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建筑脫碳的 10 項策略

二維碼 1

“脫碳”概念最近在政治演講和全球環境事件中流行，但它尚未在建筑領域獲得足夠的關注以深刻改變我們設計和構建未來世界的方式。目前，建筑物消耗了全球 33% 的能源，排放了 39% 的溫室氣體，這表明如果我們要阻止或扭轉氣候變化，建筑師必須發揮重要作用。由于碳作為一種普遍認可的指標，可以用來跟蹤建筑物的溫室氣體排放，因此實現這一目標的最重要方法之一就是建筑物的脫碳。

脫碳包括減少運營碳和隱含碳，分別指建筑物使用階段和整個生命周期的碳排放。該生命周期涵蓋了每種材料和家具的提取、運輸、安裝、使用和壽命終止，占全球溫室氣體排放量的 11%和全球建筑行業排放量的 28%。2018年全球氣候行動峰會上發起的“凈零碳建筑承諾”等倡議，通過呼吁將每年二氧化碳排放量減少至零或負數，促進全球運營碳減排。其他倡議，例如美國的碳領導力論壇，也強調減少隱含碳的重要性，并援引預測到 2060 年世界建筑面積將增加一倍作為其重要性的標志。

為此，我們概述了以下十項建筑脫碳策略，從重要的考慮因素到程序，再到可以為尋求具體解決方案的建筑師提供實際用途的產品和文件。

1. 從三個層面實現脫碳

由于不同的碳減排戰略模型的有效性水平不同，而且不同的建設階段需要不同的程序，世界資源研究所提出了按優先級排列的戰略分層列表，可以大致轉化為三個脫碳程序。世界資源研究所 (WRI) 減少運營排放的清單如下：能源效率優先于可再生能源；現場可再生能源優先于場外可再生能源；和碳抵消之前的可再生能源（投資其他地方的可再生能源）。對于隱含排放，建議在碳抵消之前再次減少碳排放。這種碳抵消方法始終處于低優先級，因為僅建議在 100% 可再生能源供應不可行的情況下使用。因此，通過這種優先順序，我們可以在三個不同的層面上實現建筑物的脫碳：

1）通過能源效率減少現有建筑物的運營碳；
2) 使用可再生能源來滿足剩余的低能源需求，最好是在現場或附近場外（如有必要）；
3) 減少新建筑整個生命周期的隱含碳排放。

這些級別并不是建筑師實現脫碳的統一程序（即，最后體現的碳減排），而是簡單地概括了建筑師可以根據建筑的階段或要求減少碳排放的三種不同方式。最終，這三個目標都必須迅速實現，才能實現《巴黎氣候協定》的目標。區分這三個級別只是為建筑師和建筑業主提供有用的指南，幫助他們在自己的項目中實現脫碳。

2. 同時考慮運營碳和隱含碳

如上所述，減少運營碳和隱含碳是整個建筑脫碳的必要步驟。然而，對于現有建筑來說，由于材料已經就位，隱含碳可能不是一個重要的考慮因素，建筑業主應優先考慮實現凈零運營碳。相比之下，在新建筑的建設中（建筑師的責任），僅考慮一種類型的碳排放或另一種可能會產生關于結構的真實環境影響的誤導性結果。例如，使用某些材料可以產生低運行碳輸出，但在其整個生命周期內產生高隱含碳，反之亦然。與隔熱良好的建筑物相比，隔熱程度較低且采用單層玻璃的建筑物通常具有較低的隱含碳，但運行時的碳卻增加了。同樣，雖然生產可再生能源的設備可以顯著減少運營碳排放，但建筑師必須記住，此類設備的制造本身會留下碳足跡。由于這些潛在的不一致，新建筑或重大翻修工程的建筑師在選擇材料以優化能源效率并盡可能降低碳足跡時必須同時考慮這兩種類型的碳輸出。

3. 瞄準項目的早期階段

由隱含碳審查提供

為此，建筑師應在新項目一開始就立即嚴格而詳細地實現脫碳。在項目的早期階段考慮時，低碳設計實踐，尤其是那些針對隱含碳的實踐，是最有效且最具成本效益的。One Click LCA 的體現碳審查詳細概述了這種更高效率的原因。項目的早期階段“鎖定”了設計許多部分的可能性，包括那些可能顯著影響隱含碳排放的部分。建筑師以后可能無法進行節能改造，或者可能性的范圍將被嚴重縮短。例如，選擇一個需要非常深的地基的地點可能會使項目的隱含碳排放量增加一倍以上，但建筑師以后無法修改這一選擇。不太明顯的是，隨著時間的推移，即使仍然可以更改某個元素，它幾乎總是會產生更高的成本。因此，建筑師必須在設計過程的早期分析減少隱含碳的可能性。

4. 使用輕質材料

建筑師實現這一目標的一種方法是使用輕質材料。圣戈班進行的一項研究比較了巴西常用的兩種內墻型材，他們發現重量較輕的系統具有許多環境效益。較輕的選擇是 Placo 干式墻系統，這是一種絕緣金屬螺柱干式墻，與水泥抹灰 140 毫米磚傳統墻系統相比。對于一平方米的隔墻，他們發現使用這種干墻系統代替傳統墻將導致全球變暖潛力降低 63%，一次能源使用減少 49%，墻體系統重量減少 80%，淡水用量減少 36%。同樣，一種名為Fa?ade F4的輕質外墻系統被發現可以將傳統大型外墻的二氧化碳排放量減少一半。這些產品不僅展示了輕質墻體系統的有效性，而且為尋求環保解決方案的建筑師提供了切實可行的選擇。

立面 4 / 伊索弗

5.考慮生物來源材料

同樣，一些生物來源的材料，如木材、麻毛和木纖維，在其使用階段儲存碳，這意味著它們實際上在處理材料和釋放碳之前減少了大氣中的二氧化碳水平。這種品質使它們成為一種高效且可持續的材料。然而，考慮此選項的建筑師應該意識到，在新的 EN15804-A2 生命周期評估標準（第 8 部分中討論）中，植物生長過程中儲存的碳（稱為生物碳）必須與隱含碳（提取、運輸）分開計算。、安裝、使用、壽命結束）由于重要的類別差異。例如，由于距建筑工地較遠，生物源材料的隱含碳可能高于傳統材料，而且由于吸收和最終再利用，生物碳本身在其整個生命周期內的凈排放量為零。-碳排放。因此，根據新的 LCA 標準，生物碳在整個生命周期中被單獨計算并歸零，即不再被視為留下負碳足跡。

6. 承認內部元素是潛在的碳排放源

設計師在規劃的早期階段常犯的一個錯誤是在計算碳含量時考慮了建筑物的核心和外殼，但忘記了潛在重要的內部配件、機械和技術設備。這些物體的使用壽命較短，并且在建筑物的使用壽命內可能會被多次更換，這使得它們的碳排放量與結構的任何其他部分一樣重要。只有考慮到這些重要的內部元素，計算出的碳含量才能完全準確。

Casa Lucciola 改造 / Rafael Schmid Architekten

7. 重復使用或回收現有材料

重復利用現有材料無需以潛在的高昂環境成本提取和制造新材料。如果可行，建筑師應嘗試購買盡可能多使用回收材料的產品，以降低隱含碳量。例如，在玻璃制造中，由碎玻璃制成的玻璃（經過重復使用，從而使廢玻璃脫碳）每使用 10% 的碎玻璃，就可以減少 3% 的能源消耗。同樣，由于能耗降低，使用一噸碎玻璃可減少 300 公斤二氧化碳排放量。因此，由碎玻璃和其他回收材料制成的玻璃應該成為致力于脫碳的建筑師的一個重要考慮因素。

Y 小屋 / dmvA 建筑師

8. 使用生命周期評估或第三方驗證的 EPD

建筑師可以通過國際標準制定的生命周期評估 (LCA) 以及第三方驗證的環境產品聲明 (EPD) 中發布的結果來評估其建筑物的碳排放量。這些是建筑產品和材料中碳含量的唯一有效的科學信息來源。LCA 是一種從搖籃到大門或從搖籃到墳墓的分析技術，用于評估產品生命周期各個階段的環境影響。EPD 是獨立驗證和注冊的文件，傳達有關產品在其整個生命周期中對環境影響的“透明且可比較”的信息。建筑師可以使用兩者來確定和評估其設計結構的碳足跡。為了標準化產品評估方式，EPD 以及從中得出的生命周期評估受到歐洲標準等國際標準的監管。一個特別相關的例子是 EN 15804，它為建筑產品和服務的環境聲明提供了核心產品類別規則 (PCR)。由于其與建筑行業的相關性，EN 15804 是建筑師尤其需要了解和應對的重要標準。

蓋茨/ Bloc Architects

存在許多不同的軟件應用程序，可以自動根據設計數據提供生命周期評估并提供最佳解決方案。一個突出的例子是One Click LCA，它利用 Revit、IFC (BIM)、Excel、IESVE、能源模型 (gbXML) 和其他工具來查找類似的解決方案，并提供具有可訪問 EPD 的相關材料。認真對待脫碳的建筑師應該使用此工具或類似的應用程序，以確保其隱含碳輸出盡可能低。

9.將建筑納入循環經濟

與生命周期評估問題相關的是產品使用壽命結束后的處置或再利用。停止“獲取、制造和浪費”模式，實現資源效率的循環經濟，是實現更加可持續的建筑業的必要措施[8]。遵循循環經濟準則的建筑在其生命周期中自然會消耗更少的資源，因為它的設計是資源高效、適應性強和持久的。如上所述，在這座建筑內，大多數具有較高回收成分百分比的構成材料將減少碳足跡。重復使用的材料和產品的隱含碳排放量也較低。所有這些解決方案都是循環經濟的例子，展示了循環經濟對建筑脫碳的至關重要性。建筑行業約占整個歐洲所有提取材料的一半和廢物產生量的三分之一。因此，通過在我們的行業中進行再利用和回收來消除提取和廢物的負面影響可能會對全球結束全球變暖的努力產生巨大影響。

房屋內的谷倉修復 / G+F Arquitectos

10. 支持全球倡議

雖然這些戰略都構成了極其重要的單獨解決方案，但脫碳之路必須是全球集體努力才能取得成果。企業可以通過支持全球和地方倡議（例如凈零碳建筑承諾、全球建筑聯盟、碳領導力論壇等）來幫助宣傳和提高認識。

2m26 京都之家 / 2M26

世界綠色建筑委員會的 2019 年隱含碳行動呼吁報告詳細介紹了一項計劃，即到 2030 年，所有新建筑實現零運營碳和減少 40% 的隱含碳，到 2050 年，所有新建和現有建筑實現零隱含碳和運營碳。該計劃的制定明確是為了幫助實現《巴黎協定》的雄心壯志，并將全球平均氣溫上升幅度控制在 2 攝氏度以下。然而，這些目標仍然是崇高的目標，因為新建筑繼續快速建造，每五天增加相當于巴黎面積的建筑面積，并且到 2060 年一半的建筑尚未建成。為了使世界 GBC 計劃和《巴黎協定》能夠克服這些困難，建筑師必須齊心協力，降低整個建筑行業的碳排放。隱含碳、運營碳、現有建筑、新建建筑、循環經濟、輕質或生物來源材料、回收利用等都必須被考慮，以全面實現脫碳。通過上述十項策略，我們希望盡自己的一份力量來提供幫助。