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設計既通風又綠色的建築


建築物消耗了全球 40% 的能源, 在一些大城市中更消耗了 70%, 因此是造成全球變暖的主要原因。
建築物消耗了全球 40% 的能源, 在一些大城市中更消耗了 70%, 因此是造成全球變暖的主要原因

兩次全球危機,COVID-19 大流行病和氣候變化,迫使我們重新思考建築運營的方式。COVID-19 是由一種幾乎完全在室內通風不足的空間內傳播的病毒引起的。一個關鍵的控制策略是儘可能引入較多的室外空氣。去年年底,由來自世界各地的專家組成的柳葉刀COVID-19 委員會特別工作小組提出了新的強化通風目標,此舉標誌著重大變革的開始。 例如,在美國,CDC 正在製定新標準,最近,在白宮的壓力下,建築系統標準制定機構 ASHRAE 宣布將發布在建築物中更高通風率新標準。然而,引入更多室外空氣會帶來能源成本,而且似乎與我們的氣候目標不一致。 建築物消耗了全球 40% 的能源, 在一些大城市中更消耗了 70%, 因此是造成全球變暖的主要原因。政府和企業都雄心勃勃地陸續提出了減少碳足跡的建議。紐約市、波士頓和西雅圖都發佈了新法律,為建築物制定了積極的節能目標,美國最近還宣布了一項新的「聯邦建築性能標準」目標是將能源使用量減少 30%。


健康建築與綠建築有衝突嗎? 簡短的回答是他們不必如此, 有一條可以併行前進的道路。


兩種運動的必要性

首先,我們認識到不能偏向於任一種行動方案。這就是為什麼兩者都是必要的。


《新英格蘭醫學雜誌》、《美國醫學會雜誌》、《柳葉刀》和《科學》等頂級科學期刊上的文章清楚地表明,空氣傳播是COVID-19 的主要傳播方式,它已經殺死了超過 100 萬美國人,並準備從現在起每年殺死超過 100,000 人,以及許多其他呼吸系統疾病。 科學家、醫生、政府官員、企業領導人以及街上任何受過良好教育的人現在都知道,更新鮮的空氣意味著更少的社區傳播。現在,公眾可以使用相對便宜的空氣品質傳感器來評估辦公室、商店或工廠的通風情況。提高對呼吸系統疾病的認識意味著對建築物有更高的期望。


白宮從建築物清潔空氣承諾開始,主要技術單位、高等教育、商業房地產公司和非營利組織已簽署該承諾,此後也宣布了改善室內空氣品質的整體方法:稅收抵免、新的研究資金,通過要求其 1,200 多座聯邦建築的投資組合採用健康的建築策略,並將剩餘的美國救援計劃 (ARP) 資金用於清潔空氣目標。這促使 ASHRAE 表示將在六個月內推出新的通風標準(對於該組織來說速度非常快),我們可以期待這些指南被採納為規範。


最後,健康建築的商業利益正變得越來越明顯。我之前在 HBR 上寫過關於室內空氣品質和認知功能之間的正相關關係,實施成本(每人每年 40 美元)與生產力收益(每人每年 6,500 美元)相比相形見絀。 從那以後,我們在一項針對全美上班族的研究以及另一項針對六個國家 300 多人的為期一年的研究中得到了類似的發現。 在我們的健康建築一書中,哈佛商學院的約翰麥康伯和我展示了對建築健康的投資如何導致生產力提高,從而使組織盈利能力提高 10%。 麻省理工學院的研究人員發現,健康的房產每平方英尺的租金要高出 4% 到 7%,而在宏觀經濟層面,勞倫斯伯克利國家實驗室估計,室內空氣品質的簡單改善可以為美國經濟帶來超過 130 億美元的收益。


在來自自下而上(公眾)、自上而下(政府和標準制定組織)和外部(科學界)的壓力下,公司將發現即使不是不可能,也很難避開健康建築運動。

當然,節能工作也是如此。 客戶、員工、投資者和政府都在呼籲企業減少碳足跡,而建築提供了巨大的機會。


投資者帶頭要求提供有關房地產可持續性績效的訊息。以全球房地產可持續性基準 GRESB 為例,該工具目前對 1,800 多家實體進行評估和排名,並被 170 家機構和金融投資者使用,管理著超過 51 萬億美元的集體資產。

越來越多的建築實現節能目標不再只是錦上添花或可選擇報告的事情,而是必須做的事情。 例如,新的城市級指令,例如紐約市的第 97 號地方法,其目標是到 2030 年將建築能源使用量減少 40%,到 2050 年減少 80%,如果不滿足要求,業主將被處以巨額罰款。波士頓和西雅圖的也有類似規定,美國其他城市也肯定將會效仿。


投資節能建築也有一個純粹的商業案例。我和我的同事估計,在 20 年的時間裡,採用綠色建築標準的美國公司總共節省了 67 億美元的能源成本,更不用說減少污染帶來的連鎖健康效益,包括避免數百人過早死亡和數以萬計的誤工日,額外節省了 40 億美元。 這場綠色建築運動由美國綠色建築委員會的 LEED 認證引領,但世界綠色建築委員會的“淨零碳建築承諾”等新舉措正在設定更嚴格的目標。


綜上所述,我們看到氣候方面的壓力與健康方面的壓力一樣,建築物處於這場拉鋸戰的中間。


建議的解決方案

那麼,我們如何優化才能同時有益於健康和氣候?


給你的建築進行一個調整

「調試」是確保您的建築按照設計方式運行的過程。 我把這比作給你的車調校。 每個有車的人都知道汽車性能會隨著時間的推移而下滑。 建築物也是如此。我們有設計標準,但沒有性能標準,我保證您的建築不會像開業當天那樣表現好,甚至不會像去年那樣的表現。


好消息是,對您的建築物進行調校可以改善室內品質並節省能源和金錢。該過程涉及一些簡單的事項,如系統清潔、性能檢查、洩漏檢查、磨損評估、一般維護。勞倫斯伯克利國家實驗室估計這樣做的成本為每平方英尺 0.26 美元到 0.82 美元,但是,在節能 5% 到 14% 的情況下,投資回報率不到兩年!


最大限度地利用室外空氣

增加通風是減少建築物內傳染病傳播的最佳策略之一。它還具有人們認知功能優勢,並與減少工人缺席有關。您的員工會更少生病並且工作表現更好。從業務決策的角度來看,這是一個明智的選擇。添加熱能回收通風和熱回收通風—在空氣從建築物中排出之前回收空氣中的能量和熱量, 將應該變得司空見慣。


升級你的過濾器

您建築物中的過濾器很可能是 MERV-8 過濾器,目的在保護設備並捕獲大約 20% 的空氣傳播顆粒。 MERV-13 過濾器旨在保護人員,美國政府剛剛強制要求所有聯邦建築物使用,因為它們捕獲 80% 到 90% 並且採用低壓降生產製造出來,這意味著您的 HVAC 風扇贏得了勝利 不必費力地推動空氣通過它們,您就不會付出很大的能源損失。


部署實時室內空氣品質監測網

這是關鍵,因為它是了解如何優化建築物健康和能源的途徑。目前,在構建性能方面,我們是盲目的。室外空氣污染是否造成問題?您達到了這些新的通風目標嗎?確信您建築物中的空氣品質「安全」嗎?(有足夠的信心與員工分享這些數據嗎?)


新型低成本智能建築傳感器平台的進步正在迅速改變遊戲規則,使我們能夠驗證室內空間的性能並執行需求控制通風等操作,即根據人流情況使用 CO2 調整建築物內氣流的過程。 (人是室內 CO2 的主要來源,所以當我們進入房間時,CO2 會上升。這意味著通風率也應該上升。但是當我們離開時,我們不應該浪費能量將大量空調空氣傾倒到室內如空蕩蕩的會議室中。)


努力使建築物中的一切電氣化

隨著該國逐步淘汰燃煤電廠,它正在淨化空氣並揭示建築物中的現場化石燃料燃燒是空氣污染物排放(包括溫室氣體)的重要來源。轉換為使用電力而不是石油或天然氣進行加熱和冷卻的空氣源和地源熱泵之類的東西,使建築物能夠利用為我們的電網計劃的所有可再生能源。


在建築物中使用節能系統

之前的建議有一個問題。目前,由於空調,夏季用電量最高。但我們最新的研究表示,如果所有建築物都轉換為全電動,我們將在冬季轉向高峰使用。為了使每月能源使用圖曲線變平,我們必須在建築物通電時減少能源需求。


除了已經提到的策略之外,還有其他一些策略,例如探索用於調峰的儲能,使用相變材料,並做一些基礎工作,比如添加太陽能電池板。市場上有很多現有技術,隨時可以使用。正如不可接受人們在室內生病的綠建築一樣,擁有良好室內空氣品質但會造成室外空氣污染而損害我們健康的建築也是沒有意義的。我們可以而且必須兩者兼得。


真的可以做到嗎?看看摩根大通位於曼哈頓中城的新總部,由諾曼福斯特設計,(完全披露)我的團隊就健康建築戰略提供建議。這是一座全電力塔,採用可再生能源,最低通風率翻倍,配備 MERV-13 過濾器和即時空氣品質監測系統。 如果您是計劃建造新建築的公司或開發商,但沒有考慮這些功能或不願改造現有建築,如果您不考慮氣候,您可能無法吸引資金或人才,或者如果您不考慮健康, 在不久的將來,您可能會坐擁閒置的資產。

大眾期望已經改變。公共建築物—無論是行政辦公室、呼叫中心、工廠,還是零售和酒店場所—必須既健康又環保、安全又智能。


(By Joseph G. Allen, January 09, 2023)


Dr. J 評論


健康建築和綠建築都是必須考慮而不能偏廢一方, 綠建築是為了地球好, 健康建築是為了人們好, 兩者對所有的建築開發商都是在未來設計案中必須同時兼顧的,而佈署室內空氣品質監測儀將可提供建築物健康及節約能源的指標來運用, 未來如何讓建築物使用再生能源, 即綠能, 也是值得開發的事宜, 更何況研究亦顯示, 投資於綠建築及健康建築的案例將對成本節省及營業利潤有一定程度的貢獻, 值得所有企業在永續經營路途上應採取的重要策略。



 

TIEQM 台灣室內環境品質管理協會,持續與產官學密切互動,定期舉辦實務研討會,進行國際相關協會交流,建立相關技術指引,集結本會各專業領域顧問,提供健康室內空氣品質標章、安淨標章、室內空氣品質監測儀認可制度認與室內空氣品質問題整體解決方案,給予場域可視化的場域標示,讓民眾能選擇擁有良好室內空氣的環境。www.tieqm.com

 


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