纽约市的老旧建筑需要进行重大升级,以符合新的排放标准

纽约市已对大型建筑征收碳税。“大规模改造”势在必行。
纽约曼哈顿中城的航拍全景图,白天有摩天大楼和蓝天。

牛的打嗝、汽车尾气、给手机充电所需的能源——温室气体排放源的清单很长。但一个被忽视的来源是,从你的公寓、办公楼或当地医院悄悄渗出的升温污染物。

因此,纽约市议会周四通过了一项新的排放上限,将限制大型建筑(无论新旧)每平方英尺合法排放的二氧化碳量。违规者将为超额排放付费——这是一种垂直征收的碳税,而不是沿公路征收。此举是更大目标的一部分,即在未来十年内将该市的排放量减少 40%,并正式开启了市议会环境委员会主席科斯塔·康斯坦丁尼德斯(Costa Constantinides)所称的“改造年”。

为什么是建筑?

大量数据支持将建筑作为减排途径的决定。2017年,市政府进行了普查,以确定其温室气体排放源。分析发现,纽约市 67% 的气候变化污染来自其建筑存量。(另外 30% 来自交通运输部门。)

造成如此高的碳足迹有几个原因。照明、暖通空调系统和电力都消耗大量能源。而所有电力的来源决定了其升温潜力。核能、太阳能、水力和风能是碳中性的,但天然气、石油和煤炭是主要的碳来源——并且仍然是纽约市的主要能源来源。老旧建筑只会加剧问题。这主要是因为它们会漏气。就像打开冰箱门一样,它们会让冷空气在夏天跑出去,热空气在冬天跑出去,需要越来越多的能源来维持室内温度稳定。

虽然“大苹果”可能是一个相当独特的城市,但这些数据反映了全国趋势。根据美国绿色建筑委员会的数据,全国 39% 的排放来自商业和住宅建筑。减少这些温室气体排放源也是国会代表提出的旨在应对气候变化的《绿色新政》决议的核心内容。

美国建筑师协会预计,纽约市将出现“大规模改造”,因为老建筑业主将努力尽可能经济地减少排放。

那么,对老旧建筑进行有意识的改造究竟是什么样的呢?

分步改造

Magnusson Architecture and Planning 的可持续发展总监 Sara Bayer 表示,每一次改造都始于评估单个建筑的能源需求和支出,并模拟潜在的改进策略。

对于许多建筑来说,小规模的改动就能产生巨大的影响。这些常见的调整包括:

更换窗户

根据美国能源部的数据,原始窗户占住宅温度控制排放的 25% 至 30%。用填缝剂密封缝隙或增加密封条可以阻止现有窗户的漏风。遮阳篷、太阳能窗膜和适当的百叶窗或窗帘不仅能调节光线,还能帮助控制热量。如果您需要更换窗户,能源部建议使用乙烯基、复合材料或玻璃纤维框架以及三层玻璃。低辐射(或“low-e”)涂层也有帮助。通过在窗户上覆盖近乎看不见的金属或金属氧化物釉,制造商可以大大提高窗户的抗热损失能力。

重新考虑能源来源

在纽约市的许多老旧建筑中,燃油供暖系统仍然很普遍,而且碳排放量很大。市政府一直在努力将尽可能多的设施改造为天然气,天然气虽然仍是温室气体排放源,但产生相同能量所需的碳排放量较少。安装太阳能电池板或利用地热能也可以缩小碳足迹。

根据 Bayer 的说法,空气源热泵系统越来越受欢迎。专家表示,它们在持续温暖的气候中尤其有用。通过从环境中提取热空气,然后像制冷机一样压缩它,这些系统可以高效地加热水——并且通常会降低周围空气的温度。然而,全面的热泵系统可以设计成在夏季依靠室内空气,在冬季依靠室外空气,从而在所有季节平衡建筑物的温度。

安装热回收通风系统

许多美国建筑师和工程师正在将热回收系统整合到他们的设计中。当污浊的空气从建筑物中排出时,机器会捕获热量,然后回收利用,将热量输送到新鲜空气中。这使得房屋或办公室更节能,同时还能过滤室内空气,而室内空气的质量通常很差,可能对里面的人产生负面健康影响。就像热泵系统在夏季更受欢迎和有效一样,热回收通风可能在寒冷地区更受欢迎。

修补漏水的屋顶

就像空气会通过窗户的缝隙逃逸一样,房屋的屋顶也常常布满漏洞——为能源逃逸提供了机会。解决方案相当简单:修补并密封阁楼的孔洞。泡沫、木材或金属板形式的绝缘材料通常能解决问题。在嵌入式灯具附近,通常需要拆除;管道通风口;电线孔;短斜墙后面;以及屋顶两个不同部分相遇的地方,都很容易漏气

周到的技术

能源之星电器和 LED 灯泡相当普及,在减少家庭排放方面发挥着重要作用。但智能家居技术远远超出了高效烘干机。例如,智能恒温器可以编程为仅在温度超过特定阈值或房间内有人时才提供供暖或制冷。同样,占用传感器也可以在无人时将房间调暗,并在他们重新进入时触发灯光。家庭能源传感器让房主和住户能够更好地了解他们的资源消耗——并获得个性化的见解,了解可以在哪些方面进行削减。

考虑深度能源改造

在某些情况下,老旧建筑确实需要近乎完全的改造。Bayer 说:“有时你真希望你能把建筑抬起来,把隔热层放在下面。”这通常涉及重新铺设建筑物的外部,以提高结构整个外壳的隔热性能。虽然这在时间和金钱上都很密集,但通常仍比新建建筑更可取,因为它需要更少的采矿、伐木或其他消耗——这些本身就是温室气体排放源。Bayer 说:“即使是改造,我们也应该非常关注我们的材料。”

更多变化即将到来

随着纽约市等地的法规越来越普遍,价格可能会下降,绿色建筑和改造方面的新创新也一定会出现。尽管 Bayer 理解为什么一些纽约人对这项新法律的要求感到焦虑,但她已经充满乐观:“我认为我们已经准备好了,”她说。“我认为我们拥有实现这一目标的技术。我很高兴看到那些在建筑科学领域已经存在了 30、40、50 年的知识真正得到实施。”

 

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Eleanor Cummins

撰稿人

埃莉诺·卡明斯是一位自由科学记者,撰写关于死亡、灾难和保龄球的文章。在 2017 年至 2019 年期间,她在《大众科学》杂志工作,从实习生一路晋升为助理编辑。她是纽约大学科学、健康和环境报道项目的兼职教授。


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