★ 綠建築技術：轉型建築，邁向永續未來

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探索綠色建築技術，在全球市場規模超過 5,000 億美元的崛起。了解創新技術如何降低能耗、減少排放，並推動淨零排放目標，以實現永續的未來。

作者 Delaney Rebernik 摘要

去年，全球綠建築市場規模超過 0.5 兆美元，未來十年可能成長一倍以上，突破 1 兆美元。
綠建築為企業帶來的好處，包括提升資產價值、降低營運成本和縮短投資回收期，而業界專業人士對較高的初始成本的擔憂，也越來越少。
新興且不斷發展的綠色建築技術的主要應用，包括：打造淨零排放或淨正排放建築、控制隱含碳排放、實現彈性和被動式設計、利用人工智慧和機器學習簡化流程，並建造智慧建築，以及利用綠色技術改造現有建築。

就體驗而言，綠色建築從業者遠非綠色建築。

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全球綠建築市場規模，在 2023 年超過 5,000 億美元，未來十年可能翻一番以上，達到 1 兆美元，這得益於全球為實現 2050 年淨零排放，而努力的推動。

該行業的蓬勃發展是必要的一步：根據《建築 2030》報告，全球建築環境約佔能源消耗的 42%。它也是環境惡化、能源消耗、資源枯竭和空氣污染的主要元兇。

為了應對這些影響，綠色建築的目標，是在整個生命週期中，建造對環境負責且資源高效的建築。其益處眾多，從更大的成本節約和更小的碳足跡，到為人類和動植物創造更健康、更宜人的環境。

綠色建築技術在創造更永續的建築環境中發揮著非常重要的作用。前景樂觀：美國綠色建築委員會 (USGBC) 發布的《2023 年綠色建築趨勢與觀點報告》，調查了 500 多名綠色建築專業人士，他們總體上，對綠色建築行業積極影響氣候變遷的能力充滿信心。

根據道奇數據與分析公司 (Dodge Data & Analytics) ，於 2021 年發布的最新《全球綠色建築趨勢報告》，新興和不斷發展的綠色建築技術的高級應用，包括打造淨零排放或淨正排放建築、控制隱含碳排放、實現彈性和被動式設計，以及利用人工智慧 (AI) 和機器學習，來簡化流程和建造智慧建築。

了解綠色建築技術

綠建築旨在最大限度地減少建築對世界的影響。

綠建築的目的，在最大限度地減少建築環境的影響。

綠色建築，也稱為永續建築或高性能建築，目的在減少建築環境對人類、動植物健康，以及氣候變遷的整體影響。根據道奇的報告（PDF），這些建築涵蓋眾多領域和行業，在新建商業和機構建築，以及現有建築的改造和翻新方面尤其活躍。

要求、原則和優先事項

根據 Dodge 的說法，綠建築專案必須具備以下各項要素

更有效率利用能源和水等資源
採取措施減少污染和浪費，並促進再利用和循環利用
良好的室內空氣環境
在設計、施工和運作過程中充分考慮環境因素

此外，還應盡可能融入以下技術和實踐：

使用再生能源以及無毒、符合道德規範且永續的材料
在設計、施工和運營過程中，充分考慮居住者的生活品質
能夠適應不斷變化的環境的設計
致力於實現淨零碳排放

至於衡量綠色建築專案的成功，根據 USGBC 的研究，「能源效率是一個關鍵因素」，77% 的受訪者將其列為首要指標。其他成功標誌包括：

獲得綠建築認證 (69%)
提升居住者滿意度 (53%)
改善室內空氣品質 (52%)
減少用水量 (48%)

實踐和技術的演變

雖然某些綠色建築實踐，例如使用本地和可再生材料，可以追溯到數千年前，但現代綠色建築運動始於 20 世紀 60 年代和 70 年代，當時人們的環保意識和石油價格都在上升。隨著對污染、資源枯竭和環境惡化的擔憂，開始生根發芽，人們對永續發展的興趣也日益濃厚。

20 世紀 80 年代和 90 年代，這種早期的活力，逐漸轉化為標準和認證課程。其中最主要的是美國綠建築委員會 (USGBC) 於 1998 年推出的能源與環境設計先鋒獎 (LEED，Leadership in Energy and Environmental Design)。 LEED 制訂了綠色建築設計、建造和營運的標準，以及評估建築永續性的框架。時至今日，LEED 仍然是全球最全面的綠色建築評級體系，涵蓋 186 個國家和地區的 197,000 個項目。其他主要項目包括 BREEAM、Green Star 和 WELL 建築標準。

綠建築技術的優勢

綠建築的投資最快三年即可收回。

除了符合環境和監管要求的綠色建築之外，該實踐還有望為建築、工程、施工和營運 (AECO) 專業人士，在商業和社會領域帶來巨大收益。

商業效益

根據《永續發展》雜誌的研究綜合，綠建築的營運成本，比傳統建築低 14%，而且由於能耗降低 25% 至 35%，前期投資最快可在三至五年內收回，而歷史估計需要 15 至 20 年。

事實上，Dodge 的研究顯示，綠建築營運的前 12 個月平均節省 10.5%，未來五年平均節省 16.9%。主要從事綠色專案的從業人員，所獲得的財務效益甚至更高。

除了節省成本之外，綠色投資還能顯著提升建築的差異化長期價值：根據道奇的調查結果，「超過 90% 的業主、投資者、建築師和工程師一致認為，他們的新建綠色建築，比傳統建築擁有更高的資產價值」，業主和投資者報告稱，透過投資新建和翻新的綠色項目，建築價值成長了 9%。

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環境和社會效益

綠建築的環境效益眾多，從減少能源消耗、溫室氣體排放和水消耗，到改善室內空氣品質，和更好地保護自然資源。根據《永續發展者》的分析，與傳統建築相比，綠建築對環境的影響降低了 14%，溫室氣體排放量減少了 18% 至 85%。

環境並非唯一的受益者。根據美國綠色建築委員會 (USGBC) 和道奇的研究，人類健康（包括改善建築居住者的福祉）是綠色建築的另一個主要驅動力。

例如，在美國，人們大約 90% 的時間都待在室內，根據美國環保署的數據，室內某些污染物的濃度，比室外高出 2 到 5 倍。新冠疫情進一步凸顯，並加劇了這個現實。

除了身體健康之外，室內空間的品質也會影響人們福祉的各個層面，根據道奇的研究，生產力、社區意識和國內經濟，是推動綠色建築發展的主要社會動力。

綠建築技術的新興應用

根據道奇的報告，澳洲、紐西蘭、加拿大和美國對綠色建築的熱情尤其高漲，預計巴西、哥倫比亞、加拿大和墨西哥的綠色建築熱情也將顯著成長。綠色建築技術的新興應用，必將進一步增強這一動能：

淨零能耗建築或淨正耗能建築的建設

獲得此類頭銜的建築，能夠完全抵消（淨零），其在一個或多個資源領域（例如水、能源、碳或廢棄物）的影響。例如，零能耗建築可能配備超高效的暖氣、通風和空調 (HVAC) 系統，該系統利用人工智慧和機器學習技術預測，並主動管理建築物性能，以應對不斷變化的環境條件。

智慧水技術可確保水質、減少浪費並優化能源使用。

水中性或淨零用水建築，採用先進的節水系統，透過以下特性減少用水量：

低流量衛浴設備（例如馬桶、水龍頭和淋浴噴頭）
灰水系統，將水槽、淋浴間和洗衣機中的水，回收用於灌溉，或沖洗馬桶等非飲用用途
雨水收集系統，收集和儲存雨水以供再利用（例如灌溉或沖洗馬桶）
節水景觀，以耐旱植物和高效灌溉系統為特色
智慧水技術，利用人工智慧和機器學習技術，確保水質、減少洩漏和水資源浪費，並優化能源利用

隱含碳控制

隱含碳是建築工程與工程（AECO），專業人士脫碳工作日益關注的焦點，是指建築材料開採、製造、運輸、安裝、維護和處置過程中，產生的溫室氣體排放。與建築物生命週期內，累積的營運排放不同，隱含碳作用迅速且前期投入：2020 年至 2050 年間，它將產生新建建築所有溫室氣體排放量的一半。在 Dodge 的研究中，大多數受訪者（72%）熟悉隱含碳的概念，34% 的受訪者，已在一些項目中追蹤隱含碳。在監測自身排放的受訪者中，三分之二的人也尋求減少排放。研究人員表示：「推動更多人參與處理隱含碳的主要因素是，更多關於如何減少隱含碳的資訊，以及更多有助於減少隱含碳的建築產品/材料。」

Autodesk 提供了多種工具和整合方案，幫助專業人士減少建築業的隱含碳排放，包括用於早期生命週期分析的 Forma 隱含碳分析（目前為技術預覽版）、基於 Revit 的碳影響分析 Carbon Insights，以及用於材料比較的 EC3 工具。此外，tallyCAT（目前處於測試階段）和 tallyLCA 在 Revit 中，提供即時和跨類別生命週期評估，而 One Click LCA 使用全球資料庫，促進全生命週期碳計算。

採用綠色技術可以減少建築物對化石燃料的依賴。

再生能源整合

採用利用再生能源發電或供熱的綠色建築技術，可以減少建築對化石燃料的依賴，並減少其碳足跡。《環境化學快報》(ECL) 期刊近期發表的一項研究顯示，財政激勵措施，例如對採用再生能源技術的企業提供 30% 的補貼，增強了這些創新的吸引力。

一些常見的可融入建築設計的可再生能源包括：

地熱能：地熱系統利用地熱為建築物供暖和製冷，比傳統的暖通空調系統更節能，碳足跡更小。
太陽能：光伏 (PV) 電池板可以安裝在建築物的屋頂或牆壁上，利用太陽能發電，而且設計也更具美感，而太陽能熱系統則可用於加熱水或空間。
風能：根據 ECL 的報導，渦輪機可以安裝在屋頂或單獨的結構上，利用颱風等級的風力發電，滿足建築物約 15% 的能源需求。

智慧建築技術

智慧建築採用先進技術來優化效能、降低能源成本並提高舒適度，三年內可減少高達 70% 的能源消耗。

智慧建築利用先進技術，連接、分析、優化和自動化關鍵性能要素，從而控制高昂的氣候成本。

例如，如果在炎熱的八月午後陽光明媚，智慧系統可能會調節辦公大樓兩側的百葉窗和空調，以保持舒適度並最大限度地降低成本。如果有些房間擠滿了人，而其他房間空無一人，系統可能會感知到這種差異，並做出適當的調整。

研究顯示，實施此類智慧技術可以將辦公室的整棟建築平均能耗降低 18%，在某些情況下，三年內可節省高達 70% 的能源。

為此，中央「大腦」運用物聯網 (IoT)、機器學習和人工智慧、數據分析和建築資訊模型 (BIM) 等先進技術，整合和簡化建築功能，從暖通空調、電力、供水和電梯系統，到租戶接收服務和與周圍環境互動的方式。

透過物聯網相互「對話」的感測器，為樓宇管理人員和居住者，提供各種可操作的數據，涵蓋客流量、佔用率、室內空氣品質、氣候，甚至病毒風險等各方面。在許多情況下，這些設定可以根據條件，或偏好手動或自動調整。包括 BIM 數據在內的高級分析技術，可以更深入地洞察建築的生命週期功能 —— 例如何時進行維修、何時完成任務以及何時進行人流 —— 並即時做出回應。

隨著建築變得更加智慧，機器學習和人工智慧，將在其整個生命週期中變得越來越重要。例如，預測性維護將標記高人流的建築區域，或機械和供電電纜中的潛在問題，以便設施管理人員可以安排預防性維護，避免中斷性故障，並延長關鍵設備的使用壽命。高級分析技術，將把來自感測器的數據，轉化為關於建築性能、居住者行為以及潛在改進領域，和更明智決策的洞察。

改造、翻新和適應性再利用

建築改造和再利用項目在保護文化遺產的同時，也節省了隱含碳。

除了全新的基礎設施外，老建築也越來越多地採用智慧系統，和其他綠色建築技術進行改造，例如暖通空調系統、照明和家電的節能升級；新的節水措施；以及新增綠色屋頂和牆面、雨水收集系統和太陽能電池板。

專注於現有建築是脫碳的關鍵要素，因為現代商業建築的設計，使用壽命為五十年或更長時間，之後才需要進行大規模維護或保養。翻新和改造也為 AECO 專業人士，帶來了巨大的回報：Dodge 研究的參與者，在計畫實施後的前 12 個月內，節省了 11.5%，在接下來的五年內節省了 17%。

除了拆除重建之外，適應性再利用是另一種替代方案，即將舊的或未使用的建築重新利用，並將其改造用於新的或現代的用途。

翻新和再利用工程的隱含碳排放量，通常比新建案低 50% 到 75%，這使得工程更具永續性，而且通常成本更低、耗時更少。專家預測，未來十年 90% 的房地產開發，將專注於翻新和再利用現有建築。

適應性再利用具有額外的社會經濟效益，包括減少城市擴張，並透過創造性地將舊建築或閒置建築，改造成滿足特定需求的當地亮點（例如經濟適用房、文化空間、學生宿舍）來振興社區。對於歷史建築而言，適應性再利用還可以透過保留當地特色，和具有文化意義的遺址，來幫助維護文化遺產。

Autodesk 的 Revit 軟體，透過簡化專案管理，和繪製更精確的模型，來促進和推廣適應性再利用計劃。

實施綠色建築技術的挑戰與解決方案

根據美國綠建築委員會（USGBC）的研究，預算不足、股東阻力，以及政府支持或激勵措施不足，是 AECO 專業人員在進行綠色計畫時，面臨的最大障礙。

解決對前期成本的擔憂

儘管在道奇的報告中，成本是全球最大的障礙，但隨著一些群體意識到綠色環保的長期效益，他們的觀點正在改變。例如，投資者對支出的擔憂程度低於其他行業群體，即使是注重成本的業主，也看到了綠色環保的商業案例。

談到智慧建築項目，一些猶豫可能源自於對現有技術的了解有限。同樣，根據 CABA 智慧建築委員會的數據，如果住戶和專案合作夥伴，遇到令人望而生畏，或難以接受的新技術，他們可能會望而卻步。同樣，教育對於確保每個人在智慧技術、策略和價值方面達成共識至關重要。「改進的採用實踐與感知效益的提升直接相關，」該委員會指出。

智慧建築必須防範網路威脅。

確保網路安全和技術相容性

隨著日益智慧的綠色建築的興起，人們對網路安全、資料隱私，以及新舊系統之間整體相容性的擔憂不可避免。為了防範網路威脅，並保護個人辨識訊息，設施管理人員應與專家合作，加強網路建設，並確保住戶接受個人安全最佳實踐的訓練。

《建築》雜誌指出，最需要保護的關鍵系統，包括監視攝影機、門禁系統、智慧電錶和位置追蹤工具。資料保護應以嚴格控制資料收集、加密和儲存、租戶同意書，以及第三方安全審查為中心。

實現雄心勃勃的監管目標

大規模實施永續實踐的壓力與日俱增。為響應聯合國 2015 年通過的永續發展目標，世界各國在國際能源總署(IEA)，和世界綠建築委員會等國際組織的支持下，制訂了國家策略和政策，以推廣綠色建築和永續建築實踐。

其他值得關注的監管舉措包括：加州於年 9 月簽署的《氣候企業數據問責法案》，該法案要求在該州開展業務的美國公司，披露溫室氣體排放和相關的氣候金融風險資訊；歐盟於 2023 年發布的《企業可持續發展報告指令》，該指令強化了，從今年開始的企業報告要求；以及《建築能源指令》，該指令完全實現建築存量。

儘管這些努力令人振奮，但要跟上雄心勃勃、不斷發展的合規環境，卻並非易事。事實上，根據國際能源總署 (IEA) 的數據，儘管中國、日本、歐盟和美國近期在脫碳方面取得了「顯著」進展，但建築業在 2050 年實現淨零排放的道路上仍處於落後狀態。根據美國綠色建築委員會 (USGBC) 的研究，為了重振旗鼓，建築工程與環境工程 (AECO) 專業人士希望看到監管機構提供更嚴格的監管、支援和激勵措施。

例如，為了促進脫碳，研究參與者最感興趣的，是更嚴格的能源法規、強制性的性能標準和能源基準（例如建築等級），以及對大規模能源改造和淨零排放的財政誘因。「這些結果顯示，人們強烈希望在整個行業中推廣高效、低碳建築，並提高整體標準，」美國綠色建築委員會的報告指出。

好消息像《通貨膨脹削減法案》這樣的全面性法律，應該會長期發揮作用。美國綠建築委員會的研究人員表示，更便捷的支付機制意味著「許多鼓勵綠建築的稅收優惠不僅更加慷慨，而且公共和非營利組織也更容易獲得」。