溫哥華推出激進節能政策,新大樓將淨零碳排

作者 | 發布日期 2016 年 08 月 29 日 16:23 | 分類 太陽能 , 環境科學 , 生態保育 follow us in feedly

全球各國推動節能,往往設定以能源效率或節能比例為目標,不過,加拿大溫哥華決定拋棄能源效率的想法,推出更激進的目標:淨零碳排,2016 7 月溫哥華市議會通過新政策,2030 年之後新建的建築物,都必須是淨零碳排放,也就是大樓的一切運作,所產生與抵銷的二氧化碳總合為零。




這個目標設定可說十分大膽,連政策制定者本身都同意,認為這項政策將在 10 年內從根本上完全改變溫哥華的建築方式,而市政府將帶頭做為表率,所有市府建築以及市府興建的社會住宅,都將立即開始符合淨零碳排,下一階段是,2025 年起,所有都市變更分區而新建的住宅區,都要符合淨零碳排,至 2030 年則適用於所有新建築物。為了收集並傳播淨零碳排建築相關知識,市議會也注資成立非政府組織「零碳排傑出建築中心」(Zero Emissions Building Centre of Excellence )。

溫哥華先前就已經相當積極推動節能建築,加拿大不列顛哥倫比亞省原本就有課徵碳稅,2004 年起,溫哥華要求公共建築取得能源暨環境設計標竿(Leadership in Energy and Environmental DesignLEED)金級能源效率認證,2010 年以後,都市變更分區的開發案也都須符合。而 2010 年溫哥華舉辦冬季奧運,興建選手村,溫哥華藉機展示超高能源效率建築。2011 年,溫哥華立下在 2020 年達成「最綠能城市」(Greenest City)目標,2015 年則訂下 2050 年達成 100% 可再生能源目標。

能源暨環境設計標竿以及美國冷暖暨空調工程師學會(American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning EngineersASHRAE)等過去的建築節能標準,對建築節能發展有很大貢獻,但是,若論及碳排放問題,這些過去節能標準有個共通的不足之處,它們的主要檢視目標是能源效率,減少建築物的能源浪費與能源消耗,但並不衡量到底排放多少二氧化碳。

能源效率標準通常以用電來做為衡量基準,不過,能源效率高的建築物不代表沒有碳排放,而能源效率相同的建築物,若電力改為來自可再生能源,碳排放就會降到零,因此,若是為了減少大氣中的二氧化碳,更直接的目標是淨零碳排,溫哥華把目標轉向淨零碳排,這項雄心勃勃的政策,讓溫哥華成為全球追求永續建築的最前鋒,而在溫哥華帶頭下,許多其他城市可能會相繼推出類似的政策。

 

建築隔熱是改革重點

要達成淨零碳排建築,在寒帶的溫哥華,最首要任務是改善建築物的熱效率,也就是加強隔熱。在溫帶與寒帶國家,建築所使用能源的最大部分來自於暖房,加強隔熱、封閉建築物漏氣的隙縫,可大為減少暖房使用的能源與相關碳排放,但加強隔熱能力的好處不只是節能,人為暖房加熱空氣往往濕度過低,既不舒適也不健康,隔熱完善的建築物,人們在其中大多感覺更加舒適。

市府表示,就政策上來說改善隔熱是為了達成淨零碳排,但是其實這遠不只於如此,重要的是透過政策制定,提供更健康更舒適的建築環境,讓市場體驗其優勢,然後看看市場會如何發掘其價值。

當建築物已經興建完成,才要去更新為能源效率高的隔熱建築,或是加裝自有能源如屋頂太陽能,成本往往相當高,效果也不佳,遠遠不如新建時就設計為淨零能源建築。一開始就有完善配套,更有經濟效益,這也是溫哥華要推動 2030 年新建築全盤淨零碳排的原因。

溫哥華將改革的重點放在建築隔熱上,因為大多數建築為住宅,住宅不像大型商業大樓,商業大樓安裝複雜的中央空調如暖房與換氣等各種機械系統,從中最佳化效能,雖然要相當的成本,也要花上好幾年時間持續調整,但在大樓總耗能規模龐大下,這些努力得以回收。住宅使用複雜機械系統,則總是無法達到其設計的目標,在住宅想應用相關技術可說不切實際。

溫哥華市政府計畫人員因此努力尋求施行困難度低、節能效率高的住宅方案,最終發現被動式節能,也就是改善建築隔熱,是最佳選擇。徹底完善建築隔熱,可以大幅降低建築物主要的能源消耗:暖房、換氣、熱水。一旦徹底隔熱,大幅減低散失的能源,就算暖氣系統的能源效率差了一點,也沒有大礙。

徹底完善建築隔熱的重點,包括採用高效能隔熱的窗玻璃如多層氣密玻璃等,也必須打斷能從建築物內部把熱能傳導到外層的熱橋,例如混凝土結構延伸到陽台,就成為把屋內熱能經結構傳導熱到陽台散失的熱橋,這些結構上的導熱因素都要予以絕緣封斷,如此一來熱能就能好好的保持在屋內,不需一再消耗能源暖房。

對於高層大樓來說,換氣是另一項能源浪費的來源,頂樓空調裝置吸入外界空氣換氣時,要把引入的冷空氣加熱到室內溫度,但根據研究顯示,這些導入的空氣,只有 15% 真正進入大樓的一般區域,只有 8% 滲透人居區域,也就是說大部分用來加熱外來空氣的能源都浪費了。當大樓徹底隔熱後,可以安裝熱交換換氣系統,也就是回收排出熱氣的熱能,把排氣的熱轉移到進氣,如此就只需要原本一小部分的能源來將外界空氣加熱至室溫。

這些裝置需求已經遠超過目前所有的建築規範,但雖然興建這樣的建築提高複雜性與成本,事後卻不僅能減輕碳足跡,也能減少空調電費。開發商將需要能進行此類新工法的承包商,而溫哥華市政府計劃以這樣的新需求,創造本地的高附加價值就業。

建築物若結構上需要更精密的系統整合,大部分工作都必須在本地進行組建與安裝,不是單純進口組件可解決的,而高單價零組件如高效能絕緣窗戶的玻璃,因為價格不斐,廠商較不願承受長途搬運途中損壞的風險,也會傾向本地就近供應,因此可創造本地就業機會。

 

零碳排有地理優勢

當然,要迎接這樣的商機,本地產業也必須升級,這也是市議會注資成立零碳排傑出建築中心的目標之一,希望透過中心在產業界交流最新知識技術。

溫哥華要達成零碳排有地理上的優勢,首先是電力方面,受惠於充沛的水力發電資源,若是住戶使用電力暖房,將可達很快到零碳排;位處於寒帶也是地理優勢之一,因為寒帶的需求是暖房,而屋內所有設備以及人體都會排出廢熱,這些廢熱可幫助減少暖房能源需求,只要能做好絕緣,有可能完全不需暖房能源。在亞熱帶、熱帶,狀況則相反,廢熱需要用冷房空調排出,即使絕緣完善,還是會需要基本的冷房電力。

建築業者對溫哥華市政府的激進理想則抱持部分懷疑,2010 年冬季奧運選手村的經驗並不好,當時興建選手村的開發商因為高能源效率要求而債台高築,市政府得在奧運結束後數年內介入給予補貼。高能源效率建築雖然事後可省錢,但造價較高,建築業者擔憂市場對高價建築的接受度,絕緣技術可能會增加建築 10~20% 造價,之後經年累月才會慢慢回收,而溫哥華房價已經高到大多數人都負擔不起。

不過建築業者也同意零碳排建築的未來,未來 10~15 年內,許多新技術將能讓建築能達成淨零碳排,甚至淨負碳排,業者認為溫哥華若要成功,要避免因為都市計畫者覺得酷,就運用目前尚未成熟的高價低回報技術,重蹈奧運選手村的覆轍,因為同時更好的技術系統,可能再沒幾年就會上市了。

(首圖來源:Flickr/Scott Teresi   CC BY 2.0) 

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