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令綠色建築達到極致 從設計開始便需介入


Washers wash the windows of modern skyscraper

國際吹起零耗能建築風氣,降低建築能耗,是解決能源危機的方式之一,根據國際能源署(IEA)統計,有高達 55%的全球耗電量來自建築,先進國家推動零耗能建築相關法規,其中歐盟訂定從2021年起,所有新建築必須是近零耗能建築(nearly Zero-Energy Building)。與從前只講求節約能源的綠色建築不同,零耗能建築具有綠能發電、儲能、深度節能及智慧能源管理技術,所消耗的電力等於生產的電力,達到零排碳的境界。香港近年落成的商廈、新屋苑或商場,都致力實現具備最高能效水平及永續性,啟用人工智能的建築物預期將會急速增加。

至2050年,全球都市人口將會是現在的兩倍之多,工作、生活、娛樂等功能的建築物與其能源碳排,將佔溫室氣體排放量的40%左右。以歐盟為例,歐盟的建築能耗佔能源總消費量的40%以及佔溫室氣體排放量的36%。歐盟的建築能耗佔能源總消費量40%,執委會訂下2030年前翻新3500萬棟建築的目標,規劃投入910億歐元的億振興基金,進行建築綠色轉型。歐盟執委會推估,翻新現有建物可降低歐盟總能耗約5至6%,因此訂下2030年前翻新3500萬棟建築的目標。

德國訂定嚴格的建築法規

歐洲國家同時利用經濟誘因的補貼政策,以及訂定嚴格的建築法規和標準,鼓勵民眾選擇較節能環保的建築或翻新住所。德國復興信貸銀行(KfW)推出政策,無論是新屋或是既有建物,只要能耗優於法定標準且符合該銀行之方案,均可獲得貸款與節能補助。建立在成本效益上的建築節能標準,也讓將近半新建案的能效都優於德國國家標準。

除了獎勵性的補貼措施及強制性的建築節能規定,資訊透明化也是重要的一環。德國的「建築能源護照」(Energy Performance Certificate, EPC),目的就在於揭露建築實際的能耗。在德國,業主必須在買賣或租賃房屋時要附上能源護照,讓買方或租客可以清楚掌握房屋的能耗,且在民眾常出入的大型公共建築,也必須公開展示能源護照。英國則設有建築能源資料庫,提供民眾上網查詢。

不過,搭配具有強制性的節能法令,效果更佳,藉由市場經濟壓力和全民監督,讓業主願意透過翻新或改建,降低房屋能耗。法國為進一步推動房屋節能改造,提出具有約束力的措施。從2021年起禁止能源效率低的建物提高租金;自2023年起,所有房屋單位都必須遵守最低能效標準,並要求自2028年起需翻新所有高能耗建築物。而英國則是直接在《氣候變遷法》中設定,2025年住商部門的溫室氣體排放量需比1990年的基準降低50%。

節能成功  產生更多成本效益

許多國家積極將建築翻修振興方案納入重點推動項目,因為有分析指,到2030 年建築改造將為全球帶來 1.1 兆美元的投資機會,更可望在全球創造2500萬個工作機會,若再進一步發展綠色建築政策,將有機會再創造25兆美元的投資。這些工作機會多位於當地,且材料供應與設備升級也會為當地帶來許多創新。提升建築能源效率,不僅有助於推動社會能源轉型,更可以降低市民或企業的用電成本。

香港本土公司Arup橫跨建築環境的各個領域和不同行業,旗下工程項目遍及140多個國家,而自主研發的Neuron數字化智慧控制平台,是基於AI技術,可應用於建築、區域和城市層面,期望構建更健康、更永續的生活和工作空間。而且,在智慧建築控制系統上,不再讓外國公司專美,打破物業持有人需要往外求助的傳統,並提供較高成本效益選擇,讓業主加快部署。

現時總部設於香港科學園的Neuron Digital,由Arup及中國智慧城市數碼基建技術供應商一奇集團合資創立,期望藉著Neuron智慧建築控制系統,建立區內標準,適用於香港和大灣區,以至亞洲不同建築。Neuron Digital首席技術官Mark Chen表示,不論是業主或租客,對於物業的要求是愈來愈高,因此難以再用傳統方法建構,這亦是需要引用數字化技術,以提升整棟樓營運的水平一方面可可以節省人手,另一方面,可以藉著AI幫助樓宇計算出最佳的能耗設定,如果單靠師傅的經驗,未必可以達到。

改變整棟樓的運營水平

建築物的興建及營運是愈來愈複雜,最近南豐地產位於啟德的AIRSIDE,樓高47層的綜合地標大樓,設有大型高級商場和甲級寫字樓,便採用了Neuron智慧建築控制系統,應用了碳排模組,實時監控設備運作狀況、記錄及計算碳排放數據,實施預測性維護及工作排程。更為建築獲得國際權威性WiredScore樓宇通訊和SmartScore智慧樓宇的最高鉑金級證書。

Mark指出,現代的物業管理,十分依賴數據作出判斷,例如統計人流、商鋪數量、有多少垃圾,碳排放等,匯集數據,然後判斷如何管理樓宇。「建築物的興建因有新技術輔助,所以複雜的問題都可以解決,減少出錯。不過,在營運上卻是愈來愈複雜,整個建築行業,分為設計、建築及營運,Neuron智慧建築控制系統現時應用於營運階段,以AIRSIDE為例,有不少租戶都需要業主提供數據,包括碳排放、垃圾量、人流等,租戶對建築物的期望是提高了,包括更好的節能、業主如何服務租戶,以及長遠的物業保值等。簡單來說,47層的綜合地標大樓,隨時有過百個洗手間,要消耗很多人力物力來維持乾淨及整潔,但通過系統,可以判斷到哪些地方需要更多的清潔,或需要更多的資源,這些都是可以通過數據作運營。

「特別是高層的辦公室,其實每一層的租戶人數不一樣,在空調的使用方面,已經可以比較動態地調節,人數多些的,可能給多些空調;相反,亦可以減少使用,這些就是通過數據去做判斷,幫助業主營運。」Mark補充,新落成的建築,對於智能系統的要求是更高,AIRSIDE有不少新系統,包括中央垃圾回收系統、全港第一個單車停車系統。舊樓很多時候可能會根據現實狀況來衡量是否可以增加智能系統,若不允許,根本不能勉強。很多時,Neuron智慧建築控制系會為舊樓解決能耗問題,基本上,可以節能8%至15%。通常業主也未必清楚建築物的哪個位置較熱或較冷,系統可以提供物聯網傳感器(IoT),協助業主更清楚了解,也可以提升用戶體驗。

在設計時已介入

當建築物在設計階段時,Neuron智慧建築控制系統便已經介入,作為一個中央平台,會協調各方面。太古坊一座採用Neuron智慧建築控制系,是香港第一座啟用人工智能的建築。通過高端數據分析、機器學習和預測性維護以節約能源,營造更舒適的室內環境,關注使用者的健康和福祉,將空間價值最大化。Neuron亦提供了基礎數據平台,可將來自不同建築系統、設備(如暖通空調)的數據源集成到中央存儲庫或通用數據模型中。通過支持建築信息模擬(BIM)的資產管理系統,Neuron平台可以改善運營流程,並通過數字化和自動化技術替代人工操作。太古坊一座的冷負荷預測值跟實際用量相差不到5%,Neuron平台成功為物業減省15%能源消耗。

Mark相信,當業主採用Neuron平台,多少亦會令租戶更有落實發展ESG的決心,當系統收集了數據後,Neuron可以協助計算碳積分,讓業主提供獎賞給租戶。「Neuron可以配合業主,藉著數據的收集,提供不同的贊助計劃,讓租戶更感受到實行環保的好處;至於消費者,我們在AIRSIDE設置了屏幕,專門介紹AIRSIDE的ESG措施,有哪些節能措施,而長遠可以為建築物提供哪些優勢。」除了AIRSIDE、太古坊一座,Neuron的客戶還有零碳天地、ICC、太古廣場6座、太古坊二座等。

Mark亦提到,Neuron平台分為七個模組,可供使用者因應不同應用場合,自訂不同功能,全面監測和管理建築在能源使用、室內環境和碳排放等方面的表現。太古坊一座,是全港首幢採用AI與數位對映digital twin驅動的大樓,技術將整幢建築的內外環境,以立體虛擬模型呈現出來,作建築的生命周期管理。「Neuron平台有獨特的演算法,協助建築物進行預測及監控,當中的Smart  Tenant模組,是讓業主與租戶之間有更佳的溝通。Neuron平台是開放的,當業主採用後,亦可以根據需要自行安排硬件設備。」

傳統的建築自動化和能源管理系統多側重於監控報警功能,缺少了對建築資料進行整合分析、進而提供運維建議和啟示的能力。建築模組則可以將資料轉化為預測性的運維建議。健康模組可以監測空氣溫度、濕度和病原體水平,識別室內空氣品質和使用者健康之間的關係,其預測模型讓建築運維人員瞭解風險,並採取相應措施。在後疫情時代, Neuron開發了新功能,可識別在公共場所或商業環境中體溫較高的人,助力疫情防控。平台加設熱能攝像頭,其AI技術可從熱能探測圖像中檢測人體特徵,進行快速、大規模的體溫檢測,大幅提高系統準確性,即使在人群中亦能偵測異常體溫,識別潛在患者進行進一步人工篩查。

Modern office building

碳排模組以智慧方法,説明建築運營方對標其資源管理績效。模組可獲取建築整個生態系統排放的完整記錄,包括發電、製冷系統等直接現場排放到公司汽車、採購能源、用水、材料和廢棄物回收等間接/隱含排放。城市模組讓業主業主可監測、控制和比較整個園區或其物業組合的表現。

事實上,對於不少業主來說,採用智能系統管理物業,是很困難的事,擔心同時要與多間科技公司溝通,系統與系統之間未能協調,故此都不敢貿然採用。Neuron Digital明白這個痛點,故期望讓Neuron平台為業主降低門檻,成為標準化產品,建立出生態,讓其他公司也可以加入。目前市場不乏類似的智慧建築系統,但大部份都是來自外國,缺乏後續顧問支援,難以改良升級。Neuron採取像app stores自行增減應用的場景,方便使用者根據需要逐步部署。平台的標準版已有一定數量的免費模組,能在短時間內上綫為樓宇提供服務。至於大型樓宇、或有特定需要的客戶,則可選用進階版的功能。

香港具發展綠色建築優勢

據國際能源總署(IEA)顯示,房地產及建築產業消耗了全球約40%的能源,排放了所有溫室氣體的30%,消耗原材料的 40%,比交通運輸和工業製造部門更多。故此,綠色建築是勢在必行。香港貿發局及領展今年初聯合發表《香港房地產發展及物業管理領域綠色實力:RCEP 機遇》研究報告,便指出香港發展綠色建築有七大優勢,包括綠色金融;綠色建材減隱含碳排放;業界標準一致;創新建築方法;設施管理;綠色能源和可持續生活模式;可持續社區發展。受訪者認為,實踐綠色建築的首三個原因,分別是減少能源消耗(43%)、鼓勵實踐可持續的商業活動(41%)及降低溫室氣體排放(35%);而最多受訪者採取的綠色建築舉措,依次為建築規劃及建築管理(85%)、與可持續發展相關的建築設計及建築技術(33%),以及能源管理和廢物處理(81%)。香港有多達50,000座私人或政府建築物,佔全港碳排放60%,房地產及物管綠色發展將是香港2050年前達致淨零排放的關鍵。

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