新建築旨在生產能源,而非消耗能源

儘管淨零的定義仍然比較寬泛,但通常指的是建築物產生的能源與其消耗的能源相當

幾年前在佛羅里達州中部,約翰·桑塔爾皮亞有了一個想法。 他是一家信用合作社的總裁兼執行長,並認為他需要做些什麼來改善其形象。

“我們是一家中等規模的信用合作社,競爭非常激烈,”桑塔爾皮亞說。“我們想要脫穎而出。”

他和他的同事在萊克蘭找到了一塊地,那是一個大約有10萬居民的城市,上面有一家冰淇淋店。 桑塔爾皮亞知道社群不會贊成失去這家冰淇淋店,因此決定圍繞它為他的信用合作社建造一座旗艦建築。 不管是什麼樣的建築,他都想讓它變得綠色環保。 最終的結果是該州第一座商業淨零能耗建築。


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“金融機構通常不願嘗試新事物,”設計該建築的 Straughn Trout Architects 的可持續設計師 Tim Hoeft 說。

Hoeft 說,不同之處在於桑塔爾皮亞對新技術感興趣,並且被佛羅里達州當時還沒有淨零商業建築這一事實所吸引。 桑塔爾皮亞希望他的建築成為第一個。

儘管淨零的定義仍然比較寬泛,但通常指的是建築物產生的能源與其消耗的能源相當。 美國能源部網站列出了該國正在執行的八座淨零能耗商業建築。 大多數規模較小,且位於氣候溫和的環境中。 但能源部的資料可能具有誤導性,因為它依賴業主自願提交其建築物的資訊。 在新建築研究所,技術總監馬克·弗蘭克爾估計,實際數字可能接近 25 座,另有約 50 座正在建設中。

桑塔爾皮亞的建築是不在能源部名單上的建築之一。 透過建設和品牌重塑過程,信用合作社的名稱從 Community First 更改為 Magnify,部分原因是為了反映一種新的綠色身份。 將建築物打造為淨零能耗建築的決定是自然而然演變而來的。 首先,桑塔爾皮亞和他的同事研究了根據美國綠色建築委員會的能源與環境設計領導力計劃對該建築進行認證的可能性。 一旦他們弄清楚如何做到這一點,他們就開始考慮在屋頂上安裝太陽能電池板。

“然後我們問,‘需要多少太陽能電池板才能實現淨零?’”他說。

在建設期間,桑塔爾皮亞向當地的設計和建築專業人士以及當地公用事業公司尋求幫助。 他們最終建造了一棟矩形建築,面積略超過 4,000 平方英尺,天花板很高,屋頂向上傾斜。 它於 2009 年 8 月開放。

該建築將其控制系統與“雙層屋頂”概念相結合。 其頂層太陽能電池板可遮擋直接熱量。 屋頂層之間的空間及其坡度有助於熱空氣對流,即上升和擴散,而不是升高建築物內的溫度。

屋頂上的太陽能電池板產生能量,但建築物在需要時仍會從電網中獲取電力。 其他節能機制包括使用能源之星認證的電器、使用裝置遮擋佛羅里達州炎熱的陽光照射室內以及應用高效能絕緣材料以進一步減少太陽熱量。 去年 10 月的一份水電費賬單證實了淨零宣告,賬單顯示該建築物產生的電力多於其使用的電力。 面板中產生的能量有 45% 返回電網。

信用合作社大樓的一側距離冰淇淋店 3 英寸,並有一扇窗戶可以窺視店內。 有時,人們可以直接在那裡購買冰淇淋。

冰淇淋店的能源消耗不包含在 Magnify 的水電費賬單中。

淨零在蓬勃發展的行業中具有潛力
至少在理論上,擁有淨零目標的創業者可以從中獲取大量資金。 根據商業建築聯合會 (CBC) 的資料,每年有超過 6000 億美元用於商業建築的新建和翻新。 但是,將這項技術應用於商業建築——商業建築消耗了該國 40% 的能源,並佔其溫室氣體排放量的 40%——是一項挑戰。

上個月,奧巴馬總統宣佈了“更優建築倡議”,該倡議設定了一個目標,即在未來十年內將商業建築的能源效率提高 20%。

根據它們的定義方式,淨零能耗建築可能會將奧巴馬設想的目標更進一步。 通常,淨零指的是建築物消耗的能源不超過其產生的能源。 一旦建築物投入執行,它們必須滿足施工前設定的能源規則,才能保持淨零宣告的真實性。

CBC 上個月釋出的兩份報告詳細介紹了新建築物實現淨零能耗狀態的方法。

CBC 是一個傘式組織,包括 430 多個代表商業建築利益的組織,它表示淨零還沒有正式的定義。 兩份報告都提出了實現這一目標的“方向性目標”。 其中一份報告側重於技術障礙,而另一份報告則著眼於市場障礙,如建築規範和標準。

節能聯盟專案高階副總裁傑弗裡·哈里斯表示,人們談論的淨零規模是將能源消耗從今天的水平降低 80%。

哈里斯說,淨零建築應該是相對較薄的 H 形,帶有庭院、高天花板和自然光照,他參與了報告的撰寫。

它們的小型單層尺寸為淨零建築提供了充足的日光。 溫和的天氣環境使它們能夠減少空調和供暖的使用。 也很難將它們放置在城市環境中,因為附近建築物的陰影會影響自然光照。

“保持建築標準的靈活性”
使用現有技術建造許多此類建築的一個意外後果可能是導致成群的小型低層建築在蔓延的區域中分散開來。 CBC 不希望這種情況發生。

避免這種情況的一種方法是靈活地對待標準。 哈里斯說,一棟新的 30 層建築可能需要是三層建築 10 倍的能源,但它仍然可以在每平方英尺的基礎上產生同樣多的能源。 那棟 30 層建築可能無法自給自足,但它仍然可以節省能源。

哈里斯確定了幫助實現淨零的三個直接領域:整合設計、高效控制系統和終身效能保證。 換句話說,建築的設計過程必須包括來自各級別設計師的意見。 其控制系統必須協同工作,並且需要一個系統來監控其效能。

哈里斯將整合設計描述為“確保新建築團隊引入能源效率團隊,以考慮一個系統的變化如何影響另一個系統”。

美國州能源官員協會專案經理戴安娜·林表示,該過程可能包括照明設計師、工程師、承包商和其他“下游參與者”。

林說:“通常,建築業主帶著一個想法進來,然後建築師進行設計”,然後就停留在那裡。 結果可能是無法理解建築物的許多不同系統如何協同工作。 讓所有級別的設計師在早期階段參與進來,將使他們有機會提供意見。 林說,這也有助於開發商瞭解建築物的不同系統如何相互作用。

Magnify 大樓採用了 CBC 報告後來提出的許多相同的建築流程,對於一家信用合作社來說是一項雄心勃勃的冒險。 對它的投資可能需要 15 年才能收回成本。 桑塔爾皮亞說,所有的新聞報道和關注都帶來了新客戶。 但大多數中型信用合作社都無法承受等待那麼長時間才能收回資金。

桑塔爾皮亞說,Magnify 是其所在縣資本最高的信用合作社之一,並且已經存在了 50 年,因此它可以負擔得起這樣的專案。 但他沒有從該地區周圍的其他銀行那裡聽到太多關於這座建築的訊息。

“我們沒有其他銀行股東給我們的壓力,”他說。

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