自 20 世纪 80 年代以来，“绿色建筑”从一些批评家眼中的对环境问题装模作样，转变为建筑业的基本指导原则。这种转变背后的原因是什么？ 自我保护：绿色建筑可以保护宝贵的自然资源，保持我们的生活质量，最重要的是，最终可能有助于保护我们的星球。
建筑业贪婪地消耗着自然资源，其中一半是不可再生的。
据世界观察研究所称，该行业每年消耗世界 40% 的原石、砾石和沙子以及 25% 的原木[1]。最新数据还显示，它占空气污染的 23%，饮用水污染的 40%，垃圾填埋场废弃物的 50%[2]。
但是，建筑业不仅仅消耗材料，它还创造了建筑环境。
从内部看，建筑考虑不周会给居民和工人带来健康问题。例如，办公室的“病态建筑综合症”，由于供暖和通风[3]不足以及缺乏自然光，导致员工缺勤和工作效率低下。从外部来看，自然光和空气质量等因素是规划绿色城市和地区时的一个主要问题，因为它们不仅影响“生活质量”，还影响着生活本身。例如，空气质量差被认为会增加心绞痛[4]的风险，仅在英国每年就有多达 36,000 例死亡与空气污染有关。[5]
然而，现有建筑实践造成的危害甚至超过了这一点，构成人为气候变化主要原因的大量碳排放物正威胁着地球本身。根据政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 最新报告，如果目前的变暖速度不放缓，到 2052 年地球将达到并超过关键的 1.5°C 基准[6]。
该报告还指出，变暖是人为排放直接造成的后果，其中 38% 的能源相关排放来自建筑物——28% 来自运行排放，10% 来自材料和建筑[7]。2021 年第 26 届联合国气候变化大会设定的目标是到 2030 年全球排放量减半，到 2050 年实现净零碳排放[8]。如果建筑业不彻底改变其做法，这些目标就无法实现。
绿色建筑这个概念本身并没有指明特定的建筑形式。任何建筑都可以是绿色建筑，无论是家庭、办公室、学校、医院、社区中心，还是任何其他类型的结构。由于气候和文化等因素，以及不同的环境、经济和社会优先事项，国家和地区之间会存在差异。
相反，绿色建筑的定义描述的是其建造背后的原则。“绿色”建筑是指建筑在设计、建造或运营中尽量减少或消除对气候和自然环境的负面影响，甚至可以改善它们。
这一设计原则意味着许多绿色建筑具有共同的特点，例如高效利用能源、水和其他资源，使用可再生能源，包括太阳能、空气或地源热泵。
绿色建筑将采用无毒、合乎道德和可持续的材料建造。这些材料可能是在本地采购的，避免长途进口货物产生的碳排放。通常会采取措施来减少污染和废弃物，并促进再利用和回收。
绿色建筑内的空气质量将会很高，因为居住者的生活质量是其设计、建造和运营时的首要考量。其设计还力求让建筑“面向未来”，使其适应未来的环境或技术变化。
有利于盈利
采用绿色建筑方法从环境角度来看不仅意义重大，它还有很强的商业价值。它给业主带来了更高的入住率和更低的运营成本，高物业价值可以让开发商获益，而住户可以通过节能和节水，节省水电费。
[9]例如，英国最近的一项研究将 336 个绿色认证建筑与 2003 年至 2014 年间建造的约 2,000 个非认证建筑项目进行了比较，从建设日期和县域位置方面对项目进行了匹配。研究发现，绿色认证建筑的租金增加了 13.3%-36.5%。同样，美国对全球房地产市场的研究报告显示[10]，绿色建筑，无论是新建筑还是翻新建筑，其资产价值比传统建筑高出 10%。
该研究还显示，业主报告说运营成本显著降低。五年来，新建筑的平均节约率为 16.9%，翻新建筑的平均节约率为 14.6%。在这项研究中，沙特阿拉伯的表现最好，47% 的受访者表示销售点的价值更高，34% 的受访者受益于更高的租金率，41% 的受访者实现了更高的租出率。
绿色建筑的好处被概括为“人、地球和利润”，这表明绿色工作场所和住宅的许多好处归根结底是在其中生活和工作的人的健康和福祉。
美国一项的研究发现，绿色办公室内部空气质量的改善有助于减少受哮喘、呼吸道过敏、抑郁和压力影响的缺勤和工作时间，并有助于自我报告的工作效率改善。[11]代表美国绿色建筑委员会 (USGBC) 进行的一项调查还发现，绿色建筑“为雇主带来了吸引一流人才的招聘优势”[12]。
绿色建筑技术
建筑行业的传统材料在碳排放方面本来表现就很差。无论是水泥、砖块、玻璃还是石膏，这些材料在制造过程中都需要高温，从而消耗大量能源并排放大量二氧化碳 (CO2)。每生产一吨水泥，就释放大约 600 公斤二氧化碳，因此，水泥制造占世界二氧化碳排放量的 8%[13]，而新制砖的二氧化碳排放量为 258 公斤[14]。
有些措施可以改变这一点。人们正在寻找传统建筑技术的替代方法和智能技术，以最大限度减少能耗，进而减少碳排放。
其中一个策略是开发现有建筑材料的同类绿色材料。就混凝土而言，二氧化碳可以被捕获并泵入混凝土中，从而永远将其锁住[15]。这也可能改善所得材料的特性。注入的二氧化碳与水泥中的钙离子发生反应，产生更多碳酸钙，并有可能让混凝土承受更大的载荷。“绿色混凝土”的另一个方案是地聚物水泥 (GPC)[16]，它可以减少多达 80%-90% 的二氧化碳排放。GPC 用粉煤灰等工业废料取代水泥混合物中的钙和硅，然后用碱活化。
人们还开发出了“绿色钢铁”，用可再生电力和氢气取代传统矿石制钢所需的焦煤。但这项技术还处于起步阶段。SSAB、LKAB 和 Wattenfall 合资的瑞典财团项目 HYBRIT（氢能突破性炼铁技术）[17]试运行，于 2021 年 8 月向卡车制造商 Volvo AB 交付了第一批绿色钢铁，但要到 2026 年才能开始全面商业化生产。
另一种方法是减少制造结构部件过程中的碳排放。例如，夯土砖将潮湿的泥土混合物和砾石或粘土等硬质物质与混凝土等稳定元素混合，夯实即可形成致密的硬墙壁。夯土砖的采购和形成过程减少了对环境的影响，这种材料还可以帮助稳定建筑物的温度，让建筑物冬暖夏凉[18]。
作为钢铁和混凝土的可持续替代品，含碳的结构木材越来越普遍。此类木材采用树脂设计，可生产出交叉层压木材和层压单板木材等新木材，形成高达九层高的木块结构[19]。
还有一些新技术正在涌现，以解决在用建筑的碳排放问题。例如，冷屋顶采用反射涂料和特殊瓷砖，它吸收的热量较少，反射掉大部分太阳辐射。这减少了吸热和热发射，冷屋顶可将温度降低 28°C 以上。由此，人们对空调的需求减少，能耗随之减少，从而减少了发电厂的累积温室气体排放。
也可以通过利用技术减少浪费来减少碳排放。每时每刻平均都有 30%-40% 的商业建筑处于空闲状态。建筑物、区域或房间空闲时，传感器可以利用运动探测器、RFID 扫描仪和门禁卡阅读器等电子设备，自动关灯并调整 HVAC、制冷、供暖和通风选项，最多可节省 30% 的能源开支。
有一项节能技术即将实现，那就是电子智能玻璃 (ESG)，它利用微小的电信号来改变窗户反射的日照量。ESG 可以集成到建筑控制系统，使用者可以选择遮挡多少日照，从而降低供暖、通风和空调成本。
扩大规模
然而，对于所有这些智慧和创新成果而言，单个绿色建筑对碳排放的影响是有限的。要真正对净零排放目标产生影响，整个区域（如果不是整个城镇的话）都需要按照绿色建筑原则发展。
如此规模的绿色建筑的积极影响可以通过其他环保措施放大，如可持续交通、废弃物管理系统和基础设施。例如，向零排放移动出行解决方案的过渡，比如 Abdul Latif Jameel Energy 旗下的 FRV 在西班牙开发的氢气移动出行项目，可以帮助减少地面污染、改善公共领域。
其他设计元素可能包括透水路面、用于交通运输的绿色空间和自行车道、用于街道照明的综合热源和电源，以及用于处理垃圾的区域供暖和堆肥。
城市和社区规模的电池储能系统 (BESS) 可以确保全天候持续供应可再生能源，在城市发展中推广绿色建筑原则。例如，FRV 及其创新机构 FRV-X 已经在英国多塞特孔湾、西萨塞克斯郡 Contego 、艾塞克斯 Clay Tye和澳大利亚昆士兰州 Dalby 太阳能和 BESS 混合动力工厂参与了 BESS 开创性项目。FRV 于 2022 年秋在英国收购了另外两个 BESS 项目，以及希腊 BESS 项目的多数股权。
Abdul Latif Jameel 的另一家企业 Almar Water Solutions 将展示先进技术如何帮助提高水系统的质量和效率。Almar 最近与物联网专家 Datakorum 合作，与 e& Enterprise（前身为 Etisalat Digital） 签订了阿布扎比水和能源基础设施智能通讯项目合同。该项目旨在确保为客户提高效率，帮助本地水基础设施的数字化，加速运营改进和智能电网的准备。
与绿色建筑一样，“绿色”城市或地区因气候、习俗和商业情形而异。例如，在中东和非洲等缺水地区，减少用水技术的回报期要快于水资源较多的地区。同样，温带城市区域供暖技术的回报期可能比寒冷地区的城市要长得多。
这不仅仅是一个远大的抱负。这样的绿色社区已经在世界各地蓬勃发展。例如，斯德哥尔摩的 Hammarby-Sjöstad[20]，以前是一个破旧的、未充分利用的工业区，现在是蓬勃发展的“生态村”。
这里的交通系统让 25,000 位居民获益，该系统的每户家庭二氧化碳排放量比附近类似地区少 30%-40%，这主要是因为私家车出行量减少了 40%。
它还拥有废水处理系统，其中的热水用于当地供暖系统，能源成本显著降低 32% 至 39%。
绿色建筑的障碍
开发绿色地区的难题在于，目前开发商要为更高的建设成本支付约 10% 的溢价[21]。尽管长期运营成本较低，但初始成本增加令潜在投资者望而却步。
等开发项目将开发商和运营商的角色相结合，避免了这种情况。马斯达尔城由 Masdar 建造，它是阿布扎比主权财富基金 Mubadala 的发展机构。该城拥有中东最大的光伏设施之一，围绕着一个巨大的中央风洞建造，凉爽的微风不时拂过，即使在夏天，工人和居民也可以舒适地四处走动。马斯达尔城的租户包括通用电气、洛克希德马丁公司、三菱重工、施耐德电气和西门子等一流公司。建筑物由低碳水泥、90% 的再生铝和当地采购的材料建造而成，其能源和水资源需求比平均水平低 40%。[22]
马斯达尔城的建造达到 Estidama Pearl 评级系统最低 3-Pearl 等级。该系统是衡量建筑绿色程度的建筑能源标准之一，最常见的标准有美国制定的 LEED（能源与环境设计认证）、英国的 BREEAM（建筑研究院环境评估方法）和 NABERS（澳大利亚国家建筑环境评级体系）。
如果没有 Mubadala 等主权财富基金投资绿色建筑、地区和城市，政府和国际机构可能就需要介入，鼓励甚至迫使开发商承担额外的初始成本。许多国家/地区都在这样做。
2021 年 9 月最新《全球建筑建造业现状报告》显示，80 个国家在国家或地方层面上制定了强制性或自愿性建筑能源规范，其中 43 个国家在国家一级制定了住宅和非住宅建筑强制性规范[23]。
例如，2018 年 CARICOM 区域能源效率建筑规范 (CREEBC) 目前正在整个加勒比地区施行，而摩洛哥和突尼斯则制定了覆盖整个建筑行业的强制性建筑规范。其他非洲国家/地区也在引入各种规范。加纳和尼日利亚的规范涵盖了该行业的一部分，埃及和南非则制定了自愿性规范。博茨瓦纳、布隆迪、喀麦隆、科特迪瓦、加纳、冈比亚、肯尼亚、塞内加尔、坦桑尼亚和乌干达也在制定自己的规范。[24]
与此同时，尽管新冠疫情蔓延，但 2020 年全球建筑业能效投资出现前所未有的增长，从 2019 年的 1,650 亿美元增长到约 1,840 亿美元，涨幅达到 11.4%，主要是欧洲针对性的政府支持带来的。自 2015 年以来，该行业能效投资年增长率首次超过 3%。
总的来说，净零排放正逐步推进，但正如联合国所说，这确实需要成为一场“净零排放竞赛”，需要更大的紧迫感。绿色建筑及其带来的效益需要成为常态，而不是创新。人们需要认识到，绿色建筑是唯一能够实现净零排放、保护环境和维护生活方式的建筑。
[1] Hawken, P., Lovins, E and Lovins, H, Natural, Capitalism – Creating the next Industrial Revolution, Little Brown and Co., 2,009 369pp.
[2] Brown MT, Bardi E. Handbook of energy evaluation. A compendium of data for energy computation issued in a series of folios. Folio #3: Energy of ecosystems. Center for Environmental Policy, Environmental Engineering Sciences, University of Florida, Gainesville; 2011.
[3] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2796751/#:~:text=The%20sick%20building%20syndrome%20(SBS,or%20cause%20can%20be%20identified.
[4] https://tinyurl.com/2vwvyjnd
[5] https://www.newscientist.com/article/2263165-landmark-ruling-says-air-pollution-contributed-to-death-of-9-year-old/
[6] The Intergovernmental Panel on Climate Change, Climate Change 2021: The Physical Science Basis, August 2021, https://www.ipcc.ch/sr15/
[7] UN Environment Programme 2020, Global Status Report for Buildings and Construction: Towards a zero-emissions, efficient and resilient buildings and construction sector, 2020, https://globalabc.org/sites/default/files/inline- files/2020%20Buildings%20GSR_FULL%20REPORT.pdf
[8] https://www.unglobalcompact.org.uk/race-to-zero/
[9] https://nbs.net/green-building-has-a-strong-business-case/
[10] https://proddrupalcontent.construction.com/s3fs-public/WorldGreen-2021-SMR-29Oct.pdf page 26 and 29.
[11] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2920980/
[12] https://www.usgbc.org/articles/employees-are-happier-healthier-and-more-productive-leed-green-buildings
[13] https://www.nature.com/articles/d41586-021-02612-5
[14] https://henninglarsen.com/en/news/archive/2017/09/28-recycled-bricks-reduces-co2-emissions-by-1-millionplus-kg/
[15] https://arstechnica.com/science/2021/07/quest-for-green-cement-draws-big-name-investors-to-300b-industry/?comments=1
[16] https://www.cbre.co.uk/insights/articles/is-green-cement-making-concrete-progress
[17] https://www.theguardian.com/science/2021/aug/19/green-steel-swedish-company-ships-first-batch-made-without-using-coal
[18] https://designbuild.nridigital.com/design_build_review_april19/the_rise_of_green_technology_in_construction
[19] https://polandweekly.com/2022/05/25/clt-wood-has-conquered-the-world-now-its-time-for-poland/
[20] https://www.mckinsey.com/capabilities/sustainability/our-insights/building-the-cities-of-the-future-with-green-districts
[21] https://www.mckinsey.com/capabilities/sustainability/our-insights/building-the-cities-of-the-future-with-green-districts
[22] https://www.cityscape-intelligence.com/architecture/why-masdar-worlds-most-sustainable-city
[23] https://globalabc.org/sites/default/files/2021-10/Buildings-GSR-2021_EXECUTIVE-SUMMARY_ENG_14-10-21%20FIN2.pdf2
[24] https://globalabc.org/sites/default/files/2021-10/Buildings-GSR-2021_EXECUTIVE-SUMMARY_ENG_14-10-21%20FIN2.pdf2
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