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设计如何使所有社区从气候适应改造中受益

这篇文章最初发表在Common Edge上。

减少温室气体排放的紧迫性从未如此强烈,而要实现这一目标,需要对建筑、基础设施和社区采取进一步大胆措施。温室气体的逐步减少是不够的,我们需要专注于全面脱碳,这意味着需要消除建筑环境产生的碳排放。

关于能源生产和使用方式的重大变化,将引发关于谁投入以及谁受益的重要问题。以技术为重点的促进方案可能最终将我们最脆弱的社区抛在后面,加剧了投资不足和健康差异的遗留问题,同时也无法实现全面能源转型的基本目标。相反,我们需要全面的解决方案,将弱势社区放在首位,并过渡到原本会被排除在外的建筑,从而实现自下而上的市场转型,使每个人受益。

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在加利福尼亚、太平洋西北部、纽约和新英格兰等地,州政府的减排目标正在导致电网设施的脱碳。

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via Energy Industry Review

可再生能源产生的能源份额正在增加,而化石燃料正在逐渐被淘汰。随着电网供应的电力越来越清洁,寻求消除建筑中天然气燃烧的方法也就更有意义了。这个电气化的过程涉及到用高效的电力设备(如电热泵)替换建筑物中用于空间供暖、热水和烹饪的矿物燃料燃烧设备(即锅炉、熔炉、热水器、炉灶和烤箱)。将天然气从建筑物中移除有共同的好处——天然气燃烧会对空气质量和健康产生有害影响。电气化必须与能源效率相结合以减少需求,储能以充分利用太阳能等间歇性可再生资源,并通过需求管理来限制高峰负荷并遏制对增加发电能力的需求,即使是在电力的总体需求增长的情况下(通过汽车电气化)。例如改进围护结构和自然通风等有助于限制能源需求的被动策略,也有助于在面对更极端的气候时保持建筑的舒适性。

能源效率是电气化的关键,因为可再生能源的供应有限,且比天然气更昂贵。因此,关于脱碳,人们倾向于依靠热泵进行空间供暖和水加热,其用电量是老式电锅炉和热水器的 1/4 到 1/3。热泵的工作原理类似于冰箱,不同之处在于它不是将热量从冰箱冷藏室内转移到冰箱背面的线圈,而是将热量从建筑外部转移到内部的空气或水箱中。这个过程可以颠倒过来,所以同样的设备可以同时提供加热和冷却。为了使热泵技术用途(在寒冷的气候条件下)更广,成本更低,并找到零排放的制冷剂化学品,作为其构成的关键部分,热泵技术正在进行大量的研究和开发。(十分讽刺的是,许多热泵使用的制冷剂工作液体,如果泄漏或释放,其温室气体影响是二氧化碳的数百倍。)由于热泵通常比燃气燃烧或电阻设备更昂贵,我们不能进行简单的一对一的设备替换,应该尝试找到具有成本效益的效率和热回收机会,使脱碳项目在经济上受益。

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CH House by ODDO architects. Image © Hoang Le photography

地方和州级的政策正在推动脱碳。例如,在纽约市,第97号地方法律将开始对大型建筑业主的直接碳排放进行罚款。建筑物业主如果在罚款的分阶段实施日期之前将他们的燃气锅炉转换为电热泵,可以避免这些处罚。在加州,许多城市已经禁止在新建筑中安装新的燃气设施,并已开始计划用电动设备取代市政燃气设施。州政府也表明,到 2045 年,70%的建筑必须实现全电气化,才能达到州政府的减排目标,这就要求关注现有建筑的电气化,而不是新的天然气连接。尽管联邦法律因气候解决方案的党派政治化而受阻,但最近拜登政府的行政命令已经授权全国各地成千上万的联邦建筑进行脱碳。大学和房地产投资信托基金等大型私人业主也在寻求使其持有的资产脱碳,通常作为企业社会责任(CSR)倡议的一部分,这些倡议也与优先考虑积极的环境、社会和治理(ESG)结果的投资战略相关。

在这种情况下,对于单个建筑或建筑组合的所有者来说,脱碳主要表现为一种技术和经济挑战。他们需要找到切实可行且具有成本效益的方法来消除碳排放。这通常采取优先考虑的形式,从燃烧设备(和制冷剂化学品)的清单开始,寻找替代品,并比较资本成本、运营和维护成本、在效率上的节省以及避免的税收罚款,以寻找最低的净现值。一些方法——例如奥雅纳(Arup)公司为旧金山市开发的战略脱碳评估工具以及纽约州能源研究与发展局(NYSERDA)管理的帝国大厦挑战赛——增加了现有设备的剩余使用寿命和商业建筑的计划财务持有期等因素,不仅可以优化能源成本,而且可以优化项目的总财务业绩。其他建筑的业主寻求将脱碳项目与定期的建筑设备更换相协调,以尽量减少停工或中断。

需要采取政策方法,防止受到气候影响最大的低收入有色人种群体被排除在脱碳的利益之外。

对于社区来说,脱碳会带来一系列不同的挑战。从积极的方面来看,用电取代天然气是对公共健康的重大改善。与 20 世纪中期的烟雾不同,天然气燃烧几乎不产生可见的污染,但气体(氮和硫的氧化物)和微粒的无形燃烧产物每年导致数千人过早死亡和数百万例哮喘和呼吸窘迫症。与温室气体的影响不同,温室气体的影响是在全球范围内积累的,而这些影响是地方性的,并且与其他所有的污染源一样,更严重地落在了有色人种的贫困社区。目前需要采取政策方法,防止受到气候影响最大的低收入有色人种群体被排除在脱碳的利益之外。

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Aerial View of the Almeda Wildfire in Southern Oregon. Image © Shutterstock by ArboursAbroad

挑战在于社区脱碳将如何完成,以及谁将投资。为了使房屋脱碳,您不仅需要投入部分或全部新的热水器、炉子以及烹饪设备,而且你可能还必须升级电气面板,以适应所有这些新的负载(尽管您应该使用WattDiet这样的工具来检查,看您是否可以在不升级面板的情况下承受荷载)。正如我们在奥雅纳公司与自然资源保护委员会合作并对洛杉矶的经济适用房进行脱碳处理时发现的那样,老房子(许多低收入家庭居住的地方)通常存在延迟维护和其他问题,使脱碳处理所需的工作更加复杂。一旦您打开一堵墙,为新的设备接线,你可能会发现霉菌、腐烂的螺柱或铅管,导致成本上升,很快就会迅速超过有限的资金。

我们还发现,虽然热泵的效率远远高于燃气燃烧设备,但在洛杉矶的出租公寓中,节省的能源可能不足以支付改造的全部成本费用,尤其是在需要进行面板升级的情况下。这意味着,虽然能源费用可能会下降,但减少的费用不足以抵消以更高租金的形式转租给租户的第一笔费用。在已经面临住房短缺的社区,在疫情之后,许多家庭的租金和水电负担处于危机水平,这种增加可能导致流离失所。

但是脱碳也是社区范围内的一个挑战。随着社区的脱碳,天然气用户的数量会减少,但维护整个天然气设施系统的成本并没有减少。它立足于面临快速上涨的天然气价格而不断减少的用户群上。如果纯粹由市场力量和激励计划决定,那些没有资金支付转换费用的人将陷入天然气价格的螺旋式上升中,而他们较富裕的邻居则要求提前采用脱碳技术获得回扣。为了避免延续这些严重的不平等现象,并提高社区的韧性,必须从系统的角度来看待脱碳问题。脱碳应该在包容性的地理区域内进行规划,以便小规模的用户群体不会落伍。此外,对于已经难以支付基本费用的家庭来说,脱碳必须伴随着灵活和支持性的资金来源,以确保家庭项目能够成功,即使它们的范围扩大。这种支持必须是社区脱碳计划的核心部分。

最重要的是,由于经济适用房是任何社区韧性的基础,因此,在保持住房的可负担性的同时,使其脱碳并使其总体上适合于目的是至关重要的。然而,从政策角度来看,经济适用房是最具挑战性的行业之一:其资金非常复杂,服务的人群非常脆弱,而且由于业主和租户之间的激励机制冲突,多户住房往往被排除在能源计划之外。传统的脱碳政策和实施方法倾向于关注市场价格的建筑,而忽视或排斥经济适用房,使歧视和投资减少的循环持续下去。通过扭转这种模式,制定解决方案,为经济适用房提供经济激励,并与强有力的租户保护相互关联,政府可以将脱碳的益处带入社区,同时减少意外后果。通过支持长期被忽视的建筑和社区的转型,可以促进对新兴技术的需求,从而支持自下而上的市场转型。

脱碳是解决气候危机的关键,但这还不够。采取基于系统的方法,将脱碳、公平和韧性联系起来,我们可以利用投资来减少排放,同时保持社区更安全和更健康。我们必须在解决气候危机的同时,共同解决同样紧迫的、甚至更明显的不平等和不公正的危机。

政府政策对于提供领导力和帮助平衡竞争的环境至关重要,让所有建筑的业主了解燃烧化石燃料的真正成本和影响。ESG 投资运动正在推动房地产业主制定实现快速脱碳的方法,尽管业主和投资者本质上是我们社区的一部分,但他们并不总是了解他们与其他类型社区成员之间的相互联系。与经济适用房的利益相关者合作设计解决方案,不仅是减少排放的根本,也是在我们面临更极端的气候时保持人们安全、健康和住房的根本。脱碳对于减少全球变暖的威胁至关重要,但我们也必须确保它使我们的城市更具有韧性、包容性以及对所有人更健康。

 

译者:成果

关于这位作者
引用: Heather Rosenberg & Raphael Sperry. "设计如何使所有社区从气候适应改造中受益" [How Design Can Help Ensure All Communities Benefit From Climate Adaptation] 20 8月 2022. ArchDaily. (Trans. JojoJi) Accesed . <https://www.archdaily.cn/cn/986768/she-ji-ru-he-shi-suo-you-she-qu-cong-qi-hou-gua-ying-gai-zao-zhong-shou-yi>

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