Analysis of Economic Incentive Policies for Improving a Low Carbon Society—Case Study of the Building Industry in China and Japan

In the process of promoting the development of a low carbon society, economic incentive policies play an important role. In order to see the effectiveness of implementing the economic incentive policies, we put forward two questions in this study: How effective are economic incentive policies in the building industry in China and Japan? What are the obstacles preventing these policies from being effectively applied and how to overcome them? Considering the energy consumption in the building industry accounts for a significant proportion in both China and Japan, economic incentive policies for promoting building energy saving in the two countries have been chosen as case studies. Policies discussed in this article are divided into national and city levels, in which the city level policy analysis mainly focused on the active Carbon Trading Programs. Methods of stakeholder investigation and literature review are applied in exploring the economic incentive polices' effects and constraints. Based on the outcomes of our research, policy recommendations for overcoming the barriers of economic incentive policies in the building industry are worked out.     

Dynamics of urban and rural housing stocks in China

The massive migration flows from rural to urban areas in China, combined with an expected decline in the total population over the next decades, leads to two important challenges for China's housing: the growth of its urban housing stock and the shrinkage of rural housing. The rural and urban housing systems in China were analyzed using a dynamic material flow analysis model for the period 1900–2100 for several scenarios assuming different development paths for population, urbanization, housing demand per capita, and building lifetime. The simulation results indicate that new housing construction is likely to decline for several decades due to the fast growth over the past 30 years and the expected increased longevity of dwellings. Such an oscillation of new construction activity would have significant implications for the construction industry, employment, raw material demand, and greenhouse gas emissions to produce the construction materials. Policy and practical options for mitigating the negative impacts are considered.

Les flux migratoires massifs des zones rurales vers les zones urbaines en Chine, conjugués à un déclin prévu de la population totale au cours des prochaines décennies, entraînent deux défis importants pour le logement en Chine : la croissance de son parc de logements urbains et la diminution des logements ruraux. Les systèmes de logements ruraux et urbains en Chine ont été analysés en utilisant un modèle d'analyse dynamique des flux de matériaux sur la période 1900-2100 appliqué à plusieurs scénarios supposant différentes voies de développement concernant la population, l'urbanisation, la demande de logements par habitant et la durée de vie des bâtiments. Les résultats de la simulation indiquent qu'il est probable que la construction de logements neufs diminuera pendant plusieurs décennies en raison de la croissance rapide des 30 dernières années et de l'accroissement prévu de la durée de vie des logements. Une telle oscillation de l'activité de construction de logements neufs aurait d'importantes implications pour l'industrie du bâtiment, l'emploi, la demande en matières premières et les émissions de gaz à effet de serre résultant de la production des matériaux de construction. Les choix politiques et pratiques qui permettraient d'en atténuer les effets négatifs sont envisagés.

Mots clés: parcs de bâtiments, demande de constructions neuves, analyse dynamique des flux de matériaux, parc de logements, durée de vie, tendances, urbanisation, Chine     

Developing local government policy and processes for community consultation and participation

Abstract

This paper documents the development of a local government community consultation and capacity building vision and strategy. A central argument is that traditional government perspectives on community consultation must be reconsidered to include greater opportunities for informed community participation in planning and decision making processes for a sustainable community.     

The building performance sketch

A new approach to the creation of design tools is proposed that addresses the real information needs of designers in the early stages of design of non-residential buildings. Traditional simplified design tools are typically too limited to be of much use, even in conceptual design. The proposal is to provide access to the power of detailed simulation tools at a stage in design when little is known about the final building, but at a stage also when the freedom to explore options is greatest and the ability to improve the design is greatest. The concept of the building performance sketch forms the basis of the proposed design tool. It was derived from consultation with design analysis teams as part of the development of the COMFEN tool for fenestration design. Tools like COMFEN are explored to understand how they were shaped by consultation and how requests from these teams for real-world relevance might shape such tools in the future. The simulation process can effectively utilize some of the as-built, as-occupied and as-managed lessons on behaviours and technical outcomes from the Post-occupancy Evaluation (PoE) of buildings.

Il est proposé pour la création des outils de conception une nouvelle approche répondant aux véritables besoins d'information des concepteurs dans les premières phases de conception des bâtiments non résidentiels. Les outils de conception simplifiée traditionnels sont habituellement trop limités pour être très utiles, même en design conceptuel. Ce qui est proposé est de pouvoir accéder à la puissance d'outils de simulation détaillée à un stade de la conception où l'on sait encore peu de choses concernant le bâtiment final, mais également à un stade auquel la liberté d'exploration des options possibles comme la capacité d'amélioration de la conception sont les plus grandes. Le concept du schéma de performance du bâtiment constitue la base de l'outil de conception proposé. Il découle de la consultation des équipes chargées de l'analyse de la conception dans le cadre du développement de l'outil COMFEN de conception du fenêtrage. Des outils tels que COMFEN sont examinés afin de comprendre comment ils ont été modelés par la consultation et comment les demandes de ces équipes en termes de pertinence réelle pourraient façonner ces outils à l'avenir. Le processus de simulation peut tirer efficacement parti de certaines des leçons, conformes à l'exécution, à l'occupation et à la gestion, en matière de comportements et de résultats techniques, retirées de l'Evaluation Après Occupation des bâtiments.

modèles d'information du bâtiment?bâtiments?processus de conception?outils de conception?début de conception?efficacité énergétique?retour d'information?simulation des performances?évaluation après occupation     

Do ‘green’ buildings have better indoor environments? New evidence

A post-occupancy evaluation (POE) of 12 green and 12 conventional office buildings across Canada and the northern United States was conducted. Occupants (N = 2545) completed an online questionnaire related to environmental satisfaction, job satisfaction and organizational commitment, health and well-being, environmental attitudes, and commuting. In each building on-site physical measurements at a sample of workstations (N= 974) were taken, including: thermal conditions, air quality, acoustics, lighting, workstation size, ceiling height, window access and shading, and surface finishes. Green buildings exhibited superior performance compared with similar conventional buildings. Better outcomes included: environmental satisfaction, satisfaction with thermal conditions, satisfaction with the view to the outside, aesthetic appearance, less disturbance from heating, ventilation and air-conditioning (HVAC) noise, workplace image, night-time sleep quality, mood, physical symptoms, and reduced number of airborne particulates. A variety of physical features led to improved occupant outcomes across all buildings, including: conditions associated with speech privacy, lower background noise levels, higher light levels, greater access to windows, conditions associated with thermal comfort, and fewer airborne particulates. Green building rating systems might benefit from further attention in several areas, including: credits related to acoustic performance, a greater focus on reducing airborne particulates, enhanced support for the interdisciplinary design process and development of POE protocols.

Il a été mené une évaluation après occupation (POE) de 12 immeubles de bureaux verts et 12 immeubles de bureaux classiques répartis à travers le Canada et le nord des Etats-Unis. Les occupants (N?=?2545) ont rempli un questionnaire en ligne portant sur la satisfaction environnementale, la satisfaction au travail et l'implication organisationnelle, la santé et le bien-être, les attitudes environnementales, et les trajets réguliers. Dans chaque immeuble, des mesures physiques in situ sur un échantillon de postes de travail (N?=?974) ont été effectuées, comprenant : les conditions thermiques, la qualité de l'air, l'acoustique, l'éclairage, la taille des postes de travail, la hauteur de plafond, l'accès aux fenêtres et leur occultation, et les finitions de surface. Les bâtiments verts ont affiché des performances supérieures par rapport aux bâtiments classiques similaires. De meilleurs résultats ont été obtenus concernant la satisfaction environnementale, la satisfaction à l'égard des conditions thermiques, la satisfaction à l'égard de la vue sur l'extérieur, l'aspect esthétique, la diminution des perturbations liées aux bruits provenant du chauffage, de la ventilation et de la climatisation (CVC), l'image du lieu de travail, la qualité du sommeil nocturne, l'humeur, les symptômes physiques, et la réduction du nombre de particules en suspension dans l'air. Différentes caractéristiques physiques ont conduit à une amélioration des résultats pour les occupants dans tous les immeubles, concernant notamment les conditions liées à la confidentialité des conversations, les niveaux inférieurs de bruit de fond, les niveaux de luminosité plus élevés, l'accès accru aux fenêtres, les conditions associées au confort thermique, et le nombre moindre de particules en suspension dans l'air. Les systèmes de notation des bâtiments verts pourraient bénéficier d'une plus grande attention apportée à plusieurs domaines, s'agissant en particulier des crédits relatifs aux performances acoustiques, d'un accent accru sur la réduction des particules en suspension dans l'air, d'un soutien renforcé en faveur du processus de conception interdisciplinaire et du développement de protocoles POE.

Mots clés: performances des bâtiments, bilan environnemental, bâtiments verts, environnement intérieur, Leadership in Energy and Environmental Design (LEED), satisfaction des occupants, évaluation après occupation     

Vernacular architecture: questions of comfort and practicability

A paradoxical situation exists where vernacular building traditions are in a state of decline and are being replaced by modern counterparts, but they are repeatedly cited in the academic literature as exemplary models of environmental practice. This paradox is examined through research on whether vernacular passive cooling systems in the hot and dry climates of present-day Iran are practicable for the provision of comfortable indoor temperatures. Investigating their technical thermal performance as well as user perceptions and behaviour, positive and negative attributes of the cooling systems are identified. If conclusions about the long-term viability of vernacular buildings are to be drawn, then social, cultural, economic and environmental attributes need to be taken into consideration. Despite rather widespread and persistent assumptions, vernacular building traditions are not necessarily able to survive and the choices made by local people regarding the continuation or abandonment of specific traditions are influenced by a variety of cultural and practical factors. This substantiates the necessity of an integrated and holistic approach that engages with these variables in order to acquire a better understanding of the conditions for the survival of vernacular traditions.

Le fait que les traditions architecturales vernaculaires se trouvent dans un état de déclin et sont remplacées par leurs équivalents modernes, alors même qu'elles sont citées à maintes reprises dans la littérature universitaire comme des modèles exemplaires de pratique environnementale, constitue une situation paradoxale. Ce paradoxe est étudié au travers de recherches visant à déterminer si les systèmes de refroidissement passif vernaculaires sous les climats chauds et secs de l'Iran d'aujourd'hui peuvent être mis en pratique pour assurer des températures intérieures confortables. L’étude de leurs performances thermiques techniques aussi bien que des perceptions et du comportement des utilisateurs permet d'identifier les attributs positifs et négatifs des systèmes de refroidissement. S'il faut tirer des conclusions concernant la viabilité à long terme des bâtiments vernaculaires, il est alors nécessaire de prendre en considération les attributs sociaux, culturels, économiques et environnementaux. En dépit de présomptions plutôt répandues et tenaces, les traditions architecturales vernaculaires ne sont pas nécessairement capables de survivre et les choix opérés par les populations locales quant à la poursuite ou l'abandon de traditions spécifiques sont influencés par divers facteurs culturels et pratiques. Ceci confirme la nécessité d'une approche intégrée et holistique qui, par ces variables, incite à acquérir une meilleure compréhension des conditions propres à assurer la survie des traditions vernaculaires.

Mots clés: confort adaptatif, performances des bâtiments, attentes, traditions locales, occupants, refroidissement passif, architecture vernaculaire, Iran     

Regenerative design in science and society

The Building Research & Information special issue entitled ‘Regenerative Design and Development’ (2012, volume 40, number 1) describes the emerging theory and practices. This commentary considers how regenerative design and development needs to engage with some broader topics of sustainability and the quest for knowledge. The papers in the special issue raise many matters, but this commentary will concentrate on three of them: (1) issues of scale, in space, time and the system level; (2) holism versus reductionism; and (3) monitoring, evaluation and intervention. Although they must be discussed individually, these topics overlap to a great degree. Challenges are posed on whether professionals and community stakeholders are empowered to intervene at appropriate scales, over sustained periods of time, to monitor operation over the longer term and, if needed, to make further interventions if the design goes awry. Although authors in the special issue question the role of reductionism in favour of a holistic view, there are merits for the use of reductionism, particularly for assisting with uncertainties or identifying constituent parts. A key challenge now will be to explore what practices and operations could provide solutions.

Le numéro spécial de Building Research & Information intitulé « Conception et Développement Régénérateurs » (2012, volume 40, numéro 1) décrit la théorie et les pratiques émergentes. Le présent commentaire examine la manière dont la conception et le développement régénérateurs doivent traiter de certains thèmes plus larges touchant à la durabilité et à la quête de savoir. Les articles figurant dans ce numéro spécial soulèvent de nombreuses questions, mais le présent commentaire se concentrera sur trois d'entre elles: (1) les problèmes d'échelle, dans l'espace, dans le temps et au niveau du système; (2) le holisme par opposition au réductionnisme; et (3) les questions de suivi, d'évaluation et d'intervention. Bien qu'il faille en discuter séparément, ces thèmes se recoupent dans une large mesure. Des difficultés tiennent au fait de savoir si les professionnels et les parties prenantes des collectivités sont en mesure d'intervenir aux échelles appropriées, sur des périodes prolongées, d'assurer le suivi des opérations à plus long terme et, au besoin, d'effectuer des interventions complémentaires si la conception se passe mal. Bien que les auteurs de ce numéro spécial contestent le rôle du réductionnisme en lui préférant une vision holistique, le recours au réductionnisme présente des avantages, s'agissant en particulier de l'aide qu'il apporte face aux incertitudes ou de l'identification des éléments constitutifs. L'une des principales difficultés va maintenant être d'explorer les pratiques et les opérations qui pourraient être porteuses de solutions.

Mots clés: cadre bâti, cadre de conception, pratiques de conception, conception régénératrice, construction durable, développement durable     

Introducing the prebound effect: the gap between performance and actual energy consumption

German regulations for the thermal renovation of existing homes demand high thermal standards, which the government claims are technically and economically feasible. This paper examines existing data on 3400 German homes; their calculated energy performance ratings (EPR) are then plotted against the actual measured consumption. The results indicate that occupants consume, on average, 30% less heating energy than the calculated rating. This phenomenon is identified as the ‘prebound’ effect and increases with the calculated rating. The opposite phenomenon, the rebound effect, tends to occur for low-energy dwellings, where occupants consume more than the rating. A similar phenomenon has been recognized in recent Dutch, Belgian, French and UK studies, suggesting policy implications in two directions. Firstly, using a dwelling's energy rating to predict fuel and CO₂ savings through retrofits tends to overestimate savings, underestimate the payback time and possibly discourage cost-effective, incremental improvements. Secondly, the potential fuel and CO₂ savings through non-technical measures such as occupant behaviour may well be far larger than is generally assumed in policies so policy-makers need a better understanding of what drives or inhibits occupants' decisions.

La réglementation allemande relative à la rénovation thermique des logements existants exige des normes thermiques élevées, que le gouvernement prétend être techniquement et économiquement applicables. Cet article examine les données existantes sur 3400 logements allemands; leurs classes d'efficacité énergétique (CEE) calculées sont ensuite comparées à la consommation réelle mesurée. Les résultats indiquent que les occupants consomment, en moyenne, 30 % d'énergie de chauffage en moins que la classe calculée. Ce phénomène est identifié en raison de l'accroissement de l'effet de « pré-bond » avec la classe calculée. Le phénomène opposé, l'effet de rebond, tend à se produire dans les logements à basse consommation d'énergie, dans lesquels les occupants ont une consommation supérieure à la classe. Un phénomène similaire a été reconnu dans des études récentes néerlandaises, belges, françaises et britanniques, suggérant des implications en termes de politiques dans deux directions. En premier lieu, l'utilisation de la classe énergétique d'un logement pour prévoir les économies de combustible et de CO₂ pouvant être obtenues grâce à des rénovations a tendance à surestimer les économies, à sous-estimer le délai d'amortissement et éventuellement à dissuader d'effectuer des améliorations incrémentielles rentables. En second lieu, les économies potentielles de combustible et de CO₂ pouvant être obtenues par des mesures non techniques telles que le comportement des occupants peuvent se révéler être bien plus importantes que cela n'est supposé en règle générale dans les politiques, de sorte que les décideurs ont besoin de mieux comprendre ce qui motive ou empêche les décisions des occupants.

Mots clés: performance des bâtiments, rénovations thermiques, politique climatique, classe énergétique, politique énergétique, comportement de consommation énergétique     

Resilience to increasing temperatures: residential building stock adaptation through codes and standards

The resilience of the current Spanish residential building stock to increased temperatures is modelled. Homogenized daily temperature data recorded at 50 Spanish meteorological stations for the periods 1950–1979 and 1981–2010 were used to investigate anticipated climate warming on the Spanish residential building stock by means of the degree-day method. Impacts on residential buildings were investigated for three different future time periods (2011–2040, 2041–2070 and 2071–2100) for three representative Spanish provincial capitals. Future climate change scenarios comprising two statistical downscaling methods, three general circulation models and two carbon emission scenarios were used to project local climate. Results show that 72% of current residential building stock in Spain is thermally unprotected. In addition, the energy demand for heating the building sector in Spain is expected to decrease by between 30% (Barcelona, B2 scenario) and 36% (Valencia, A2 scenario) by 2100, while the respective energy demand for cooling could increase by between 107% (Valencia, B2 scenario) and 296% (Madrid, A2 scenario) by 2100. To increase resilience to higher winter and summer temperatures, strategies for modifying the built environment are needed, particularly for the role of building codes and standards.

La résilience du parc bâti résidentiel espagnol actuel face à l'augmentation des températures est modélisée. Les données homogénéisées des température journalières enregistrées dans 50 stations météorologiques espagnoles pour les périodes 1950–1979 et 1981–2010 ont été utilisées pour étudier le réchauffement climatique prévu sur le parc bâti résidentiel espagnol en utilisant la méthode des degrés-jours. Les répercussions sur les immeubles résidentiels ont été étudiées pour trois périodes futures différentes (2011–2040, 2041–2070 et 2071–2100) et pour trois capitales provinciales espagnoles représentatives. Il a été utilisé des scénarios de changement climatique futur comprenant deux méthodes de réduction d'échelle statistique, trois modèles de circulation générale et deux scénarios d'émission de carbone pour prévoir le climat local. Les résultats montrent que 72 % du parc bâti résidentiel actuel de l'Espagne est dépourvu de protection thermique. Il est en outre prévu que la demande énergétique liée au chauffage dans le secteur du logement en Espagne diminue de 30 % (Barcelone, scénario B2) à 36 % (Valence, scénario A2) d'ici à 2100, tandis que la demande énergétique respective liée à la climatisation pourrait augmenter de 107 % (Valence, scénario B2) à 296 % (Madrid, scénario A2) d'ici à 2100. Afin d'augmenter la résilience face à des températures hivernales et estivales plus élevées, il est nécessaire de disposer de stratégies de modification du cadre bâti, concernant en particulier le rôle des codes et des normes du bâtiment.

Mots clés: stratégies d'adaptation, performances des bâtiments, réglementation du bâtiment, parc bâti, changement climatique, degrés-jours, surchauffe, confort thermique, vulnérabilité, Espagne