建筑物占全球溫室氣體排放量的 39%；

減少建筑物的碳排放對(duì)于到 2050 年實(shí)現(xiàn)凈零排放至關(guān)重要；

高效的零碳建筑利用現(xiàn)有的、具有成本效益的技術(shù)來減少排放，同時(shí)增加當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)的健康、公平和經(jīng)濟(jì)繁榮。

減少建筑物的碳排放對(duì)于實(shí)現(xiàn)巴黎氣候目標(biāo)和到 2050 年實(shí)現(xiàn)凈零排放至關(guān)重要。建筑物占全球溫室氣體排放量的 39%，其中包括 28% 的運(yùn)營排放和 11% 的建筑材料和建筑。

全球建筑面積預(yù)計(jì)到 2060 年將翻一番，只有 3% 的新建筑投資是綠色和高效的，幾十年來建筑行業(yè)一直保持高排放?，F(xiàn)有建筑的翻新率僅為 1%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到實(shí)現(xiàn)巴黎氣候目標(biāo)所需速度的三分之一。

雖然建筑物的脫碳挑戰(zhàn)很大，但機(jī)遇也很重要。高效的零碳建筑利用現(xiàn)有的、具有成本效益的技術(shù)來減少排放，同時(shí)增加當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)的健康、公平和經(jīng)濟(jì)繁榮。

推動(dòng)零碳建筑的四個(gè)關(guān)鍵趨勢是：脫碳、電氣化、效率和數(shù)字化。這四個(gè)好的“DEEDS”相結(jié)合，可以減少碳排放和建筑運(yùn)營和配套基礎(chǔ)設(shè)施的總體成本。建筑物可以通過消除使用化石燃料取暖、使用現(xiàn)場或場外可再生能源、減少使用高全球變暖潛勢制冷劑以及使用低碳、重復(fù)使用建筑中的回收材料。

全球變暖本身將導(dǎo)致更多的電力需求，因?yàn)橐郧暗臏睾偷貐^(qū)，如最近發(fā)生在美國太平洋西北地區(qū)，需要空調(diào)來減少熱壓力。反常的寒冷天氣也會(huì)增加溫暖地區(qū)的電力需求。在某些情況下，由于化石能源成本較低(往往得到補(bǔ)貼)，以及為擴(kuò)大斷斷續(xù)續(xù)的可再生能源供應(yīng)的發(fā)電、輸電、分配和管理而增加電力基礎(chǔ)設(shè)施投資，這將導(dǎo)致建筑業(yè)主的成本增加。

能源效率仍然是零碳建筑的首要任務(wù)，即使有脫碳能源供應(yīng)。在能源效率上每投資一美元，就能在能源供應(yīng)上節(jié)省大約兩美元，無論投資是在本地、現(xiàn)場發(fā)電還是在電網(wǎng)層面。它還降低了未來電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的總成本，以滿足日益增長的需求。雖然增加絕緣和提高效率的設(shè)備等被動(dòng)措施可以減少總體電力需求，但包括自動(dòng)需求響應(yīng)和動(dòng)態(tài)能源優(yōu)化在內(nèi)的主動(dòng)效率措施可以提供需求靈活性，以匹配間歇性可再生發(fā)電。

數(shù)字化是建筑能源效率和需求靈活性的重要推動(dòng)因素。這些“智能”建筑受益于先進(jìn)的傳感和控制、系統(tǒng)集成、數(shù)據(jù)分析和能源優(yōu)化，以積極減少能源使用和需求，同時(shí)提高居住者的舒適度、健康、生產(chǎn)力和設(shè)施彈性。在“智能”設(shè)備和電器中嵌入這些數(shù)字功能可以提供額外的好處，包括除了減少能源和排放之外，提高可靠性和遠(yuǎn)程管理。

智能建筑的潛在節(jié)能意義重大?；镜淖詣?dòng)化樓宇控制可以在商業(yè)樓宇中節(jié)省 10-15% 的能源。更先進(jìn)的功能，例如按需控制的通風(fēng)，可以額外節(jié)省 5-10% 的能源。與基本的 HVAC（供暖、通風(fēng)和空調(diào)）和照明控制相比，將建筑系統(tǒng)集成在一起可以增加 8-18% 的節(jié)能。使用先進(jìn)計(jì)量基礎(chǔ)設(shè)施并監(jiān)控建筑物最終用途的能源信息管理系統(tǒng)平均可節(jié)省 3%，而自動(dòng)故障檢測和診斷可平均節(jié)省 9% 的能源使用。

最近的一項(xiàng)研究表明，電網(wǎng)交互式高效建筑 (GEB) 可以通過主動(dòng)需求管理將能源成本降低多達(dá) 20%。能源優(yōu)化可以根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)時(shí)碳強(qiáng)度控制建筑物的能源使用，并將清潔供暖資源的使用與備用化石燃料設(shè)備協(xié)調(diào)起來，以 24/7 全天候減少碳排放，同時(shí)提供需求靈活性和彈性。

例如，位于馬里蘭州 Silver Spring 的Unisphere 大樓是美國最大的凈零能源項(xiàng)目之一。它結(jié)合了地?zé)釤岜?、現(xiàn)場太陽能和一個(gè)集成控制系統(tǒng)，包括暖通空調(diào)、照明、能源和可調(diào)光窗戶。又如，位于挪威特隆赫姆的 Powerhouse Brattorkaia的八層辦公樓在整個(gè)建筑生命周期中都是積極的能源，包括生產(chǎn)和運(yùn)輸建筑材料、現(xiàn)場施工和報(bào)廢解構(gòu)所消耗的能源。該建筑有 3000 平方米的太陽能電池板和一個(gè)天然制冷劑熱泵，其水源提供冷卻和加熱。該建筑非常高效，結(jié)合了被動(dòng)和主動(dòng)措施，包括居住者自適應(yīng)暖通空調(diào)和照明系統(tǒng)。

全球變暖和氣候變化也將對(duì)熱帶氣候地區(qū)產(chǎn)生重大影響，在這些地區(qū)，建筑物的能源消耗是由不斷增長的電氣冷卻需求驅(qū)動(dòng)的。新加坡 2030 年綠色計(jì)劃中的脫碳戰(zhàn)略有一個(gè)雄心勃勃的目標(biāo)，即到 2025 年將太陽能部署翻兩番，到 2030 年實(shí)現(xiàn) 2GWp（千兆瓦峰值）的太陽能。從 2030 年起，80% 的新建筑將是“超低能耗建筑”與 2005 年一流綠色建筑的消耗水平相比，能源效率提高了 80%。到 2030 年，至少 20% 的學(xué)校將實(shí)現(xiàn)碳中和。

新加坡國立大學(xué)設(shè)計(jì)與環(huán)境學(xué)院 4 (SDE4)是新加坡第一座新建的凈零能耗建筑，也是東南亞第一座獲得國際未來生活研究所 (ILFI) 零能耗認(rèn)證的建筑。六層建筑采用創(chuàng)新的混合冷卻系統(tǒng)，有效降低建筑能耗。對(duì)入住率、空間使用情況、室內(nèi)空氣質(zhì)量和天氣狀況的高級(jí)監(jiān)控有助于優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行。 428 kWp 屋頂太陽能電池板產(chǎn)生的電力用于為所有系統(tǒng)供電，任何多余的電力都動(dòng)態(tài)輸出到校園電網(wǎng)，供相鄰建筑物使用。自 2019 年 1 月開放以來，該建筑一直是凈能源，它產(chǎn)生的能量超過消耗的能量，超過 460 兆瓦時(shí)。

SMU-X 凈零能耗建筑是新加坡市中心的第一座大型大規(guī)模工程木材 (MET) 建筑，通過位于建筑內(nèi)的光伏系統(tǒng)抵消了 100% 的年度能源消耗。在其他地方，新加坡國立大學(xué)設(shè)計(jì)與環(huán)境學(xué)院 1 和 3 (SDE 1&3)是一棟經(jīng)過翻新的高效建筑，擁有先進(jìn)的建筑立面，可平衡進(jìn)入建筑物的自然光和熱量，以及先進(jìn)的照明控制系統(tǒng)和太陽能屋頂以滿足凈零能耗性能。新加坡發(fā)展銀行 (DBS) 牛頓辦事處是對(duì)現(xiàn)有四層建筑的改造項(xiàng)目，旨在通過安裝雙面光伏組件（可從兩側(cè)產(chǎn)生電力的光伏面板）實(shí)現(xiàn) 70% 的節(jié)能和凈零能耗性能，在建筑物屋頂上采用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)功率優(yōu)化技術(shù)。

所有這些建筑都表明，數(shù)字化作為清潔電力的一個(gè)重要因素，為全球北方的供暖和全球南方的供暖提供了重要的幫助。這也是實(shí)現(xiàn)高效、零碳建筑性能的關(guān)鍵因素，同時(shí)減少未來對(duì)電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的投資——如果我們要實(shí)現(xiàn) 2050 年的目標(biāo)，這是當(dāng)務(wù)之急。