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        超越節能 - 綠建整體效益分析

            文章來源: 發布時間:2019年01月15日 點擊數: 字號:

            綠色建筑的本義是在建筑生命周期里正常運營實現低耗能的性能表現。然而,節能的效益,只是綠建全部效益的起始點。綠色的建筑設計往往帶來其他特點:它們是“酷炫的設計”,不但節能,而且增效。哈佛公共衛生學院的學者領銜的研究報告發現綠建環境中的知識工作者思辨力明顯優于同等建筑環境(非綠建)中的表現。

         

            卡內基梅隆大學建筑學院的智慧工作空間設計組則嘗試通過案例分析,量化綠建設計的“使用者效益” – 辦公人士勞動生產率的提升。財富雜志報道了一家位于硅谷的智能玻璃窗技術公司的最新解決方案,以及什么樣的分析方法使得這個炫酷的智能玻璃窗(比一般窗戶價格高50%)變得合乎經濟原則。

         

         

        烏鎮智庫創始理事

        藍海波浪能源聯合創始人

        國開金融(城鎮開發)顧問

        美國落基山研究所前合伙人,高級研究員

        ——

        程邁越

         

        【壹】

        綠色建筑增進知識工作者的

        健康狀況和工作效率

        哈佛學者MacNaughton領銜的研究團隊設計了一個實驗: 他們在美國五個城市中,每個城市選擇兩座類似水準的建筑,初建年代在1917-1953區間,均經過近期的更新改造,其中6座按LEED標準改造為綠建,另外4座改造時則未尋求達到綠建標準。選擇這些同城建筑時的原則是,除了綠建標準之外,它們之間條件盡量相似;另外,每座城市的參與測試者均來自同一家公司租客,這些公司主要雇用知識工作者(通常持有行政、職業服務、技術和管理類職位)。每座建筑12位參與者(最終每座建筑有效參與者數據在8-12人),每人須簽約,完成歷時一周的跟蹤測試者得到100美元的酬勞。

        這些參與者佩戴生命體征傳感器(Basis Peak Watch),采集他們的心率、皮膚溫度、電偶皮膚反應、活動強度及睡眠狀態。在他們的工位安裝了環境傳感器(Netatmo Weather Station),以5分鐘間隔監測溫度、濕度、二氧化碳濃度(ppm)和環境聲強(分貝)。同時每個測試建筑空間也安裝了商用環境探測器(中國清華大學的FengSensor),除了以上四項數據,還采集光照度和空氣懸浮物(PM2.5)。

        參與者在周二和周四下午三點兩次完成“策略性管理模擬測試(SMS)”。測試數據顯示,綠建環境下的參與者SMS測試分數,比非綠建環境的對照組高26.4%,顯現其認知狀態較優。此外,他們呈現的建筑環境不適癥狀(sick building syndrome - SBS)也低于對照組30%。這個研究結果,是量化分析知識工作者在不同工作空間的勞動生產率的基礎性發現。

         

        此外,綠建環境中的參與者比對照組睡眠分數高6.4%,研究團隊認為這可部分歸因于綠建較好的照明條件。得到較高質量的睡眠顯然有利于相關參與者在認知能力測試中的表現。在結論中,研究團隊倡議創立建筑健康學(“buildingomics”)這一多邊跨界的新學科,專注研究所有與建筑有關的因素對建筑空間中人的健康狀況的影響。

        ...

        【貳】

        超越節能所得,全面量化綠建效益 

         

        以計算機理論和技術水準著稱的卡內基梅隆大學,其學者自然領先使用量化分析和大數據的研究思路。其建筑學院創新設立的智慧工作空間設計組在最近發布了一系列案例,量化了綠建的“使用者效益”。

         

        位于硅谷Sunnyville的Control Data Corporation的運營部投資$15,000升級照明系統,耗電下降65%,每年節省電費$7,000。照明升級減少了晃眼刺目,使得輸入錯誤率降低,效率提升6%,僅此一項的效益即達每年$28,000。洛克希德 Lockheed 公司在Sunnyville建造充分利用自然光照的綠色建筑作為工程中心,每年節能達$300,000-$400,000,同時生產率提升15%。

        惠普公司下屬VeriFone公司專門生產信用卡讀卡器。公司在改建位于加州Costa Mesa的綜合辦公、倉儲和輕型制造的設施時,超出加州本已十分嚴格的建筑規范(Title 64)達60%,其節能效益可以在7.5年內回收全部投資,令人擊節贊嘆??墒?,更為令人驚奇的是,改建后生產率提升5%,缺勤比以前下降了45%!這些使用者效益把綠建改造的回報率提高到100%,一年回本。在改建后的工作空間,人們很少再抱怨日暮時分的困倦,臨近周末也不覺沒精打采。他們享受廣泛的自然采光,感覺空氣清新如同“工作在森林里”??紤]到這個設施毗鄰洛杉磯車流繁忙的405號高速和橙縣的機場,能夠達到這樣的使用者感受可不簡單。

        北卡的幾所學校更新改造時采用天光照明,節約電費20%-64%,投資差不多三年回本。令人深思的是這些自然采光學校的學生和傳統校舍的學生相較,標準測試成績高14%。這些“酷炫設計”充分利用南向的天光,透光的纖維簾擋住陽光直射教室。智能傳感器自動控制補光,保證照度恒定。

        每所學校改造成天光照明成本估計為$230,000,但是隨之減少的制冷及照明的負荷,可以削減相關設備投資額,使得這項改造對更新改建總預算的增加不到1%。天光照明改造回報期在一年之內,而學生學習成績提高之外,健康更佳,平均缺課率每年降低3-4天。

         

        位于南加州工業城的沃爾瑪,采用先進的照明技術,以及高效低載荷空調系統,能耗只有同類規模店鋪的一半。其屋頂安裝了18KW的光伏發電。年度節能效益$75,000 -80,000,投資回收期三年左右。然而收益不止于此:利用自然采光照明的思路源自堪薩斯州勞倫斯市的沃爾瑪“低成本樣板店”,當時為了削減成本而在半個店安裝了特制自然采光照明,基于沃爾瑪出名的實時補貨數據,店長很快發現自然采光的部分單位面積銷售額遠遠優于傳統燈光照明部分,也超越其他店同部門的業績。

         

        為什么使用者效益/生產率提升價值往往超過節能直接效益?我們可以算一算:建筑能耗成本通常每平方呎$1.5-$2.5,而員工成本每平方呎則輕易超過$200。如此便知,能耗降一半,差不多每年每平方呎省$1,而員工生產率提升5%,就是每平方呎$10 – 十倍的關系。

        那么,為什么綠建不能更普及一些?為什么這么多開發商、建筑師和工程師忽視占建筑生命周期總成本92%的使用成本部分?問題根源出在建筑業的利益結構缺陷:參與建筑建造過程的相關各方,他們的利益驅動幾乎都在盡量降低初始投資,而不是著眼于生命周期成本最優。

        此外,他們通常建好就離場,不承擔建筑的使用成本,比如建筑用能的賬單,或者辦公樓里雇員的工資。我們無法想象,僅憑外表及內部裝飾,不講性能參數來設計和銷售一款汽車,而這樣的操作卻是房地產業的常例。 建筑空間的性能和生產率,應該是衡量建筑的核心標準,卻不在開發商的心頭。社會整體利益與房地產開發商利益的錯配,值得我們深思。

        ...

        【叁】

        如何推廣應用時時在線的智慧玻璃?

         

        想象一下,如果辦公室的玻璃窗能夠根據工作的狀態,個人的喜好,以及光照、環境溫度等條件,改變其透光率,實現節能和工作環境的最佳組合,根據前述的理論和實證案例,這個酷炫設計的效益該有多大?

        這個極具未來感的技術,已經成為現實。位于硅谷的初創公司View Inc. 專業提供時時在線的智慧玻璃窗產品:利用算法和人工智能,這種玻璃窗可以根據天氣、光照及工作需求、個人喜好,自動調節玻璃明暗,實現節能和工作環境的最佳組合。玻璃窗與建筑物的制冷和供暖系統相聯,同時辦公室使用者可以通過手機控制玻璃窗明暗。

         

        View Inc. 已經獲得4.6億美金的數輪風投,是這個領域的佼佼者。這種先進的玻璃窗,比之普通產品,成本要高50%。View CEO Rao Mulpuri 提供了一個整合優化的分析方法:因為窗簾/遮陽板可以被替代,以及制冷系統投入的減小,總系統投入幾乎不增加。

         

        此外,辦公人員的效率提升是更大的效益來源。View的客戶,總部在鹽湖城的Overstock公司認為,比起節能,辦公效率帶來更大的效益。CEO派丘克 · 布萊恩指出:“我們每年員工工資就有1億美元,如果我們創造條件是員工效率提升2%,就值2百萬美元。”俄勒岡大學2011年的一項研究發現,比較傳統照明環境,自然光照較佳的辦公室的員工每年病假缺勤率明顯降低。布萊恩認為“讓員工更開心舒服的環境,自然帶來經濟效益”。這恰好證實了此文的主題:節能效益只是綠建價值的起點,酷炫的綠建設計最大的收益來自員工生產率的提升。

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