本文作者：Michael Waite 博士，主要從事與建筑能源脫碳相關的研究，并指導 ACEEE 的能源規(guī)范工作。

更新建筑能源法規(guī)是提高能源效率的關鍵政策工具，但要實現(xiàn)雄心勃勃的氣候目標，就需要法規(guī)關注溫室氣體排放，而不僅僅是能源使用。在美國，聯(lián)邦政府將撥款6.7億美元用于實施零能耗法規(guī)，各州和地方政府將很快獲得財政支持。

由于美國各州和司法管轄區(qū)通常不會制定自己的法規(guī)，而是采用示范法規(guī)。因此，重新思考示范能源法規(guī)對于幫助全國各州和司法管轄區(qū)減少建筑排放是必要的。在這篇文章中，我們將研究這些規(guī)范的一些技術方面，以使它們朝著減少排放的方向發(fā)展，從而使我們走上零碳建筑的道路。

美國采暖、制冷和空調(diào)工程師協(xié)會(ASHRAE)為三層以上的商業(yè)和公寓建筑制定了基準模型能源規(guī)范，稱為ASHRAE標準90.1。對于三層以下的住宅建筑，基準模型能源規(guī)范是國際規(guī)范委員會的國際節(jié)能規(guī)范(IECC)。ASHRAE已承諾在其2031年版本之前實現(xiàn)凈零碳90.1模式規(guī)范，國際規(guī)范理事會設有能源和碳咨詢委員會，為IECC的發(fā)展提供信息。為了實現(xiàn)他們的氣候目標，ASHRAE和國際規(guī)范委員會是時候?qū)δＰ鸵?guī)范及其制定過程進行必要的修改了。

實現(xiàn)凈零碳規(guī)范的原則

效率、電氣化、靈活性、可再生能源和解決非能源相關的建筑排放對于凈零碳模型能源法規(guī)至關重要。在即將召開的全國能源規(guī)范會議上，我將細化每一項原則的作用，并與規(guī)范界的同事們合作，但最終，脫碳模型能源規(guī)范將需要通過共識規(guī)范開發(fā)過程來實現(xiàn)。

能源規(guī)范必須適用于全國各地，因此它們必須是有效的、可采用的和可執(zhí)行的。四項大原則應該指導我們朝著凈零規(guī)范的方向前進：

效率第一：建筑能源規(guī)范最初是為了降低公用事業(yè)客戶的成本而制定的，如果規(guī)范轉(zhuǎn)向關注排放，這仍然是必不可少的。此外，提高建筑圍護結(jié)構(gòu)效率可以減少暖通空調(diào)設備的尺寸，并可以緩解可能需要新的發(fā)電、存儲和輸送基礎設施能力的供暖驅(qū)動的新電力峰值。

有益的電氣化：隨著電網(wǎng)向可再生能源過渡（如下圖所示），目前建筑物中使用的化石燃料將在很大程度上需要被電熱泵取代，這是空間和熱水脫碳的最具成本效益的方式。為了使電氣化有益，它必須主要依靠熱泵而不是昂貴的電阻加熱來提高效率。我們特別需要確保低收入和中等收入家庭和出租房屋不會被電阻加熱所困，因為電阻加熱的低前期成本使其對建筑商和房東具有吸引力。

具有代表性的美國電網(wǎng)隨時間推移的空間加熱溫室氣體排放（ACEEE 基于NREL的Cambium模型和 EPA能源之星最低效率住宅設備的計算）

靈活性：雖然需要保留最低能效要求，但規(guī)范應在建筑物如何實現(xiàn)更深入的減排方面提供靈活性。由于模型規(guī)范旨在在全國范圍內(nèi)應用，因此它們需要認識到電網(wǎng)、可再生電力增長率的區(qū)域差異，以及最低排放方法可能因建筑物而異。例如，在一些寒冷的氣候中，隨著熱泵技術的進一步改進和電網(wǎng)變得更清潔，可能有理由通過補充燃料來滿足一些高峰供暖需求。新興技術也可能發(fā)揮作用，例如儲存熱量（稱為熱能儲存或 TES）、最佳使用現(xiàn)場太陽能的電池、電網(wǎng)交互控制以更好地利用通過電網(wǎng)的風能和太陽能供應，以及潛在的低碳替代燃料。

靈活性還可以為各地區(qū)提供一個框架，以便隨著時間的推移過渡到凈零碳規(guī)范。盡管如此，仍可能需要通過在規(guī)范中提供直接的合規(guī)選項、外部技術援助以制定特定位置的路線圖以及改善各地區(qū)之間的合作來提供支持。

用可再生能源和隱含碳抵消剩余排放：在電網(wǎng)完全脫碳之前，即使是最低能耗的全電力建筑也不是零碳。迄今為止，現(xiàn)場可再生能源或?qū)Ｓ糜谠摻ㄖ漠惖乜稍偕娏徺I協(xié)議已經(jīng)抵消了與仍然依賴一定數(shù)量化石燃料發(fā)電的電網(wǎng)電力相關的排放。然而，隨著建筑能源使用的脫碳，與建筑相關的溫室氣體排放量中更大一部分將來自隱含碳——來自材料提取、制造、運輸、施工、使用、維護和維修以及廢棄拆除的排放和廢物處理。

從歷史上看，美國能源效率經(jīng)濟委員會(ACEEE)對將隱含碳納入已設定最低效率要求的能源法規(guī)猶豫不決。有關建筑材料和系統(tǒng)隱含碳的可靠數(shù)據(jù)有限，因此很難將隱含碳與能源使用相關排放（或運營碳）進行比較。隨著不斷努力改善這一數(shù)據(jù)，以及越來越多的州對歷史上高碳材料采取“購買清潔”政策，我提出了能源法規(guī)的起點：讓我們考慮將具體的碳減排作為一種選擇，同時考慮專用的現(xiàn)場或場外可再生能源，以彌補為建筑服務的電網(wǎng)脫碳過程中的一些中期排放，如下圖所示。未來對具體碳規(guī)范條款的擴展將建立在能源規(guī)范的初步努力和其他建筑規(guī)范的并行努力的經(jīng)驗教訓之上。

專用可再生能源和隱含碳以實現(xiàn)凈零排放

向基于排放的凈零碳規(guī)范邁進需要額外的資源

雖然上述原則指導著我們，但從以能源為中心的規(guī)范向以碳為中心的規(guī)范過渡，并實現(xiàn)與這些原則一致的凈零碳能源規(guī)范，需要進行重大的流程調(diào)整和支持分析。

標準化碳量化：量化溫室氣體排放有許多不同的方法。ASHRAE和國際規(guī)范委員會正在聯(lián)合開發(fā)一種新的標準方法，即Standard 240P，用于量化建筑物在生命周期內(nèi)的溫室氣體排放，這是一個很有前途的發(fā)展。這一進程于去年12月啟動，它有一個雄心勃勃的時間表，需要滿足，以確保它是評估和比較未來版本ASHRAE 90.1和IECC減排條款的有效工具。

碳減排信用：最新的模型能源法規(guī)包括超出最低要求的效率選項菜單，建筑商必須選擇一套措施來實現(xiàn)所需的總效率水平。模型法規(guī)將需要擴展或修改此方案，以便針對不同的建筑類型、氣候和電網(wǎng)區(qū)域?qū)Ｗ⒂跍厥覛怏w減排措施。為了簡化相對簡單建筑物的合規(guī)性，模型法規(guī)應包括用于常見建筑類型的符合規(guī)定的這些碳減排措施的套餐。此外，法規(guī)內(nèi)還可能需要指導，以確保這些套餐的預期性能水平，例如針對高效全電或雙燃料建筑。

更新原型能源模型：作為美國能源部建筑能源規(guī)范計劃的一部分，太平洋西北國家實驗室維護著一套原型建筑模型，使用計算機模擬來評估 90.1 和 IECC 變更的節(jié)能效果。原型模型集旨在比較能源使用的總體變化；需要對其進行改進和擴展，以便比較潛在法規(guī)變更的排放影響，包括比較基于化石燃料的系統(tǒng)和基于電力的系統(tǒng)。目前正在針對每個氣候區(qū)域的代表性城市評估原型模型，但需要擴展以考慮區(qū)域電網(wǎng)排放（例如，環(huán)境保護局的eGRID 子區(qū)域或 NRELCambium模型區(qū)域）。

新的隱含碳基準模型：沒有等效的隱含碳原型模型，盡管至少有一些建筑物正在努力開發(fā)它們，并且有幾種工具可用于評估建筑物的整個生命周期排放。需要隱含碳原型模型來評估隱含碳減排措施和針對個別建筑類型和整個建筑存量的規(guī)范建議。為了比較運營排放和隱含排放，模型需要全面、能夠代表當前的低碳設計實踐，并基于可靠且可比較的數(shù)據(jù)源。

協(xié)作：我們需要跨系統(tǒng)集成以實現(xiàn)整棟建筑的減排，無論是通過管轄區(qū)的可選條款還是在基本規(guī)范中。在規(guī)范開發(fā)委員會的背景下，這將意味著跨專注于建筑圍護結(jié)構(gòu)、HVAC設備和其他系統(tǒng)的小組委員會開展工作。雖然 IECC 和 ASHRAE 90.1 委員會都做出了這樣的承諾，但我們現(xiàn)在需要采取行動，使我們走上凈零碳規(guī)范的道路。

這些步驟將有助于確保各地區(qū)擁有所需的模板規(guī)范，以有效實施符合其氣候目標的先進規(guī)范，并利用當前和即將到來的資金。

生成海報

免責聲明：本網(wǎng)站內(nèi)容主要來自原創(chuàng)、合作伙伴供稿和第三方自媒體作者投稿，凡在本網(wǎng)站出現(xiàn)的信息，均僅供參考。本網(wǎng)站將盡力確保所提供信息的準確性及可靠性，但不保證有關資料的準確性及可靠性，讀者在使用前請進一步核實，并對任何自主決定的行為負責。本網(wǎng)站對有關資料所引致的錯誤、不確或遺漏，概不負任何法律責任。任何單位或個人認為本網(wǎng)站中的網(wǎng)頁或鏈接內(nèi)容可能涉嫌侵犯其知識產(chǎn)權(quán)或存在不實內(nèi)容時，應及時向本網(wǎng)站提出書面權(quán)利通知或不實情況說明，并提供身份證明、權(quán)屬證明及詳細侵權(quán)或不實情況證明。本網(wǎng)站在收到上述法律文件后，將會依法盡快聯(lián)系相關文章源頭核實，溝通刪除相關內(nèi)容或斷開相關鏈接。