零碳科技：建筑深度能源改造可以减少 50-75% 的碳排放

联合国的一份报告指出，建筑物的建设和运营占全球能源消耗的36%。建筑物的寿命可以跨越几十年甚至几个世纪，如果我们只关注新建筑，很难实现减少温室气体的全球目标。预计到2050年，超过70%的现有建筑物仍将屹立不倒。此外，与从头开始建造同一建筑物相比，改造现有建筑物可以减少 50-75% 的碳排放。

加拿大绿色建筑委员会 （CaGBC） 估计，仅对大型建筑深层能源改造就可以将建筑部门的排放量减少多达 51%。因此建筑行业应当开发更好的工具来测量现有结构中的隐含碳，其中包括建筑材料的制造、运输、安装、维护和处置产生的温室气体排放。

深度能源改造（DER，Deep Energy Retrofit）是指对建筑围护结构和其他建筑系统进行改造，从而形成高性能建筑。一个成功的DER将导致非常低的改造后能源使用，并为建筑的耐久性、舒适性和室内空气质量（IAQ）带来好处。DER还可以增加建筑物的可用空间或舒适度。

深度能源改造通常被定义为对现有建筑进行重大更新，从而节省能源和超过 30-50% 的运营温室气体排放量。深度改造还可以降低运营成本，改善热舒适性和室内环境质量，并提高资产价值。

深度改造效果显著

为了证明深度能源改造的潜在节能和隐含碳效益，加拿大联邦政府开展了一个重要的项目，以多伦多一座建造于 1950 年， 408,800 平米的办公楼为试点，最终能源消耗减少69%，温室气体排放量减少80%以上。

该项目证明老化的办公楼可以改造得比新建筑更好，除了采用如地源热泵、先进的热回收和屋顶太阳能光伏板等技术之外；建筑原有的混凝土和钢结构几乎全部被重新利用，有效地锁定在现有材料中，避免了近7,800吨的隐含碳排放。

除了减少碳排放外，该项目还通过追求WELL建筑标准，为居住者的健康和福祉做出了贡献。该项目还通过支持有身体、感官和认知障碍的居住者，推进了无障碍的渐进式标准。

深度改造作为教学工具

教学楼也是深度能源改造的成熟目标。大多数（如果不是全部）大学都设定了雄心勃勃的可持续发展目标，建筑是校园生活的重要组成部分。随着它们的翻新，它们成为减少排放的创新方法的教学工具，并展示推进能源转型的新技术。

加拿大卡尔加里大学的 MacKimmie 综合大楼

卡尔加里大学 MacKimmie Complex（一座 353,000 平方英尺的以学生为中心的建筑）的深度能源改造将能耗降低了 80%，并获得了 CaGBC 的零碳设计认证。改造策略使 8,500 吨封存的碳在混凝土结构中得到再利用。在操作上，以前建筑的能源使用强度 （EUI，Energy Use Intensity） 为 500。改造的目标是 125-200 的 EUI，但 MacKimmie 综合大楼被进一步推到 75，EUI 降低了 85%。

（注：建筑物的能源使用强度（energy use intensity）是指建筑投入使用后，其运营和维持所需的能源。该指标是建筑面积和年能耗的比例，单位为能耗每年每平方英尺 (kBtu/ft2/yr)，通常称为 EUI。通过计算建筑物的 EUI，建筑师可以更好地预测项目的年度公共运营成本。）

除了投资的经济回报（改造成本25年即可回收）外，该大学还利用该建筑作为教学工具，并通过大学的“校园即学习实验室”计划进行进一步研究。

深度改造作为宣传案例

博物馆在21世纪初掀起了一股建筑热潮，但庞大的能源开支带来了沉重负担。现在，随着运营成本的上升和资本预算的紧张，深度能源改造可以帮助减轻一些财务负担，同时改善博物馆空间。

卡尔加里格伦博博物馆

位于加拿大卡尔加里的 Glenbow 博物馆目前正在进行一项耗资 2.05 亿美元的结构翻新工程，通过结合自然采光和临街入口，彻底打开和改造可追溯到 1970 年代的狭窄空间。通过内部和外部翻新进行的物理改造旨在将 Glenbow 展示为社区重新构想的地方。

与新博物馆建筑相关的成本相比，翻新后的博物馆的总成本大大降低。目前，Glenbow Revitalization 预计每平方英尺约 450 美元，而新建建筑的价格为每平方英尺 1,000-1,100 美元。

翻修还避免了新建一个博物馆带来的56,000 吨新碳，并且由于建筑物未被拆除，还使 38,000 吨混凝土被重新利用。

小结

既有建筑维护改造是我国建筑行业的一个新兴领域，形成和发展历史较短。进入 21 世纪后，我国既有建筑维护改造业务才慢慢在全国起步、发展。既有建筑维护改造作为新兴的工程领域目前处于逐步发展和规范中，专业机构和实力企业较少。

国内城市发展大致可分为三个阶段：第一阶段，新建为主；第二阶段，新建与既有建筑综合改造、城市更新并重；第三阶段，既有建筑综合改造、城市更新为主。目前，我国既有建筑面积约 800 亿平方米，随着使用年份增加、建筑材料自然老化、设计施工缺陷、规划调整、规范变更、地震损坏等原因，以及国家对抗震要求和标准的提高，不少既有建筑亟需改造，这也将刺激既有建筑维护改造行业的迅速发展。

既有建筑维护改造技术是对传统技术研究改良创新的重要突破，在国家创新驱动发展战略和建设资源节约集约利用型社会的背景下，既有建筑维护改造技术的推广和运用，使城市发展从第一阶段转化到第二阶段、第三阶段成为可能，是城市建设形态转型的必定需要使用的技术，既有建筑维护改造业务是推动城市建设更新发展的必要业务形态。既有建筑维护改造作为一个新兴领域，是对传统建筑技术和业态的创新和应用，是我国实现碳达峰、碳中和承诺的一项有效举措。

国际能源署 2021 年的一份报告预计，现有住宅建筑需要以每年 2.5% 的速度进行改造，才能实现到 2050 年实现净零排放的目标。

住房和城乡建设部2022年印发的《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》提出，到2025年，完成既有建筑节能改造面积3.5亿平方米以上，而这和现有既有建筑相比，还有很大距离。

友绿智库认为，未来既有建筑改造将成为建筑行业的重要分支，并快速发展，或许将诞生新的独角兽企业。

部分素材来源：世界经济论坛