追求碳中和建筑这一难以实现的目标
本文最初由360年耶鲁大学环境经允许在此转载。
耶鲁大学最近开设的克鲁恩大厅是绿色建筑运动的前沿模型。然而，即使是这种展示可再生能源的方式，也凸显了建造一座100%碳中和的建筑的困难。
今年早些时候，耶鲁大学校园里的一座新建筑开放了，它旨在实现全球变暖时代的建筑圣杯——达到碳中和。耶鲁大学森林与环境研究学院的新馆由霍普金斯建筑事务所设计，这是一家在绿色建筑运动中有着悠久历史的英国公司。它有着简单而美丽的线条，融合了最新的可持续发展理念和技术，而不是大声地宣布它们，并成功地将一个被破坏的景观变成了一个绿色校园。这是一项具有重大象征意义的壮举，该校威逼校方关闭了曾经占据此地的一座化石燃料发电厂。
耶鲁的新克鲁恩大楼承诺将改变居住在这里的人们的生活，或许也将改变居住在这里的人们的生活，它将成为绿色建筑运动下一步走向的典范。
但克鲁恩也提醒我们，即使是可持续设计运动中一些最优秀的人也无法做到这一点。据非官方估计，“绿色溢价”约占建筑成本的5.7%，克鲁恩设计团队成功地将预计能耗和排放降低了61%，低于可比的传统设计水平。最大的储蓄并非来自性感的新技术,而是从如何使设计功能像一个老式的大教堂,最大的细长翼采光,更大的太阳能获得的东西方向长,小心使用阴影,和大量的石头和混凝土来存储热能。太阳能光伏阵列和地热井将提供大部分剩余的能源负荷。“我们已经接近碳中和了，”一位建筑经理夸口说，他最初对绿色设计的整个想法嗤之以鼻。但或许不可避免的是，学校仍将不得不购买补偿，以减少无法避免的碳排放。
随着全球变暖的时间表迅速恶化，如何在剩下的道路上达到碳中和，而不仅仅是非常接近，已经成为一个紧迫的问题。
去年，英国颁布了一项零能耗建筑(ZEB)的规定，从2016年开始，即从现在开始的7年时间，所有新的商业建筑从2019年开始。帕特里克•Bellew英国环境工程师的公司工作室十克鲁恩大楼,将授权描述为“一个碰撞政客之间的意愿想要看到“不辜负他们的气候条约的承诺,和开发人员,设计师,和政府官员,这些人被困的工作弄清楚如何去做。
“每个人都在担心建筑成本的潜在影响，”贝卢说。然后，他呼应了塞缪尔·约翰逊(Samuel Johnson)关于绞刑前景的言论，补充说，“它确实在集中人们的思想方面做得很好。”
在美国，受成本、国家安全问题以及气候变化的推动，人们对零能源建筑和社区的兴趣也在增长。能源和国防部门目前正在研究高性能和“净零+”建筑，这将减少70%的需求，并使用可再生能源来提供平衡(在某些情况下产生过剩，因此是“+”)。世界可持续发展商业理事会(World Business Council for Sustainable Development)发起了一项促进ZEB发展的企业活动，另外一项到2030年让所有新建筑和翻新达到碳中和的提案也在建筑社区中传播。
20年的时间框架可能听起来比较舒服，但自1920年以来，美国建筑每平方英尺的实际能耗在过去90年里并没有改善多少。这里的建筑消耗了39%的能源和68%的电力，其中大约一半来自煤炭。这些严酷的事实促使许多绿色建筑倡导者寻找新的发展途径。
照片来源:Matthew Garrett/耶鲁大学森林与环境研究学院
像克鲁恩·霍尔一样，大多数可持续发展的尝试现在都集中在美国绿色建筑委员会的自愿认证过程，在能源和环境设计(LEED)的领导地位。建筑商在标准清单上积累分数——例如选址、减少光污染、建筑垃圾管理等等——以达到LEED的排名，从LEED认证到LEED银、金或白金。LEED的运作，Bellew说，是“对这个行业的巨大鼓舞，提高了人们的认识和理解水平。”But it has also served more as a status symbol for an elite fraction of new buildings than as a broad response to a global crisis. So far, 2,300 commercial buildings have earned a LEED rating, with another 17,800 projects in the pipeline.
批评人士说，LEED不仅过于狭隘，而且低估了能源性能。“许多LEED的赞助商都对关注产品感兴趣，”美国节能经济委员会(American Council for an Energy Efficient Economy)高级研究员哈维·萨克斯(Harvey Sachs)说。“那很好。但问题是能源消耗。”
另一项由美国环境保护署(U.S. Environmental Protection Agency)发起的自愿项目则根据能效对建筑物进行排名，并向排名前25%的建筑物颁发“能源之星”标签。但萨克斯认为，一些LEED银色建筑不符合标准。“有绿色标签的建筑不一定是节能建筑，”他说，这让“更极端”的LEED批评者“低声抱怨，或对着天空大喊‘洗绿’”。
为了回应这些批评，美国绿色建筑委员会(USGBC)委托对截至2007年达到LEED评级的552座建筑的能源使用情况进行了研究。在许多情况下，业主和居住者自己并不知道他们的建筑消耗了多少能源。只有一半的公司表示会提供实际能源使用记录，只有121家公司最终会提供。
根据新建筑研究所的研究，该研究中的LEED金奖和白金级建筑被设计成比同类型的传统建筑节能约37%。但实际上，他们的表现只提高了28%。(其中一些传统建筑的历史可以追溯到一个世纪以前。)该研究的一位研究人员表示，为商业建筑管理者提供实时能源使用数据的智能电表将花费2000至5000美元，而且有可能迅速得到回报。但很少有业主进行投资。
在最近的一篇文章中，环境建设新闻没有表明LEED“宰斑块表现不佳的城墙建筑”,但表示,“继续领先,USGBC需要保留标签“LEED认证”建筑的实际表现记录…”汤姆·希克斯,USGBC副总裁,回答说,LEED现在要求建筑获得至少两个点,69,对能源和大气的改进,这些点和它的重量更大的整体排名。希克斯说，USGBC也在努力解决另一项批评，即LEED忽略了人们进出建筑物的能源消耗。
当LEED还在追赶的时候，一些州和地方政府正在努力将可持续设计推广到更广泛的建筑领域。波士顿实施了一项绿色建筑法规，要求超过50,000平方英尺的建筑达到LEED认证的标准。俄勒冈州的波特兰市已经开发了一项雄心勃勃的高性能建筑计划，但却无法超越州建筑规范来实现。相反，该市现在正在考虑一种“缴费”制度，即每平方英尺评估新的建筑许可费，并对达到LEED金级和白金级的建筑进行退税。为了解决LEED的不足之处，这些建筑还必须将能耗降低35%，才能获得退税。关注于能源的建筑规范变化可能会更加普遍，因为今年早些时候，国际规范理事会(International code Council)批准了一项住宅绿色建筑标准，供州和地方政府采用。
一些司法管辖区也在追求一种基于市场的策略，其理念是仅仅让人们思考他们使用了多少能源就会改变行为和房地产价值。在加州，商业建筑现在必须向州政府报告它们的年度能源使用情况，从明年开始，它们还必须向潜在买家和租户披露这些信息，以及建筑的能源之星评级。在华盛顿特区，大型商业建筑不久将不得不把它们的能源性能公之于众。实际上，建筑将像汽车一样出售或出租，贴上每加仑汽油可行驶里程的标签。
到目前为止，大多数建筑商都忽视了这些变化的经济影响，倾向于夸大成本而忽视回报。实际上，绿色溢价可能会使建筑成本增加2%至10%。但根据雷丁大学2008年的一项研究，绿色标签使能源之星建筑的售价增加了10%，使LEED认证的建筑的售价增加了31%。研究还表明，较低的空置率和较高的租金加在一起，每年的租金溢价为4%至11%。
大多数建筑商似乎也没有意识到，避免浪费能源的最廉价方法是从一开始就考虑它。“你需要整合建筑和设计，”哈维·萨克斯(Harvey Sachs)说，“更早的时候，工程师、建筑师和业主就会相互交流，而不是把平面图扔到墙外，让暖通空调的家伙说，‘和它住在一起’。”’”
可持续设计公司Terrapin Bright Green的合伙人比尔·布朗宁(Bill Browning)说，实际上有一个最佳选择，在那里，大力推行绿色环保比采取更为温和的方式更便宜。布朗宁指出，要让一栋建筑比传统设计的节能20%或30%，成本会更高，“因为你在建筑上增加了更昂贵的措施，但你并没有将基本负荷削减到足以缩小或取消系统的程度。”如果你能让建筑的结构尽可能被动地承担这项工作，你就能将建筑的基本负荷减少一半，“非常安全地开始缩小和消除能源系统的组成部分。”
但布朗宁补充说，当能源效率提高超过80%时，这个最佳点就会消失。然后，建造者又回到了“投巨资建造可再生能源系统，直到你有足够的钱让它飞起来。”That means even the best-intentioned buildings, like Kroon, are likely to run up against the "damned close to carbon neutral" limit, and environmental engineers like Patrick Bellew will have ample reason to keep worrying about how to get to the "zero energy" finishing line.
与此同时，建筑行业的其他从业者仍需离开起跑线。
理查德·康尼夫，2007年古根海姆基金会成员，国家杂志获奖作家，他的文章曾发表在《时代》、《史密森尼》、《大西洋》、《纽约时报》杂志和《国家地理》杂志上。他的新书《进食时与食人鱼一起游泳:我的生活与动物做蠢事》(Swimming With Piranhas at Feeding Time: My Life Doing Dumb Things With Animals)将于5月在W.W. Norton出版社出版。这篇文章最初发表在耶鲁环境360，可以观看在这里。
