零能耗建筑——新技术如何使城市生活与自然和谐平衡

Idea
Sustainability

说到与环境和谐共处,它真正的意涵是什么?随着当前技术的进步,这并不意味着你要卖掉所有的世俗财产,搬到旷野乡村的小屋里。事实上,所谓的“零能耗建筑”是指你可以在城镇中心生活或工作,同时完全实现能耗自给。

零能耗住宅或办公室产生的能量应至少与所消耗的能量一致。因此,如果要实现真正的可持续发展,零能耗建筑是绝对必要的,尤其是在城市。预计城市能源消耗未来将增长 27%,而目前,建筑消耗了全球所有能源的40%,超过了任何其他行业!

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净正能耗的益处

零能耗建筑(NZEB)通常不是“自给自足”。相反,它们通过产生与耗能相等或多于耗能的清洁能源来补偿其耗能,并向电网回馈能源。

虽然建筑物可以实现零能耗而无需通过任何外部认证,但一些第三方认证可以提供指导方针、提高透明性并确保责任性。例如,未来生活研究所(Living Future Institute)提供了零能耗建筑认证。它验证了建筑业主对支持和促进可持续发展做出的承诺,并且提高了商业建筑及在其中运营的业务的环境资格。

有利于自然就有利于商业

商业建筑的业主很高兴地发现,他们的建筑实际上可以产生足够的剩余能量用来销售。没错,零能耗甚至可以产生“净正”能源,为业主带来可靠的新利润来源。

实现零能耗正在成为一个更为现实的目标,尤其考虑到替代能源发电和资源节约解决方案的成本正在下降。转向净零耗能所需的投资对于许多企业而言已经可以负担,而且零能耗也正在成为私宅房主们的一个更加可行的选择。尽管近期的化石燃料价格较低,但预测其售价仍将不断上涨,零能耗的发展将受到进一步的推动。

许多公司都在顺势而为。诚然,可持续发展认证有时被认为是良好绿色行为的标志,但是大多数公司选择绿色解决方案的原因并非在于实现短期的形象提升,它们了解可持续发展的长期价值。简单而言,绿色投资有利于守住底线。

在波特兰零能耗被动式节能建筑 B&B 酒店住上一晚 在波特兰零能耗被动式节能建筑 B&B 酒店住上一晚
在波特兰零能耗被动式节能建筑 B&B 酒店住上一晚

实现可持续建筑的方法

当然,还有许多其他科技和技术可以用于降低能耗或改善建筑物的环境足迹。虽然其中大多数并不像零能耗那样雄心勃勃,但它们显然也在朝着正确的方向前进。

许多技术革新使建筑转变为显著、全面的绿色建筑成为可能。太阳能、风能、热能和生物质能都可以就地发电,甚至将电输送回电网。德国等国家甚至通过法律保障了这种能源的有利价格!建筑物也可以使用更少的能量加热,这在很大程度上归功于被动式绝缘技术。

“如果要实现国家确定的可持续发展目标,最终节约地球资源,相关政府部门和私营企业都需要采取行动,共同实施最新的技术解决方案,实现真正的节能。”

Andreas Schierenbeck, CEO of thyssenkrupp Elevator

实现零能耗需要合作

实现广泛的可持续发展需要所有人的合作,包括企业、政府、消费者、研究机构、慈善机构等。类似地,实现建筑物零能耗需要对各个方面进行严格的重新评估,并在必要时进行重新开发。

在弗劳恩霍夫可持续能源系统中心(CSE)建筑技术展厅可以看到很多零能耗新技术。这一“试验场”位于波士顿的“创新区”,它不仅对可持续能源系统进行了初步的研究,还向参观游客展示该系统。

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Every part of a building must contribute

Even elevators must make a contribution to net-zero energy consumption, for instance by creating space savings that can, in turn, help reduce the size of the building envelope. For instance, TWIN elevators can save up to 27% of energy when compared with other technologies, and reduce the electrical power required by half.

But new regenerative technologies go one step further, by actually using the braking mechanism to generate electricity when in use. As noted in a previous URBAN HUB story, the elevators used in the new One World Trade Center in New York generate enough energy to power the lighting system of the entire building.

Sustainable technology isn’t just for new buildings either. Shifting from geared to gearless elevators at the Grand Avenue Courtyard office building in El Segundo, California, USA, reduced elevator electricity consumption by 58.5%. And regenerative technologies can be immediately introduced into almost any existing elevator system.

建筑物的各个组成部分都要作出贡献

电梯也必须为零能耗做出贡献,例如节省空间,帮助缩小建筑结构尺寸。再如,相比其他技术,TWIN 双子电梯可以节省高达 27% 的能量,所需电力可以减少一半。

但是,通过使用制动机制实现升降期间发电,再生技术可以得到进一步发展。如之前的 URBAN HUB 文章所述,纽约新的世贸中心一号楼使用的电梯可以为整栋建筑的照明系统提供足够的能源。

可持续发展技术并不仅仅适用于新建筑。美国加利福尼亚州埃尔塞贡多市的 Grand Avenue Courtyard 办公大楼从使用有齿轮电梯转向无齿轮电梯,将电梯耗电量减少了 58.5%。再生技术可以立即引入几乎任何现有的电梯系统。

全球零能耗建筑

虽然目前零能耗住宅多于零能耗商业建筑,但零能耗建筑在这两类建筑中的数量都在增加。以下是产生的能量与耗能至少一致的一些大型建筑示例。

 

“电梯在我们的建筑中经常被忽视,但实际上,电梯是实现更加节能的未来的核心。Thyssenkrupp最终解决了一个被认为没有解决方案的问题,这将给现有电梯转为零能耗装置产生巨大的影响。”

Andreas Schierenbeck, CEO of thyssenkrupp Elevator

零能耗发展前景

除了产生比其耗能更多的能源,建筑物还能如何改进?如果每栋建筑和每个家庭都能产生盈余的能源,也许未来的技术最终可能会使传统的发电量翻倍。而现在,只是使用新的零能耗技术实现现有建筑的现代化就足够了。

同时,建筑物可以超越能源领域,并寻求将零能耗或净正能耗技术应用于水资源、废物处理等其他领域。事实上,“净正水资源”和“净正废物排放”是目前市场上使用的最苛刻的绿色认证术语。Living Building Challenge 网站提供了有关这些术语的含义及其应用方式的详细信息,为世界各地的城市和人们创造一个可持续发展的未来。

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