來自 瑞士聯邦實驗室材料科學與技術
三個尺度的研究
在所有工業化國家，建築物的供暖和製冷是造成 CO 2排放的主要因素。為了實現瑞士政府的氣候目標——到 2050 年實現淨零——瑞士的建築存量也必須做出重大貢獻。但是規劃者和決策者需要一份講義，以最有意義的順序介紹適當的措施。2019 年，Kristina Orehounig 和她的團隊進行了這樣的分類。
瑞士所有房屋的原型
瑞士約有 180 萬棟住宅樓。單獨為每個房屋的翻新需求建模將需要大量的計算。因此，Orehounig 和她的團隊求助於資料探勘。他們搜尋了國家資料庫，將建築物分為 50 種不同的原型，按建造年份、供暖型別和居住人數排序。結果：大多數瑞士建築建於 1949 年至 1994 年之間，其中 77% 的建築採用電加熱、石油或天然氣加熱。由此可見，改造潛力巨大。
研究人員對商業建築進行了相同的分配，根據資料庫將它們分為 45 種不同的原型——餐廳、學校、醫院、辦公室和商店，每一種都按規模和建造年份細分。
由於太陽能是未來能源供應的重要基礎，因此評估了所有原型對光伏發電的適用性。這是使用建築物所在地區的氣候資料以及來自聯邦地形辦公室 (Swisstopo) 的屋頂幾何資料完成的，這些資料提供了有關屋頂表面大小和坡度的資訊。
城市和國家
選擇合適的能源改造方法還取決於建築密度：城市中的房屋可以有效地連線到供熱網路——相比之下，對於農村距離較遠的建築物，供熱網路通常沒有意義。因此，瑞士的建築存量也必須按城市和農村地區分類。
研究人員將整個瑞士土地面積劃分為一平方公里大小的瓦片；沒有房子的瓷磚被忽略了。其餘的使用公共資料庫再次排序——這取決於每個瓷磚上的生活空間量，以及其他特徵。結果是十二個瑞士社群原型：四個城市、四個郊區和四個農村原型，它們描述了瑞士建築物的分佈。
如何有效地進行翻新
在所有的分類之後，可以為各個原型計算翻新措施。研究人員的結論是：最優先解決舊房子的屋頂翻新和窗戶更換是值得的。僅此一項就可以將加熱和冷卻能源的需求減少 20% 到 30%。
下一步應該是翻新幾乎所有型別房屋的供暖系統——公寓樓、學校和辦公樓的翻新通常比獨立式獨棟住宅更具成本效益。為什麼？在較大的建築物中，供暖系統的改造同時影響許多平方米的佔用空間。因此，任何技術干預都更具（成本）效益。
網路和規劃儲存
隨著能源系統的轉型，建築物和社群的規劃和運營變得越來越複雜。太陽能主要在夏季中午產生，但預計全天都會消耗，甚至可能在秋季和冬季。因此，需要數小時或數天的新能源儲存系統以及數月的長期儲存，以始終滿足能源需求。Empa 正在研究用於電力和各種熱量的電池儲存儲存技術以及將太陽能轉化為燃料來應對這一挑戰。可持續產生的能源的儲存不僅應該發生在國家層面，而且應該發生在建築或社群層面。與此同時，化石供暖系統（如燃氣鍋爐）必須儘快更換為新的可持續系統，如氫燃料電池、區域供熱連線或由可再生電力供電的熱泵。整個轉型也應根據社會和經濟標準進行平衡。所有這些決定都需要一個科學合理的基礎。計算能量模型的研究人員不會很快就失業。
節省溫室氣體
儘快更換化石燃料非常重要——在屋頂和外牆使用光伏發電。然後可以產生熱量，例如，由建築物自身的太陽能或其他可再生能源驅動的空氣源熱泵。生物質加熱系統（沼氣或木屑顆粒）也能有效減少 CO2排放。
在分析結束時，Kristina Orehounig 滿懷希望：“如果採取建議的措施，瑞士建築存量造成的溫室氣體排放量可以減少 60% 至 80%。”
