不知不覺2020年快要結束了，長期關注氣候及綠建築議題的朋友們，在今年一整年肯定常常聽到「淨零」（net zero）兩個字。2018年，聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）《地球暖化1.5℃》特別報告，認為要將地球升溫控制在1.5°C內，本世紀中全球的溫室氣體排放淨值必須歸零。而今年本該是氣候條約《巴黎協定》的啟動年，許多國家藉機提出「2050年淨零排碳」目標，在氣候圈內激發不少討論。
類似的議論也在國際建築界裡發生。兩個月前，IPCC副主席Diana Ürge-Vorsatz教授聯合一群學界及業界專家，共同發布一篇「全球建築部門邁向淨零」（Advances toward a Net-Zero Global Building Sector）研究，讓世人了解只要善用主動和被動式節能、創能設計，淨零耗能建築（net zero energy building）在世界各地都是可能存在的。
但說到底，全球有沒有一套標準來認證「淨零建築」呢？其實，美國綠建築協會（U.S. Green Building Council, USGBC）去年提出一份「LEED Zero」標章指引，實際操作下來目前在巴西和中國已可見相關認證案例。
想締造「歸零」成績？綠建築設計絕對不能少
翻開這份指引，LEED Zero可針對建築的「能源」、「排碳」、「耗水」以及「廢棄物」這四大項分別進行淨零認證。但業主首先得注意的是，無論是哪一項申請，建築物都必須先取得LEED BD+C（LEED for Building Design & Construction）及LEED O+M（LEED for Operation & Maintenance）兩者擇一的綠建築標章，或正在跑LEED O+M認證流程，才有資格進一步申請LEED Zero。
來釐清一下，LEED BD+C主要是給「新建築」或大範圍增改建案的認證標章，而LEED O+M是「既有建築」在進行營運和局部整修改建時，可以取得的認證。當然，要獲得這些標章，建築必須符合LEED最新版V4.1的標準，在能源（energy）、水（water）、廢棄物（waste）、交通（transportation）和人本（human dependence）五大項上要有基本表現才行。由此來看，不難發現USGBC希望建物最起碼要具備綠建築的設計基礎，再往上追求不同的歸零目標。
能源及交通工具使用 決定零耗能、零排碳
接著看看建物要怎麼達到零耗能、零排碳，關鍵在於用了哪些能源、耗電量多少、以何種置換能源達到抵銷，還有建築使用者的通勤方式。以LEED Zero Energy來看，建築過去一年內購入的能源（energy delivered）和置換能源（energy displaced）相減後要小於等於0，才能成立；而LEED Zero Carbon要求建物一年裡來自「能源消耗」和「人員交通」的總碳排放量（total carbon emitted）與總碳抵消量（total carbon avoided）至少得互相打平。
眼尖的讀者可能會發現，LEED Zero Carbon跟Energy之間，其實就是多了個「交通」碳排放的統計。所以如果業主們想追求的是Zero Carbon，就不能單純只在能源上開源節流，還必須額外針對綠色交通好好規劃一番，像是鼓勵員工搭乘大眾交通工具、開電動車、騎腳踏車，或甚至是一開始在選址時，就找一個大眾運輸易達的地點。
至於能源購入和置換之間的換算，需要考量不同能源的熱量單位以及轉換率（energy conversion factor）。前者在LEED的所有計算中，都以英熱單位BTU值來看（例如：一度電1kWh相當於3413BTU；一立方米m3的天然氣大約是35730BTU），後者則採用美國環保署能源之星技術管理，考慮能源從運送源頭到終端用戶中間有運輸損耗而設置的參數，像在美國與加拿大的系統中，電力和天然氣的參數分別是2.8及1.05。至於置換能源，則包含了建築自發（on-site）、當地社區生產、離地（off-site）再生能源（須提供購買文件），還有綠電憑證（REC）。
簡單舉一個計算例子，某建築一年總共使用了120,000kBtu的電力與160,000kBtu的天然氣，如果該建築同時自產自用太陽能發電100,000kBtu和額外購買風力發電80,000kBu，便可達到能源平衡。計算公式如下：
- 能源購入=（（120,000-100,000）x2.8）+（160,000x1.05）=224,000kBtu
- 能源置換=80,000x2.8=224,000kBtu
- 能源平衡=224,000kBtu-224,000kBtu=0kBtu
（只要是電力，不管發電方式為何，轉換率皆為2.8）
算法看似一點都不難，不過老實說，真的要達到淨零碳和耗能，對很多大型商業建築來講確實充滿挑戰，因為用電越多就代表要找更多再生能源來置換，但有時候綠電並不是馬上隨手可得。因此普遍專家學者還是建議建築「節能應先於產能」，分別在外殼、空調系統、照明設備上先做好節流，再加上適度的定期維運，便可省下大把功夫另尋綠能。
目前全球也已存在少數幾個成功案例，位於巴西的一間綠建築工程管理公司Petinelli，以及座落於北京奧林匹克森林公園的漢能清潔能源展示中心，分別拿下LEED Zero Energy及Carbon認證，開創國際首例。Petinelli這間公司的建築本體是一座經過改建的兩層倉庫，面積大約436平方米，規模不大，辦公室人數也才25人，讓屋頂上僅15瓩的太陽能裝置容量，產生的電能夠完全供給建築使用還有剩。
但北京的漢能清潔能源展示中心占地有7119平方米，算是個商業建築，就得種植大量的電來補齊。因此這個建案將空間物盡其用，從曲面屋頂、遮陽亭，到一旁的小路，只要有空間就鋪設太陽能板。另外除了自發自用之外，建築裡的智慧微電網系統能讓餘電能被儲存起來，甚至是再回送給電力公司；節能部分則採用地源熱泵來製冷供暖，並隨時監控氣溫、日照、風速和空氣品質，即時在耗電與發電之間做出調整。
達成零耗水、零廢棄 用水和資源效率是關鍵
再來瞧瞧零耗水和零廢棄物的準則。耗水的計算稍微複雜一點，是建築飲用水消耗量（total potable water consumed）和替代性回用水（total alternative water used）相減後，再加上回滲水源的量（water returned to original source），必須至少等於零。而如今綠建築技術已十分發達的年代中，要產生替代性回用水，其實不是件難事，可採用的手法包含回收屋頂雨水、地面逕流雨水、空調冷凝水、蒸氣水還有中水。
另外如果是跟地方政府購買經過處理的中水、再生污水，也都能算在內。至於回滲水源的水，指的是建築基地內收集到的水，像是保水設施所駐留下來的雨水，讓其回滲到地下水層與當地集水區。如此能幫助避免水災，打造一座海綿城市。
當然，正如同用電一樣，建築一開始用水量不大，達到淨零耗水相對容易。因此設計上要把植栽澆灌節水、器具節水以及水回收再利用三大重點考量進去。全球第一個摘下LEED Zero Water殊榮的建築Eurobusiness，一樣位在巴西，就善用了這些設計。
這棟14層樓的建築上有一個人工濕地，專門處理廢水，讓水質經過生態淨化後能被用於沖廁，整個過程可不使用任何化學藥品。此外，一般建築的雨水回收槽會被放在地下室，但為了騰出停車空間，這個案子的雨水儲存槽被建在屋頂上，而且地板鋪滿細碎石，透雨水能滲透進去，不僅有集水作用，也滋養了溼地裡的水生植物。由於屋頂上可用的區域有限，建築也盡可能透過省水器具減少廢水量。在省水和多種替代水源方案的綜合發揮下，這棟建築的飲用水使用量減少了82%，整整一年內，也有65%的耗水量都能被回收，節水成績實在驚人。
最後看到LEED Zero Waste標章，只要能拿下國際上已存在的TRUE（Total Resource Use and Efficiency）零廢棄物系統白金級認證，就能獲得。而TRUE系統裡有幾個必要條件，包含需制定零廢棄物管理政策、提供適當資源回收及存放場所，還有廢棄物分流率（回收的廢棄物量除以總廢棄物產生量）至少90%以上，要達到其實不能單純只是做回收，還得追求資源使用「效率」，效率一旦高，廢棄物就會減少，甚至是沒有廢棄物。
所以建築的垃圾管理制度，需要被好好整頓一番，包含使用適當尺寸的垃圾收集器、檢視產生廢棄物的面向、盤查供應鏈，或也可以導入環保和綠色採購準則，購買耐用產品、二手翻新物、永續生產的紙和木製品。另一方面，減少包裝的總量尺寸、數量還有運送容器等，再搭配定時紀錄回收分流數據，也是減廢的基本策略。
回頭來看國際上推行「建築歸零」的進程，之前歐盟就要求從2021年開始的新建築，都必須是近零能耗；去年聯合國氣候峰會上也提出了一個「人人享有零碳建築」的全球倡議，中國則是已公布近零能耗建築技術標準和淨零碳建築宣言。在這些政策刺激之下，未來隨處看到LEED Zero建築，勢必將見怪不怪。而台灣目前仍全力衝刺綠建築標章，之後企業政府各方人馬可認真考慮跟上國際腳步，制定相關規定，極大化建築對環境的友善貢獻。
※ 本文轉載自綠建築雜誌Vol.68，低碳生活部落格〈國際「淨零」建築系統 帶你一起節電、降排、省水、減廢〉
