推动建筑行业节能减排的潜力巨大。2019年中国建筑全过程碳排放总量为49.97亿吨,占全国碳排放比重的50.6%[1],包括来自建筑运行阶段直接消费的化石能源产生的直接碳排放,如直接供暖、制冷和做饭等;来自建筑运行阶段使用的电力和热力带来的间接碳排放,以及建材生产、建筑施工和拆除所产生的排放——即隐含碳排放。此外,中国城市每年建造和拆除建筑物产生的建筑垃圾超过20亿吨,约占城市固体废物总量的40%,是中国城市单一品种排放数量最大、最集中的固体垃圾,而建筑垃圾处理利用不当会对水体、土壤和空气造成污染。

数据来源:中国建筑节能协会建筑能耗与碳排放数据专委会,2021

数据显示,人的一天中有90%的时间在室内度过,因此室内环境与公众的健康情况息息相关。健康的建筑环境可以实现零碳排放,节省水电费开支,同时改善空气质量。当然,上述目标的实现需要更好的建筑设计、施工和维护。紧凑的城市环境和气候友好型设计可以促进经济发展、支持经济适用房的建造、提高城市绿地可达性,同时减轻气候变暖的影响。

实现这一目标需要对现有建筑进行节能改造,并根据生命周期设计原则,帮助建筑延长使用寿命同时减少建筑垃圾和隐含碳排放。推动零碳建筑也可以为当地创造高质量的就业机会,促进清洁能源经济的发展,还可以通过灵活的需求管理和本地可再生能源以支持弹性电网。

世界资源研究所(WRI)牵头撰写的报告《零碳建筑的健康、经济和社区效益》,描述了向净零建筑转变的广泛效益。本篇文章将为大家简单介绍零碳建筑带来的健康和经济效益。

零碳建筑的健康效益

零碳建筑可以通过减少化石燃料的燃烧来改善公众健康。化石燃料的燃烧会使空气质量恶化,特别是对儿童、老人和脆弱人群而言。根据中国建筑科学研究院2021年的研究结果显示,中国室内空气污染超过室外5倍,人类68%的疾病与空气污染有关。室内污染物既有来自于空气中颗粒物(包括PM2.5)的污染,也有交通废气、扬尘以及厨炊、燃煤取暖等生活废气污染。据世界卫生组织统计,空气污染在中国每年造成约200万人死亡。其中,因使用污染性燃料和烹饪方法做饭而导致的家庭室内空气污染就导致100万人死亡。

图源:RMI

更好的建筑规范和建筑性能标准可以减少对化石燃料的依赖,加强通风并使建筑物减少漏水,从而改善室内空气质量,减少能源使用并减少排放。气候友好型绿色屋顶的使用寿命是传统屋顶的两倍,它可以去除空气中的有害污染物,降低温度以减缓二次污染物的形成,并减少居民对供暖和制冷的需求。安装隔热效果更好的窗户和用更节能的产品取代化石燃料电器也可以起到同样的作用。

例如,用电磁炉取代燃气炉可以改善室内空气质量,将儿童出现哮喘症状的风险降低42%,并减少家庭的火灾隐患。一项针对中国城市烹饪燃料与死亡风险的研究表明,用清洁燃料取代固体燃料可大幅且迅速地降低死亡率:停止使用固体燃料后,全因和心肺死亡的额外风险在5年内下降了60%以上。

零碳建筑可以节省开支,创造良好的就业机会

建筑行业具有巨大的创造经济效益和就业的潜力。提高供暖、制冷和照明的效率不仅可以减少排放,还可以使建筑更加舒适,降低能源成本,同时创造大量的经济效益和就业机会。根据WRI城市转型联盟(CoalitionforUrbanTransitions)的研究,未来三十年,中国需要在提升城市住宅照明效率上投入272亿元的增量投资,到2050年可以产生6,820.26 亿元的净现值;到2030年,对建筑进行深度改造将在住宅建筑行业新增1010万个就业岗位,在商业建筑行业新增360万个就业岗位。 

建筑和光伏相结合同样能实现减排和经济发展的双重效益。中国首个屋顶连片的“扶贫太阳能光伏发电村”——连云港市东海县青湖镇青南村,于2014年1月15日投运并网,项目装机总容量381.22千瓦,涉及用户129户,每户屋顶上都安装了12块太阳能光伏板,自发自用、余电上网。截至2019年1月15日,青南村发电量总计218.88万千瓦时,实现收入165.91万元,其中上网电费73.93万元,补贴91.98万元。

中国首个屋顶连片的“扶贫太阳能光伏发电村”——连云港市东海县青湖镇青南村,每家每户屋顶上装着光伏板 | 图源:singfosolar.com

 

将零碳建筑的效益最大化

零碳建筑对于创造一个更韧性和更健康的未来至关重要。通过协调一致的努力提高城市密度,将建筑与电网和社区的需求相结合,同时在建筑行业中引入全生命周期的考量,并支持整个经济领域的创新,可以最大限度地发挥零碳建筑的影响。

1.更紧凑的设计

高密度社区比低密度社区产生的人均碳排放更少:首先,高密度社区使绿色低碳交通基础设施的投资建设更为经济可行,居民也因此拥有更多低碳交通出行的选择和机会,减少了小汽车的使用;其次,紧凑城市发展相比城市蔓延可以减少对绿地的占用,也增加了城市碳汇空间。取消停车位配建下限可以支持步行友好社区的建设,促进居民出行方式和土地使用决策的转变,例如优先考虑建设经济适用房、提高公共交通和城市绿地的可达性;此外,高密度社区还有利于当地经济的发展,增加就业机会减少居民通勤时间,为企业降低物流成本,减少市场边界的限制,同时提供更充足的人才库

2.支持电网和气候韧性

采购可再生能源,以及在建筑设计中采用分布式发电技术,如太阳能电池板和车网互动技术(V2G),有助于降低碳足迹,节约建筑运营成本,提高电网的弹性。并网技术和分时电价是优化能源需求、为消费者和电力公司节省资金的关键,因为它不需要建设更多的发电和配电设备。一项估算发现,在2030年到2050年期间,建筑节能和灵活性措施预计可减少1/3的煤炭和燃气发电的需求。

绿色屋顶这样的建筑特征,结合了树木覆盖和绿地的设计,可以帮助缓解城市的热岛效应。例如在炎热的夏季,水泥和沥青路面的温度可比草坪和树冠表面温度高出近 30℃[2]。然而,相较于新建社区中完整、系统、高标准的绿地供给水平,建成年代较早的住宅小区的绿地空间普遍存在质量低、场地不足等问题,往往造成社区微气候环境质量差、居民使用不公平等现象,加重了城市热岛效应

较高的气温会导致夏季较高的能源消耗,热浪还会导致死亡风险的上升。研究指出,与非热浪时期相比,热浪使非意外死亡的总风险增加15.7%,心血管相关死亡的风险增加22.0%。因此,对老旧小区进行建筑改造构筑社区绿地空间创建海绵社区,也能为城市应对气候变化、减轻财政和医疗负担,同时构筑一个更具气候适应性的未来提供机会。

工人在屋顶上安装新的太阳能板,将可再生能源的使用纳入建筑设计,可以从根本上为业主节省开支并减少他们的碳足迹 | 照片来源:site.china.cn

3.发展循环经济

由于碳密集型的生产过程,钢铁、水泥和铝等建筑材料的温室气体排放量占全球的21%,占中国的15%减少、转移和回收建筑垃圾对于减少建筑行业的隐含碳排放至关重要。旨在重新利用而非丢弃建筑材料的生命周期方法,主张发展装配式建筑,不仅方便未来改造,而且可以减少浪费。建筑设计优先考虑空间使用的灵活性,并尽可能实现共享使用以助于延长结构的寿命,避免拆迁和重新建造的排放。虽然这些过程可能需要能源、运输、劳动力或额外的材料才能使建筑和材料再次发挥作用,但它们也可以使供应链更加安全降低成本并创造就业机会

通过采购支持创新

对低碳材料的投资可以帮助刺激水泥和钢铁生产等碳密集型行业创新的需求,这将是使中国工业走在清洁能源经济前沿、实现脱碳目标的关键。各省、城市、企业、大学和民间社会团体可以通过采用低碳产品标准以及推动“绿色采购”倡议,以减少隐含排放,同时加快这一进程。政府绿色采购可助力建筑节能和可再生能源利用的目标,进而实现气候目标。2020年中国节能环保产品采购规模占同类产品政府采购规模的比例达到85%以上,有效推动了相关产业发展,对社会绿色消费起到了积极引领作用。

构筑中国建筑的零碳未来

鉴于向净零建筑转变的广泛效益,各国都在积极推进零碳建筑的发展。例如,美国最新出台的《2022年降低通货膨胀法》《基础设施投资和就业法案》,通过推进对零碳建筑的空前投资,使建设更现代、更低碳的建筑的时机日益成熟,为零碳建筑的发展提供机遇,同时,这些法案也有助于改善公共卫生,振兴地方经济,并推动社会公平和创新的发展。

中国在建筑节能与绿色建筑发展领域已经取得了积极进展,截至2020年底,全国城镇新建绿色建筑占当年新建建筑面积比例达到77%,节能建筑占城镇民用建筑面积比例超过63%,城镇建筑可再生能源替代率达到6%。不过,为了创造一个更具气候适应性的未来,推进地方经济,我们仍需加速行动,继续挖掘建筑行业减排潜力推动中国建筑行业的减排

[1]中国建筑协会, 重庆大学,《2021中国建筑能耗与碳排放研究报告:省级建筑碳达峰形势评估》

[2]杨文娟, 顾海荣, 单永体. 路面温度对城市热岛的影响[J]. 公路交通科技, 2008, (03):147-152.