_本系列播客节选自为期两天的课程，名为“建筑科学基础”，由建筑科学公司的Joe Lstiburek博士和John Straube博士教授_

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在我们上一期节目中，Joe Lstiburek博士讨论了一个室内空气质量差的真实例子。本周，约翰·斯特劳布博士将我们的建筑能源和资源需求思考我们为什么要让他们走到现在这个地步。

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这将是一个问题,会影响你如何做你的业务,以及如何生活在未来,我们将谈论绿色建筑之间的联系,可持续性,构建科学,也许我们会一点点的理解我们需要当我们谈论绿色建筑:我们需要什么,为什么我们要去那里,你想如何做广义。

建筑是最大的消费者

那么我们为什么要担心绿色建筑呢?首先，建筑会消耗大量资源。我想我们大多数人都知道这一点，但他们没有意识到建筑使用资源的程度。这是地球上消耗最多的产业。我们以更大的美元价值使用更多的资源，比汽车工业和航空航天工业加起来还要多。我们消耗的能源比你能找到的任何行业都要多。我们之所以没有注意到这一点，是因为这是一个非常分散的行业。所以一些最大的房屋建筑商可能有数十亿美元的营业额，但只有少数几个，有成千上万的人在较小的水平上工作。因此，不像波音和空客这样只有少数几家公司占主导地位的行业，在建筑和建筑行业有成千上万的相对较小的公司，我们没有意识到这种影响。

现在他们消耗了大量的金钱，大量的资源，大量的能源。它们还污染、取代和破坏栖息地。我的意思是，很明显，当你在农田上铺路，建一个购物中心;你已经取代了一些栖息地。现在，我们在多大程度上继续这样做，当然是有争议的，但它们确实取代了栖息地，这是毋庸置疑的。我们还必须认识到它们是一种耐用品。因此，当我们抱怨一双跑鞋或一台笔记本电脑的能量含量时，这个问题可以很快解决。买跑鞋并不会占用你家庭收入的很大一部分。如果你买的跑鞋是用不环保的材料制成的，不管怎样，一年内你必须买一双新的跑鞋。这样你就可以解决问题并对危机做出反应。 When you build a building, you have created a liability for society for the next at least twenty years — maybe one hundred years. Or you’ve provided an asset to society for the next twenty to one hundred years. Depends what you’ve delivered.

耐用性加上效率等于经济

这就是为什么有很多与建筑相关的法规和标准——因为它们的寿命很长。一栋建筑的寿命中值大概是35年，而它的一半寿命是35年。这就是为什么，当然，当我们做能量计算的时候，我们试图弄清楚我们应该在墙上放什么样的绝缘材料。我们当然会在35年后使用能源价格。这是一种理性的方法，“如果你要制造一种可以使用70年的产品，我们显然会根据35年后的能源来进行经济计算。”对吧?这是一个理性的经济学家会做的。

我们会那样做吗?当然不是!事实上，在过去的35年里，我们并没有这样做。

自从美国能源部的能源信息机构开始报告数据，并对能源进行预测以来，他们从来没有一次是正确的。他们总是低估能源成本，因为大多数时候他们假设能源以通货膨胀率增长。而在过去的30年里，这个数字翻了一番还多。能源的通货膨胀率，取决于你说的是电力、天然气还是石油，大约是每年8%的复利。如果你使用这些类型的分析，看看35到70岁的寿命，你会得到完全不同的答案，而不是代码。当然，代码是一个最小值，对吧?但在马萨诸塞州，把R-40放在阁楼上没有经济意义。从经济上讲，根据我们今天所知道的，在过去35年能源价格上涨的情况下，继续进行直线预测，R-40在经济上没有意义。但我们还是放了R-40。在商业建筑中，正如乔描述的公寓或办公楼的R-2窗墙外壳，[R-2]在今天没有任何意义。 With today’s energy prices [better envelope features have] almost no payback period. Most of the time you can pay that back just by saving on mechanical costs. So the lifespan we look at in buildings is quite different, and that isn’t the only problem if we look at it properly in today’s prices.

所有这些都表明，如果你看看建筑行业之外的环境，建筑正成为人们越来越关注的焦点。最近，汽车行业通过了一项法案要求他们将车队的燃油效率从20英里/加仑提高到35英里/加仑。然而，汽车工业不是最大的二氧化碳制造者，也不是最大的能源消耗者。建筑业是。最终会有人发现建筑行业需要监管，我们需要在技术上和经济上提供可能的东西。

现在，我要给你们看一些数据表明人们开始意识到这一点;他们开始注意到建筑行业是一个与世界其他地方不同步的行业。所以这就是为什么隔热标准很可能会提高，机械设备标准很可能会提高，能够满足更好建筑的要求也很可能会提高。

建筑物到底要消耗多少能源?

我想我们都看到了关于能源消耗的图片和统计数据，以及建筑的资源消耗:35-50%的能源消耗，取决于国家，用于建筑的运行和生产-在北美大约40%。因为这是一个很大的行业，我们在生产建筑材料时确实会产生污染。当我们真正建造建筑时，我们在地上挖大洞，砍伐森林。砍伐森林的好处是人们会注意到它，而且它看起来很丑。因此，二十年来一直有减少肆意砍伐森林的运动，木材工业实际上已经接受了挑战，要比十年前提供更多的木材。在过去的15年里，美国几乎每年都有比前一年更多的树木。挑战已经从提供足够的木材，到提供足够的生物多样性，雨水径流和侵蚀控制，他们正在朝着这个方向前进。在人们开采铁矿石或水泥的地面上隐藏大洞更容易，因为它们是局部的，你只需要几平方英里，而且人们通常不会徒步穿过它们。但这些行业都开始做出回应。

我们不能忽视，虽然我们在这个系列研讨会中会忽略这一点我们必须思考社区是如何组成的。因为社区和它们如何组合在一起可能和建筑围护结构和机械系统包一样重要。美国三分之二的电力消耗在建筑上，这很重要，因为电力也是污染密集的形式。人们把电视为某种清洁能源;它不在北美。我们可以把它弄干净;但我们还没到那一步。现在电是最肮脏的能源形式，所以我们总是尽量减少它，并最有效地使用它。2008年，仅建筑能源购买就花费了近5000亿美元。每年5000亿美元! We could wage a major war in some far-off country for that amount of money. Seven-hundred and fifty-seven million tons of carbon dioxide, which is a pretty large percent of the US total — a little over 8% of the world’s CO2 comes from American buildings. That’s a pretty big number right there. And of course it’s the largest source of sulfur dioxide, which produces acid rain and so on.

现在，我们在一些案例研究中讨论了一千年的r值——你知道，简单的建筑。你看着它说，“好吧，那些只是案例研究。整个建筑在做什么?”

确定最高效的建筑

每三年，能源部会对商业和机构建筑进行一次全面调查。1万是正常的样本量。他们会问各种各样的问题，比如那栋楼里发生了什么，人们如何使用它，它建在哪里，大小，日期等等。他们收集2003年的能源使用数据。所以，如果你对一栋商业建筑一无所知，当你购买它时，除了它的年代，那么能耗最低的建筑要么是1920年以前建造的建筑，要么是2000年到2003年建造的建筑——全新的建筑。

这并不是因为1920年以前建造的建筑物没有电脑。如果你在波士顿市中心开车，你会看到很多20世纪20年代的建筑都有灯、电梯和空调，所有这些现代化的便利设施。这是2003年的能耗。不同之处在于，在这些老建筑中使用的建筑围护结构和建筑系统本质上更节能。他们天生就更节能的原因不是因为1920年的人聪明，而是因为1920年的能源要贵得多。我们忘记了。在世纪之交，纽约和芝加哥的能源成本——取决于你所谈论的能源类型——是我们今天的两倍、三倍、四倍。当时的电费是现在的四倍，而用煤供暖的费用是现在的两倍。

所以那些建筑实际上比我们现在建造的许多建筑在经济上更合理，尽管今天我们有很多有趣的技术可以让我们大幅减少这个数字。这个数字显示的是每年每平方英尺8万英热单位，这是一个指标，一个你可以在自己的建筑上测量的能源指标。算出你用了多少汽油，用了多少电，换算成英制单位，然后除以平方英尺。就是这么复杂。很多建筑，你知道，好的建筑都是30年代的。30年代的建筑并不贵。

更好的架构可能会解决一些大问题

Ed Mazria，你们有多少人听说过Ed Mazria?通常建筑师都听说过Ed Mazria，因为他是一名建筑师，在70年代做了很多被动式太阳能设计的工作，然后当石油价格跌到10美元时，他又回到了山里。在过去的几年里，他走出了山丘，开始了一场运动，他说建筑在控制气候变化方面扮演着重要的角色，因为它对能源有影响。他得到的其中一件事是，建筑不仅仅是建筑物，它还影响着城市。在工业综合体的一些地方，办公空间，等等，它们都受到建筑的影响，因此如果你把所有这些因素加在一起，他发现美国大约50%的能源消耗都在建筑的标签下。

更令人不安的是，他发现建筑的二氧化碳排放量增长速度比其他任何领域都要快。工业实际上已经趋于平稳。你会注意到，这和交通和建筑的趋势是相似的直到70年代，很有趣，大约在1973年到75年工业排放二氧化碳的方式发生了重大变化。想知道那是什么?这就是人们所说的第一次石油危机。79年的第二次石油危机。然后这个行业有了它，他们说，你知道墙上写的东西，能源价格将会昂贵，我们必须对此做些什么。他们所做的是，人们开始计算，他们发现了每个过程消耗了多少能源，在使用高效率电机的生命周期中做出成本决策，以及何时应该绝缘，从那时起，消耗的能源几乎保持不变。很大程度上，但并非全部。主要是通过节能措施。

为建筑商和买家提供更明智的长期选择

同样的影响没有发生在建筑物上，因为人们在设计建筑物时没有理性的决策者。没有人会问，“我要用多少能量?”那么，10年或12年的回报是多少呢，选择这个电机做风扇还是那个电机做风扇?因为他们不做这些决定，我们的能源消耗继续上升。

交通运输业也是类似的情况。卡车变得更节能，火车变得更节能，飞机也变得更节能。个人汽车的效率越来越低，因为购买个人汽车的人没有做出理性的、经济的选择。不然你怎么解释开suburban去上班?你知道，你需要坐十二个人的座位，或者在下班回家的路上拉一个树桩的可能性似乎很低。从理性上讲，你只需要在三年内租一辆这样的车。这些不合理的决定解释了交通和建筑的增长率。这并不是说它在经济上或商业上没有意义。

与商业领域不同，住宅领域在能源效率方面有了一些相当大的改进。它们是根据规定做出的。在1950年之前，房子消耗了大量的能源，随着时间的推移，供暖，尤其是空间供暖，下降了，空调上升了，电器基本保持不变。但主要的变化是水加热和空间加热。这种趋势在20世纪90年代有所下降或结束。在20世纪90年代，我们的家庭能源消耗再次上升。这有几个原因。一是法规在80年代停止执行更严格的规定，所以在90年代，结果是自食其果。第二件事是更大的房子。人们继续建造越来越大的建筑物。 And those larger buildings obviously consumed more energy. Even though the household size is still a household, it’s got more square footage. So, again it’s not because we can’t make more energy-efficient buildings, it’s not because it doesn’t make economic sense, it’s because we haven’t chosen to.