温哥华推出激进节能政策,新大楼将净零碳排

全球各国推动节能,往往设定以能源效率或节能比例为目标,不过,加拿大温哥华决定抛弃能源效率的想法,推出更激进的目标:净零碳排,2016 年 7 月温哥华市议会通过新政策,2030 年之后新建的建筑物,都必须是净零碳排放,也就是大楼的一切运作,所产生与抵销的二氧化碳总合为零。

这个目标设定可说十分大胆,连政策制定者本身都同意,认为这项政策将在 10 年内从根本上完全改变温哥华的建筑方式,而市政府将带头做为表率,所有市府建筑以及市府兴建的社会住宅,都将立即开始符合净零碳排,下一阶段是,2025 年起,所有都市变更分区而新建的住宅区,都要符合净零碳排,至 2030 年则适用于所有新建筑物。为了收集并传播净零碳排建筑相关知识,市议会也注资成立非政府组织「零碳排杰出建筑中心」(Zero Emissions Building Centre of Excellence )。

温哥华先前就已经相当积极推动节能建筑,加拿大不列颠哥伦比亚省原本就有课徵碳税,2004 年起,温哥华要求公共建筑取得能源暨环境设计标竿(Leadership in Energy and Environmental Design,LEED)金级能源效率认证,2010 年以后,都市变更分区的开发案也都须符合。而 2010 年温哥华举办冬季奥运,兴建选手村,温哥华藉机展示超高能源效率建筑。2011 年,温哥华立下在 2020 年达成「最绿能城市」(Greenest City)目标,2015 年则订下 2050 年达成 100% 可再生能源目标。

能源暨环境设计标竿以及美国冷暖暨空调工程师学会(American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers,ASHRAE)等过去的建筑节能标準,对建筑节能发展有很大贡献,但是,若论及碳排放问题,这些过去节能标準有个共通的不足之处,它们的主要检视目标是能源效率,减少建筑物的能源浪费与能源消耗,但并不衡量到底排放多少二氧化碳。

能源效率标準通常以用电来做为衡量基準,不过,能源效率高的建筑物不代表没有碳排放,而能源效率相同的建筑物,若电力改为来自可再生能源,碳排放就会降到零,因此,若是为了减少大气中的二氧化碳,更直接的目标是净零碳排,温哥华把目标转向净零碳排,这项雄心勃勃的政策,让温哥华成为全球追求永续建筑的最前锋,而在温哥华带头下,许多其他城市可能会相继推出类似的政策。

建筑隔热是改革重点

要达成净零碳排建筑,在寒带的温哥华,最首要任务是改善建筑物的热效率,也就是加强隔热。在温带与寒带国家,建筑所使用能源的最大部分来自于暖房,加强隔热、封闭建筑物漏气的隙缝,可大为减少暖房使用的能源与相关碳排放,但加强隔热能力的好处不只是节能,人为暖房加热空气往往湿度过低,既不舒适也不健康,隔热完善的建筑物,人们在其中大多感觉更加舒适。

市府表示,就政策上来说改善隔热是为了达成净零碳排,但是其实这远不只于如此,重要的是透过政策制定,提供更健康更舒适的建筑环境,让市场体验其优势,然后看看市场会如何发掘其价值。

当建筑物已经兴建完成,才要去更新为能源效率高的隔热建筑,或是加装自有能源如屋顶太阳能,成本往往相当高,效果也不佳,远远不如新建时就设计为净零能源建筑。一开始就有完善配套,更有经济效益,这也是温哥华要推动 2030 年新建筑全盘净零碳排的原因。

温哥华将改革的重点放在建筑隔热上,因为大多数建筑为住宅,住宅不像大型商业大楼,商业大楼安装複杂的中央空调如暖房与换气等各种机械系统,从中最佳化效能,虽然要相当的成本,也要花上好几年时间持续调整,但在大楼总耗能规模庞大下,这些努力得以回收。住宅使用複杂机械系统,则总是无法达到其设计的目标,在住宅想应用相关技术可说不切实际。

温哥华市政府计画人员因此努力寻求施行困难度低、节能效率高的住宅方案,最终发现被动式节能,也就是改善建筑隔热,是最佳选择。彻底完善建筑隔热,可以大幅降低建筑物主要的能源消耗:暖房、换气、热水。一旦彻底隔热,大幅减低散失的能源,就算暖气系统的能源效率差了一点,也没有大碍。

彻底完善建筑隔热的重点,包括採用高效能隔热的窗玻璃如多层气密玻璃等,也必须打断能从建筑物内部把热能传导到外层的热桥,例如混凝土结构延伸到阳台,就成为把屋内热能经结构传导热到阳台散失的热桥,这些结构上的导热因素都要予以绝缘封断,如此一来热能就能好好的保持在屋内,不需一再消耗能源暖房。

对于高层大楼来说,换气是另一项能源浪费的来源,顶楼空调装置吸入外界空气换气时,要把引入的冷空气加热到室内温度,但根据研究显示,这些导入的空气,只有 15% 真正进入大楼的一般区域,只有 8% 渗透人居区域,也就是说大部分用来加热外来空气的能源都浪费了。当大楼彻底隔热后,可以安装热交换换气系统,也就是回收排出热气的热能,把排气的热转移到进气,如此就只需要原本一小部分的能源来将外界空气加热至室温。

这些装置需求已经远超过目前所有的建筑规範,但虽然兴建这样的建筑提高複杂性与成本,事后却不仅能减轻碳足迹,也能减少空调电费。开发商将需要能进行此类新工法的承包商,而温哥华市政府计划以这样的新需求,创造本地的高附加价值就业。

建筑物若结构上需要更精密的系统整合,大部分工作都必须在本地进行组建与安装,不是单纯进口组件可解决的,而高单价零组件如高效能绝缘窗户的玻璃,因为价格不斐,厂商较不愿承受长途搬运途中损坏的风险,也会倾向本地就近供应,因此可创造本地就业机会。

零碳排有地理优势

当然,要迎接这样的商机,本地产业也必须升级,这也是市议会注资成立零碳排杰出建筑中心的目标之一,希望透过中心在产业界交流最新知识技术。

温哥华要达成零碳排有地理上的优势,首先是电力方面,受惠于充沛的水力发电资源,若是住户使用电力暖房,将可达很快到零碳排;位处于寒带也是地理优势之一,因为寒带的需求是暖房,而屋内所有设备以及人体都会排出废热,这些废热可帮助减少暖房能源需求,只要能做好绝缘,有可能完全不需暖房能源。在亚热带、热带,状况则相反,废热需要用冷房空调排出,即使绝缘完善,还是会需要基本的冷房电力。

建筑业者对温哥华市政府的激进理想则抱持部分怀疑,2010 年冬季奥运选手村的经验并不好,当时兴建选手村的开发商因为高能源效率要求而债台高筑,市政府得在奥运结束后数年内介入给予补贴。高能源效率建筑虽然事后可省钱,但造价较高,建筑业者担忧市场对高价建筑的接受度,绝缘技术可能会增加建筑 10~20% 造价,之后经年累月才会慢慢回收,而温哥华房价已经高到大多数人都负担不起。

不过建筑业者也同意零碳排建筑的未来,未来 10~15 年内,许多新技术将能让建筑能达成净零碳排,甚至净负碳排,业者认为温哥华若要成功,要避免因为都市计画者觉得酷,就运用目前尚未成熟的高价低回报技术,重蹈奥运选手村的覆辙,因为同时更好的技术系统,可能再没几年就会上市了。

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