
世界上估计有数以千亿级平方的建筑,但是都不是净零碳建筑,碳排放量很大。为了改变这种状况,2019年9月在“2019年联合国气候行动峰会”上与会国家发起了一项名为“人人零碳建筑”的多伙伴全球倡议。包括肯尼亚、土耳其、阿拉伯联合酋长国和联合王国在内的参与国承诺实施国家和地方政策,到2030年使所有新建筑实现零碳排放,到2050年使所有现有建筑实现零碳排放。
什么是零碳建筑(ZCB)?
净零碳建筑,由世界绿色建筑理事会提出的“高能效建筑,完全由现场和/或场外可再生能源供电。”因此,对于这些建筑,能源消耗被生产的可再生能源所抵消。许多国家和城市已经明确设定了零净建筑的目标,以达到《巴黎协定》设定的最高标准。
研究表明,降低建筑能耗是应对气候变化最具成本效益的方法 。 zcb也有重要的共同利益,如改善居民和工人的健康和生活质量。
零碳建筑的五个关键组成部分,来自世界绿色建筑理事会
零碳之路
减少建筑运行产生的碳排放有明显的必要性。然而,我们目前没有实现任何显著的同比削减成绩,除非体现了新标准、激励和惩罚的新政策到位,否则我们不太可能实现这一目标。
如果这种零碳策略从单个建筑扩展到国家层面,那么如果我们新家的外围节能效率水平提高到被动房的水平,实现净零运营碳建筑环境是可能的。
建筑需要能量来为居住者提供一个可居住的环境,如前表所述。虽然我们可以采取措施提高能源使用效率,但我们永远无法将实际使用量降至零。因此,为了实现零排放,我们需要能够用来自可再生能源的电量来抵消我们的实际能源使用。这似乎使零碳的定义变得简单明了——所有受监管和不受监管的能源都必须由可再生能源来抵消。
与直接用电相比,使用热泵将使供暖和热水的实际耗电量至少减少一半。因此,似乎简单地从燃气转换到热泵来利用电网脱碳本身就能显著减少排放。这是否足以让我们接近零碳?
下图显示了根据建筑法规标准10.0建造的一栋68平方米的房屋的年能源需求明细,该房屋首先使用燃气锅炉进行供暖和热水(当前情况),然后使用空气源热泵对同一栋房屋应用2020年排放系数。这些要求与16块太阳能电池板的发电量相抵触。
平均新建筑能源需求-现状和从2020年与ASHP
我们说的是碳还是能源
当然,我们的目标必须是减少碳排放,但单纯关注排放而不考虑能效可能会导致不合理的决策。随着与不同能源相关的碳排放因子的变化,建筑产生的碳排放会随着时间而变化。随着供应国家电网的能源的变化,这些可以在长期(几年)或短期(几小时)内变化。所采用的建筑服务类型也对最终排放水平有重大影响,因此在建筑寿命期间,升级和更换各种建筑服务系统将改变与建筑用途相关的碳排放量。因此,准确测量和预测碳使用变得复杂,并且基于几个假设——随着我们展望未来,这些假设变得越来越不可靠。
实现净零碳建筑的步骤
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