前言：本期“IX深度”導讀：建築對氣候變化有著至關重要的影響，不僅體現在碳排放，建築還會消耗大量能源，每年占全球能源消耗和碳排放的近40%。因此，建築的綠色轉型對于實現氣候目標至關重要。
本文作者：Impact MICE 産研小組研究員 華錦傑（Nico Septianus）
翻譯：李珊姗
校對：符昊
隨著當今社會經濟飛速發展，能源短缺和環境惡化已成爲人類面臨的兩大問題。建築業已成爲能源消耗和環境汙染的主要來源之一（Bhutta，2017）[1]。2016年，聯合國環境規劃署[2]發現，建築環境領域的能源消耗約占全球的40%，並與廢棄物的産生和自然資源的使用密切相關。全球建築建造聯盟（2019）[3]在2019年發布的《全球建築建造業現狀報告》中指出，2018年建築業所産生的二氧化碳排放量占全球年排放量的近40%。
圖1. 2018年全球二氧化碳排放量占比
在2018年全球二氧化碳總排放量中，建築運營排放占28%，建築材料和建設排放占11%，整個建築行業占39%。建築運營排放包括直接或間接用于供暖、供電的化石燃料燃燒所産生的溫室氣體，建築材料與建設排放則包括從材料生産到建設施工結束全過程中産生的碳排放，例如近期備受關注的水泥産業。根據Czigler等人（2020）的報告[4]，2017年水泥行業高居“每1美元收入産生的二氧化碳排放量”榜首，每1美元收入對應的二氧化碳排放量爲6.9千克。
圖2. 2017年水泥的排放量高居每1美元收入産生的碳排量榜首
（Czigler等人，2020年）[4]
圖2數據令人驚訝，與其他制造業相比，水泥行業每1美元的收入將會排放大量的二氧化碳。這是因爲水泥生産制造的過程非常複雜。這些排放總量的三分之二來自石灰石等原材料在高溫下煅燒時發生的化學反應。
除碳排放外，報告還指出，2018年建築行業能源消耗占當年全球能耗總量的36%（Global ABC，2019）[3]。一年後，全球建築建造聯盟（Global ABC）發布了《2020年全球建築建造業現狀報告》[5]，披露了2019年的相關數據。
圖3. 2019年建築建造行業能源消耗和碳排放量全球占比
（Global ABC，2020）[5]
在一年內，建築業將碳排放和能源使用量減少了1%，因此2019年建築能耗和碳排放分別占全球總量的35%和38%。由于2019年建築行業中交通運輸和材料加工生産等方面的排放量減少，因此建築業整體的能耗和排放都略有降低。
圖3中大部分碳排放屬于間接排放，主要來自發電廠爲建築提供的電能。其余爲直接排放，主要來自用于供暖、熱水和家庭烹饪的化石燃料燃燒，以及制冷及空調的用能。
建築業的碳排放占全球總排放的四分之一以上，使其無疑成爲氣候變化和全球變暖的推手之一。爲了減少建築行業的碳排放，必須從傳統建築轉向綠色建築。這一轉變對實現“碳達峰”及2050年全球“碳中和”目標非常關鍵（UNFCC）[6]。而在向綠色建築過渡之前，我們需要理解綠色建築的真正定義。
— 什麽是綠色建築？ —
世界綠色建築協會（WGBC , World Green Building Council）是全球最大的非營利組織之一，現已成爲綠色建築行業發展的催化劑。該組織將“綠色建築”定義爲：在設計、建設或運營過程中能夠減少或消除對氣候變化和自然環境産生的負面影響，並能産生積極影響的建築（WGBC）[7]。一棟建築如果要成爲“綠色建築”，需要産生的積極影響包括：提高建設效率和能源利用率、創造更健康宜居的環境、增加可持續材料的使用，減少汙染和建築垃圾等。WGBC[8]闡述了綠色建築的8個重要特征：
1）智能利用能源
智能地利用能源可以通過在建築物中盡量減少能源消耗實現，還包括結合可再生能源和低碳技術以滿足建築物的能耗需求。人們期望環境更加健康、空氣更加清爽，還能讓建築物保持長期高效、低成本地運行。這些目標的前提是充分利用自然資源而非化石燃料發電。
2）保護水資源
通過改進飲用水和廢水的管理方法並提高效率，建築能夠保障提供清潔安全的水資源。例如，以創新的方式收集和重複利用水資源，同時盡量避免用水浪費。
3）最大限度地減少浪費，增加重複使用
在建設和翻新過程中盡可能減少材料用量並選用更耐用、可循環的環保材料，以減少産生的廢棄物。即使建築物被拆除，大部分建材也可以回收再利用。同時鼓勵該建築的居民參與循環和再利用。
4）增加人們的健康和幸福指數
爲了使人們在日常環境中感到舒適，綠色建築應爲人們帶來新鮮的空氣、良好的室內通風、充分的自然光，避免使用有害的材料和化學品。
5） 保持環境綠化
保護自然和野生動植物的多樣性，保護並提高土地質量。此外，還可以通過發展城市農業，提高城市地區的生産力。
6）打造韌性建築
提高建築物適應氣候變化的能力，確保建築物在洪水、地震或火災等事件中具有恢複能力，從而降低自然災害風險。靈活的設計和動態空間也很重要，這能夠有效地減少浪費，同時便于建築翻新。
7）連接社區和居民
充分發揮智能化及信息技術潛力，打造高效的交通和基礎設施，創建智慧城市，讓我們更好地與周圍的世界溝通。創造多樣化的社區環境，增進建築與社區居民的連接，這將産生積極的經濟和社會影響。同時鼓勵步行或騎自行車等環保的出行選擇，盡可能減少個人使用交通工具對環境的負面影響。
8）考慮建築物的生命全周期
在建築物的整個生命周期（從設計、建設、運營和維護，到翻新和最終拆除）內降低對環境的影響，最大化社會和經濟價值。其中包括減少生産和運輸建材過程中的能源及水資源消耗。
由此，綠色建築最終將得以保護寶貴的自然資源，同時提高我們的生活質量。無論是住宅、辦公室、學校、醫院、社區活動中心或其他任何類型建築，只要滿足上述要求都可以成爲綠色建築。然而，並非所有的綠色建築都千篇一律。不同的國家和地區的綠色建築，因其獨特的氣候條件、獨特的文化傳統、不同時代的建築需求，或出于宏觀環境、經濟和社會考慮而具有不同的特點。下面讓我們看看一些綠色建築真實示例。
— 新加坡 —
新加坡是世界上人口最密集的國家之一。然而，它是世界上“碳效率”最高的經濟體之一，且正致力于2030年時使至少80%的建築實現綠色化（BCA，2010）[9]。新加坡的綠色建築遵循循環利用原則，使用可回收材料和綠色技術進行建築設計。這些創新也鼓勵了整個大環境持續采用可持續建材及建築方案。
新加坡建築以其創新的設計而聞名，包括酒店、機場、大學等在內的許多新加坡建築已成爲世界著名景點。這些建築在考慮美觀性的同時也沒有忽視對環境的影響，仍然持續應用綠色概念。
濱海灣花園是新加坡著名的公園和旅遊勝地之一。它引入可持續的概念，同時彰顯園藝藝術和綠色科技。占地250英畝的花園有兩個溫室（世界上最大的氣候控制溫室）和一片由18棵“超級樹”組成的森林（Damarwala，2019）[10]。
這些“超級樹”采用了太陽能光伏等先進技術，並利用其建築結構中的冷卻通道調節周圍環境。而“超級樹”的表面利用樹木結構作爲網格，覆蓋種植著150多萬株活植物。
濱海灣花園（圓頂和超級樹）
皮克林皇家公園酒店又稱花園酒店，它采用了許多節約資源的創新設計。例如用于減少灌溉中水資源浪費的雨水傳感器、太陽能光伏電池板、節能燈光等。此外，由于建築材料生産是高碳排放行業之一，它還減少了混凝土在建築中的使用。它擁有161, 459平方英尺的空中花園、瀑布和植物牆，比其占用土地面積的2倍還多（Damarwala，2019）[10]。
皮克林皇家公園酒店（屋頂太陽能電池板、水源保護和雨水傳感器，用于灌溉植物——Skyshot Pte Ltd.拍攝
樟宜機場是新加坡最大的機場，輸送了成千上萬的國際和國內旅客。樟宜機場集團（CAG）認識到氣候變化是對地球的主要威脅之一，致力于監測並減少其運營過程中的碳排放（CAG，2021）[11]。根據樟宜機場集團記錄，2020-2021年度4個航站樓的溫室氣體排放和電力消耗比2019-2020年度下降了近50%，其中碳排放從180,592噸二氧化碳當量降至97,022噸，電力消耗從440,056 兆瓦時下降至235,767 兆瓦時（CAG，2021）[11]。據樟宜機場集團稱，4號航站樓自2017年啓用之時就融入了環保的概念，它被公認爲利用自然光、配備能源管理系統監測能源消耗以及采用灌溉節水技術的最佳實踐。
樟宜機場4號航站樓（盡可能減少航站樓內白天時段人工照明）
— 歐洲 —
歐洲有許多可持續綠色建築的絕佳例子。由于歐洲四季分明，這些設計主要用于熱量和溫度控制，同時保持能源使用效率及創新智能系統的運轉。以下是一些例子。
這棟稱爲“新物流III”或“管子”的建築是Rhenus 物流巨頭位于荷蘭蒂爾堡的總部。這座建築的屋頂上安裝了11, 620塊太陽能電池板，可以産生足夠的能量爲這座建築和750棟相鄰的房屋供電。三層玻璃窗的設計使建築得以使用最少的制熱或制冷手段來保持恒定的溫度，整棟建築的密封性可以幫助提高熱效率。這些玻璃窗將建築的照明需求降至最低，同時通過雨水收集系統爲浴室供水（Green Journal，2020）[12]。
位于荷蘭蒂爾堡的“管子”
“立方體”是一家位于柏林的可持續辦公樓，它被稱爲世界上最智能的、最漂亮的建築之一。它配備了自然通風系統、熱回收系統、智能照明、智能安全和低能耗設施。該建築還設計了雙層外牆系統，以幫助其在夏季和冬季保持穩定的內部溫度（Green Journal，2020）[12]。
位于德國柏林的“立方體”
— 中國 —
自 2005 年中國第一座綠色建築獲得國際公認的能源與環境設計先鋒 (LEED) 評級體系金獎以來，綠色建築理念在中國越來越受歡迎（Nelson，2012）[13]。根據中國國家統計局數據，2011年中國開發商已建設19億平方米的建築面積，並投資9830億美元用于房地産開發。此外，中國監管機構也越發重視建築的綠色節能實踐（Nelson，2012）[13]。
中國在“十四五”規劃第29章第2節指出，推進新型城市建設，建設宜居、創新、智慧、綠色、人文、韌性城市。（中國政府，2021年）[14]。
以下是中國較爲著名的綠色建築實例。
上海中心大廈2015年被評爲世界上最美麗的建築。它采用了43種綠色和節能技術，有效節約了21%的能源消耗和40%的用水。上海中心大廈還擁有雙層玻璃幕牆，不僅降低了供暖和制冷成本，還增加了自然采光。此外，它將三分之一的場地面積用于綠化以減少碳足迹（RTF）[15]。
上海中心大廈
珠江城大廈位于廣州，是一座超高層摩天大樓，設計精美，環保節能。它配備了風力渦輪機、太陽能集熱器、地板送風系統以及輻射冷卻和加熱系統。各種節能技術的使用使這座建築成爲世界上最環保的建築之一，相比同等規模的普通建築節能60%（Edupaint）[16]。
珠江城大廈，采用自然冷卻系統
位于山東德州的日月壇大廈是世界上最大的太陽能建築之一，其屋頂光伏設施占地5000平方米。該建築每年節省2640噸煤炭和660萬千瓦時電力，節能效率88%（RTF）[15]。
日月壇大廈，世界上最大的太陽能建築之一
上海虹橋及浦東機場也在加快綠色機場建設。2017年，虹橋機場對其1號航站樓（T1）進行了翻新，新航站樓舒適、節能，同時將航站樓利用率提高了25%。浦東機場2號航站樓（T2）也遵循節能理念，每年約節省1.3億千瓦時電力和1575萬人民幣（約合230萬美元）的運營費用。浦東機場的衛星廳于2019年9月建成開放，它保留了舊航站樓自然采光和通風方面的優勢，並通過分隔上下層空間最大限度地提高了空調的使用效率（AVINEX，2019）[17]。
浦東機場衛星廳
建築業碳排放占據全球碳排放的近40%，建築領域實現淨零能耗、零排放是2050年全球實現淨零排放的關鍵。這需要政府和私營企業通力合作，聯合國氣候變化大會COP26就是一個例子。
— COP26大會
關于建築融資的議程 —
今年的COP26大會于11月12日在英國格拉斯哥結束。11月11日的討論中，與會方提及建築在應對氣候變化中的作用。各國官員及許多私營部門共同參與討論並發起“零碳建築”倡議。通過會議，將有約1.2萬億美元房地産資産爲這一倡議提供融資。此外，包括開發商、設計師和資産管理公司在內的44家企業，年營業額總計達850億美元，簽署了世界綠色建築協會的“淨零碳建築”承諾，承諾加快行動，至2030年解決建築生命全周期中的碳排放問題（Gamboa，2021）[18]，共同期望低碳的綠色建築及其技術能夠在資金支持下蓬勃發展。
不僅如此，早在2019年，金融機構和房地産公司已經意識到可持續建築行業的強勁增長潛力和投資機會。在全球ESG房地産資産基准（GRESB）報告的超過4.1萬億美元的資産中，90%的項目符合綠色建築評級標准（Global ABC，2020）[5]，涵蓋1,005家房地産公司、開發商和房地産投資信托基金。這表明綠色建築市場在未來潛力巨大，它將成爲住房、辦公和其他設施的首要選擇。
— 國際能源署（IEA）規劃圖 —
國際能源署（IEA）制定了一份減排規劃圖，目標是至2050年實現“零碳建築”。據估計，至2030年，建築産生的直接二氧化碳排放量需減少50%，間接排放量需減少60%，間接碳排放主要通過減少電力供應産生的碳排放。根據預測，按照這一規劃，2020年至2030年間建築業碳排放每年將減少6%（聯合國環境規劃署，2020年）[19]。
— 作爲普通居民，能做些什麽？—
誠然，現在的大多數綠色建築都集中于公共建築和基礎設施，綠色建築投資幾乎沒有流向普通住宅。盡管如此，這並不意味著綠色建築激勵措施將功虧一篑。建築的綠色轉型尚處于初級階段，因此必須通過公共基礎設施建立成熟的綠色理念。綠色住宅激勵措施仍然缺乏，但我們相信很快就會出台相關政策，尤其是2030年“碳達峰”之際。
作爲普通居民，有3種方法可以讓我們的住宅“綠色化”，即采用可持續材料、提升能源利用效率和使用清潔電力。
· 首先， 在新建或翻新房屋時，盡可能選擇可持續、環保無毒的材料。市面上有大量價格合理的綠色材料，例如，可作爲混凝土替代品的麻凝土、可用于牆壁的稻草包、再生鋼材、再生玻璃磚和其他環保材料。
· 第二，我們可以提高能源使用效率以減少浪費。沒人在屋裏的時候關燈和水龍頭，使用更節能的燈管(如LED燈) 代替普通燈管，采用高效隔熱設計，使建築物在不開空調的情況下盡可能保持涼爽。
·最後，對于電力系統，我們可以選擇清潔和可再生能源供電的電網代替化石燃料供電的電網（如可能），或者在房屋前院、屋頂安裝太陽能板提供額外電力。
— 思考與總結 —
建築對氣候變化有著至關重要的影響，不僅體現在碳排放，建築還會消耗大量能源，每年占全球能源消耗和碳排放的近40%。因此，建築的綠色轉型非常重要。作爲COP26的主要議題之一，建築行業吸引了政府和私營部門的關注。來自全球數百家公司的建築設計師、工程師、資産管理者共同承諾實現“零碳建築”，輔以配套的資金支持和投資戰略，以在全球範圍內充分發展綠色建築。此外，向有意建造綠色建築的開發商提供稅收減免形式的財政激勵，也將促進綠色建築的發展繁榮（USGBC）[20]。以上措施不能僅停留在承諾層面，必須轉化爲切實行動，並讓我們在2022年埃及COP27大會上看到進展。
世界上有許多建築已被改造，但能源利用不善仍是棘手的問題。尤其是在公共建築或酒店裏，人們似乎毫不擔心浪費，仍然會打開所有的電子設備和電燈，造成能源浪費。如果我們仍不加以重視，那麽即使所有建築都改造爲綠色建築也無濟于事。
作爲人類個體，我們希望阻止全球進一步變暖並遵循專家提出的規劃。如果想要實現2050年淨零碳目標並在本世紀末將全球升溫限制在1.5℃，每一個人都需要認真自省。
