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什么是建筑世界中的隐含碳,如何减少?

屋顶上种有树木的公寓大楼
建筑世界是全球碳排放的最大贡献者之一,但它也代表着减少碳影响的最大机会。

70多个国家和1200家公司已承诺实现这一目标根据联合国的数据,到2050年,中国将减少温室气体排放。净零的目标是减少碳排放,遏制气候变化,保护地球和子孙后代。人为排放的二氧化碳和其他温室气体是气候变化的主要驱动因素,如果人类想减轻气候对生态系统的影响,就必须从各个角度、各个行业解决这一问题。

什么是具身碳?

在建筑、工程和建筑(AEC)行业中,隐含碳是指在建造或翻新建筑物和基础设施所需的前期活动中释放到大气中的温室气体(GHG)排放。报告为碳当量排放量(CO2e),在建造阶段排放的温室气体的总核算被称为体现因为与建筑活动相关的环境影响在运行之前就已经锁定了。

隐含碳包括所有作为建筑一部分的前期活动,以及任何形式的翻新——更换屋顶,装修租户空间,或简单地更换地毯或重新油漆——这些活动也会产生温室气体排放。在建筑系统运行之前,碳足迹已经形成。

运营的碳

在建筑操作过程中,燃料燃烧活动产生的能量可以转换为单位运营的碳.因此,运营碳是指建筑物在运营或使用阶段释放的温室气体排放量;例如,它可以从能源账单中计算出来并每年报告一次。运营碳是与建筑运营阶段相关的碳当量排放,包括供暖、制冷、照明和电力。

内含碳与操作碳

许多AEC专业人员——从设计师、承包商到运营商和业主——都理解并专注于降低石油、天然气或电力等燃料消耗造成的运营能源成本。目前,每年建筑运营的使用、管理和维护所产生的二氧化碳约占全球年度温室气体排放量的28%。

相对于运营,建筑活动产生的二氧化碳在运营阶段之前被累积并被视为“锁定”的隐含碳。每年,具体碳占全球温室气体排放量的近11%,这归因于全球正在进行的建筑活动和施工。年复一年,这是一个重大的碳足迹,也是AEC行业解决运营能源以外相关温室气体的重大机会。

更严格的建筑规范,更多的节能设备和照明,以及更多的可再生能源将有助于减少建筑物的运行碳。随着建筑越来越多能源效率,导致更大的相对建筑物对二氧化碳当量的总影响的百分比将是前期隐含的碳。作为设计和翻新过程的一部分,AEC专业人员有能力影响和减少建筑环境中的碳影响。认识到具体碳在总二氧化碳当量中所起的作用,是确定AEC行业如何通过减少碳足迹来帮助缓解气候危机的关键。

两名工作人员站在空荡荡的办公室里,面前是即将到来的系统的图形叠加
隐含碳包括在建筑系统开始运行之前进行的前期建设活动;运营碳包括与建筑运营阶段相关的排放。

总碳

测量建筑物的实际和预测运营碳影响是AEC行业在规划和设计阶段估计和量化建筑物或建筑环境其他方面的潜在环境影响的一种方法,早在建筑建成之前。

一个好处是能够比较与设计决策相关的具体碳和操作碳,并做出明智的权衡。例如,假设您想要比较一个新建筑设计的窗户类型的总碳排放量。您可以评估双层和三层隔热玻璃单元之间的权衡,并比较高性能三层窗户的长期运行能源和碳节约与采购更多玻璃和安装三层窗户所需的其他原材料的前期体现碳。在某些情况下,性能更好的窗户在估计的建筑寿命内所节省的能源可能无法抵消窗户本身所包含的碳。在设计过程中评估实际碳和运营碳的总碳影响的能力可以优化和减少对温室气体排放的潜在贡献。

终身碳

终身碳扩展了总碳的概念。除了前期体现的碳,它还包括与资产使用阶段活动(年度能源消耗、维护、维修)相关的持续逐年的温室气体排放影响,以及资产寿命结束阶段的翻新、拆除、打捞、再利用和拆除活动。这种全生命周期评估通常被称为“从摇篮到坟墓”,因为它是对整个资产生命周期中所有环境影响的累积核算。

AEC行业如何促进温室气体排放

建筑世界包括由建筑物、道路、桥梁、运输和分配系统(例如公用设施)组成的生活、工作和娱乐空间。这些人造系统的日常运作影响着世界的生态系统,并加剧了气候变化。AEC行业对建筑环境的规划、设计、施工和运营产生重大影响。值得注意的是,建筑业是其中之一最大的贡献者导致全球变暖的温室气体排放。鉴于这种影响,AEC行业准备采取更可持续的做法,并领导跨行业脱碳努力,以减少其对气候变化的影响。

为了充分理解AEC行业如何对温室气体排放做出贡献,首先考虑建筑等建筑资产的生命周期阶段以及每个阶段的相关活动是有用的:

  • 规划和设计:首先,建筑必须规划和设计,以适合某个用途。
  • 建造:从想法到现实,建造阶段是建筑的建造,包括采购和运输建筑材料到施工现场进行组装。
  • 运行:最长的阶段,日常运行,通常由电力驱动,是建筑物多年,几十年,甚至几个世纪都必须使用的。
  • 翻新:延长建筑的使用寿命,建筑可以在延长的运营阶段进行更新或翻新,并最终在最后阶段拆除。
建筑工人用iPad检查材料
在建筑的建造阶段,温室气体排放是在材料制造和运输以及现场施工活动中释放的。

温室气体排放主要在建筑物的建造和运营阶段释放,通常是由燃料燃烧活动造成的,如原材料提取过程(例如,提取铁矿石以炼钢);建筑材料、产品和系统的制造和运输;beplay官网客服电话以及现场施工活动。

一旦运行,温室气体就会作为建筑物加热和冷却的副产品排放出来。beplay官网客服电话这些建筑活动释放出各种气体——主要是氧化亚氮(N2O)、二氧化碳(CO2)和氟化气体——这些气体的累积加强了温室效应。主要是二氧化碳,其他气体可以通过计算与二氧化碳相关的影响全球变暖潜势(测量不同气体对气候影响的方法);综合效应累积为碳当量排放(CO2e)。

政府和AEC公司如何帮助减少隐含碳

随着世界人口的锐减2050年97亿在美国,建筑业自然会增加,以跟上住房、基础设施和服务的增长。到2060年年,全球建筑建筑面积预计将翻一番。随着建筑业的估计增长,AEC行业的全球温室气体排放将会增加。

政府承诺及规例

为了减缓气候变化,实现《联合国气候变化框架公约》提出的1.5摄氏度的气候目标巴黎协定美国需要在2040年之前从建筑环境中消除二氧化碳排放。这需要各国政府和其他利益攸关方共同努力——在国内开展工作并与其他国家合作——并增加有意义的企业承诺和行动。

在世界各地,各国政府都在致力于实现净零排放等环境目标。为了实现这些承诺,各国政府正在制定计划和法规,要求AEC专业人员采取行动并报告与设计、建造或翻新建筑环境相关的碳影响。

例如,加拿大政府已承诺到2050年实现净零排放这意味着政府将出台政策,使国有资产、交通和其他项目的运营脱碳。另一个例子是丹麦提出一套政策,以分阶段制定具体的碳排放目标,以减少建筑物的实际二氧化碳排放量和运作二氧化碳排放量。一些司法管辖区正在制定地方法规来脱碳,例如加利福尼亚州的马林县,该法规规定遵守低碳混凝土要求在建设。这些例子只是世界各地监管机构和政府组织为AEC行业脱碳而做出的越来越多的努力中的一小部分。

降低通货膨胀法

一项政策将有重大影响在美国是降低通货膨胀法(IRA)。这是美国历史上最大的联邦气候投资,由乔·拜登总统于2022年8月16日签署成为法律。爱尔兰共和军的投资到2030年,美国的温室气体排放有可能比2005年的水平减少40%。再加上各州的行动和即将出台的联邦法规,根据《巴黎气候协定》,到2030年,美国将实现减排50%-52%的承诺。值得注意的是,爱尔兰共和军拨款近45亿美元用于测量建筑材料中的含碳量,并在公共基础设施和联邦政府建筑中安装低碳产品。beplay官网客服电话

一位建筑师在她的电脑上做建筑设计
为AEC专业人员提供透明的数据,使他们能够做出减少碳排放的设计选择。

AEC行业可以帮助减少隐含碳的5种方式

AEC行业对温室气体排放的贡献是不可否认的,该行业正在将重点转向更环保的建筑实践。创新在这一转变中发挥着关键作用。通过优先考虑正确的设计策略并采用更多可持续建筑方法,企业可以将良好的意愿转化为积极的行动。

1.让数据更透明

更好地理解碳在建筑世界中所扮演的角色的关键是所有上游活动中使用的材料和工艺对环境影响的透明度。提供透明的、经过测量和验证的环境影响数据,使AEC专业人员有机会就如何以及用什么来建造做出更好的决策。例如,可以通过比较建筑产品的数据和选择低体现碳产品来减少体现碳beplay官网客服电话埋存碳材料.此外,如果AEC专业人士要求更透明的数据——例如,要求制造商报告环境影响的指标和测量方法——他们可以推动变革和促进行业转型,最终加速AEC行业的脱碳。

2.实现设计优化工具

有许多资源可以帮助AEC专业人员了解建筑材料对环境的影响,并比较材料数据来源,以做出明智的决定。有专门针对产品和材料数据的设计优化工具,可以帮助AEC专业人员探索、比较和选择建筑材料。这些工具有助于理解可用的数据,并可用于评估与建筑产品和材料相关的各种环境因素,作为其他设计标准综合评估的一部分,如性能、耐久性、维护和美学。beplay官网客服电话作为设计师工具包的一部分,优化工具可以利用材料数据透明度来实现明智的设计决策,使AEC行业能够将可持续性作为设计和建造过程的一部分。

例如,通过比较材料数据,设计师和承包商可以为他们的项目选择更可持续的材料,例如含有更低碳的混凝土混合物,更可持续的制造钢材,以及可回收或碳隔离材料,如木材。许多设计优化工具通过量化材料和产品的二氧化碳当量来实现这一过程。beplay官网客服电话两个工具,目前由总部位于美国的组织运行构建透明,正在改造AEC专业人员使用的工具箱,以实现可持续建筑材料的设计优化:

建筑含碳计算器(EC3)

EC3这是一种免费、开放的工具,可以帮助测量建筑材料中的隐含碳,这是碳排放的一个隐藏因素。这个基于云的工具包括一个可搜索的全球数据库,包含数千种建筑产品,从环境产品声明(EPDs)中提取第三方验证的数据。beplay官网客服电话利用该数据库,EC3可以从建筑估算和/或中评估和基准建筑材料数量的隐含碳建筑信息模型(BIM).建筑师、工程师和承包商可以输入他们特定项目的数据,然后比较可用材料的碳强度。随着建筑透明和EC3用户不断向数据集中添加更多的epd,这个开放透明的数据库将不断改进。通过EC3数据,AEC专业人员可以做出更明智的选择,选择对环境影响较小的材料。

TallyLCA

TallyLCA是AutodeskRevit允许架构师进行操作的插件生命周期评估(lcas -分析产品或服务在其整个生命周期内对环境的潜在影响)。beplay官网客服电话tallaly旨在用于早期设计阶段,以做出建筑系统设计决策,支持基于定制数据集的跨类别和跨系统LCA比较。这使建筑师能够在设计和规划阶段进行lca,以做出主要的建筑系统决策,并在随后的采购阶段,通过比较使用EC3的类别或系统的特定产品来优化系统的体现碳。beplay官网客服电话TallyLCA评估建筑系统的全寿命碳,EC3计算体现与特定产品相关的碳影响,可以在稍后的采购阶段做出决定。beplay官网客服电话

TallyCAT

目前处于测试阶段的Tally气候行动工具是一个Revit插件,可以实现Revit模型和EC3工具之间的实时数据连接。这使得在使用BIM进行设计时可以对建筑产品和材料进行具体的碳评估,并在采购过程中支持低碳材料的规范。beplay官网客服电话

3.使用环保产品声明

并不是所有的产品和材料数据都是一样的。因此,为了确保两种材料的质量和公平比较,引用经过科学和全球公认方法审查的第三方验证数据至关重要。环保署根据经国际标准组织(ISO) 14040和ISO 14044独立核实的个别物料的最低寿命分析报告环境数据。ISO为EPD数据设定了全球基线和基准,不仅适用于AEC行业,还适用于所有重要数据。

环保署提供透明的数据,说明制造或使用某种材料或产品对环境的影响。当涉及到了解影响和做出选择时,材料EPD类似于食品营养标签,它显示了该食品的成分和健康影响。这些信息可以用来指导使用该材料进行设计的决策。

建筑师们在设计体育场
让利益相关者能够访问公共数据和协作工具,从而实现更可持续的项目成果。

4.确保设计协作及数据存取

在早期规划、详细设计和采购期间实现便捷的协作和公共数据的访问,也有助于AEC行业减少具体的碳排放。例如,当所有利益相关者都在云中工作,并在他们的项目中使用BIM等工具时,每个人都可以访问并获得相同的信息。与建筑材料和产品相关的隐含碳是可以集成到BIM并为决策过程提供信息的多种形式的数据之一。beplay官网客服电话当利益相关者在采购前评估和比较产品和材料的选择,以确定最适合环境的建筑实践和材beplay官网客服电话料时,这将导致更可持续的结果。

5.再利用,重新利用和升级现有的建筑库存

现有建筑是一种重要的资源,因为隐含的碳排放已经嵌入并锁定在某个地方很多年了。避免对原材料和资源的需求是解决方案的一部分。寻找机会重新利用和再利用现有的建筑库存将最大限度地减少垃圾填埋和对新资源的需求。这就减少了原本用于建造新建筑的隐含碳。

2个建筑世界中减少隐含碳的例子

越来越多的AEC公司正在为抵消全球碳排放尽自己的一份力,而这一切都始于他们如何设计和建造。这些公司使用各种方法来为他们的建筑脱碳,他们明白隐含碳是一个必须测量和减少的关键指标。

旧金山的1 De Haro大楼
旧金山的1 De Haro是加州第一个多层木材结构。David Wakely提供。

旧金山创意多用途的大量木材

1德哈洛是旧金山第一座使用交叉层压木材(CLT)的建筑,也是加州第一座该类型的多层建筑。这个134,000平方英尺的项目的独特之处在于它的mass-timber结构。全球设计实践Perkins&Will使用CLT和胶合层压木材(GLT)的组合,创造了一个比传统的钢或混凝土建筑更轻、更可持续、更有吸引力的建筑。

珀金斯和威尔使用TallyLCA测量了所包含的碳,发现CLT系统比类似的混凝土和钢铁建筑节省了大量的二氧化碳,确切地说,超过3500公吨。此外,由于使用了大量木材的预制方法,结构中所蕴含的碳将抵消15到20年的运营能源消耗。

减少微软在华盛顿州雷德蒙德的足迹

微软重新开发了500英亩的土地总部在华盛顿州雷德蒙德,它致力于超越建筑节能设计。它在寻找减少每一种建筑材料相关碳足迹的方法。该公司知道,建造新建筑会对环境产生隐性影响:隐含的碳。

17座新建筑和250万平方英尺的新工作空间,项目利益相关者了解减少隐含碳以实现微软所宣称的环境目标的重要性。为此,他们使用EC3工具将隐含碳减少了30%。使用EC3,微软能够优先减少关键领域的新建筑材料,否则会有高隐含的碳排放。

微软在华盛顿新园区的效果图
微软使用EC3工具减少了多达30%的隐含碳。微软提供。

AEC行业和内含碳的未来是什么?

AEC行业正在发生一种范式转变:设计专业人士正在采取一种新的方式新角色这将优先考虑气候变化倡议,并对其建筑环境项目如何影响地球承担更多责任。

幸运的是,建筑师和设计师可以获得更多的数据和更多的设计优化工具,从而对建筑和基础设施中的材料和产品做出明智的决定。beplay官网客服电话今天,AEC行业比以往任何时候都更能评估和选择对环境负责的建筑材料。通过这种新的工作方式和对通用数据的访问,AEC专业人员可以更清楚地了解他们与之合作的制造商以及他们从谁那里选择材料,例如优先考虑那些表现出最高产品透明度的制造商。

通过与披露其产品对环境影响的企业合作,设计专业人员可以做出明智的选择,帮助减少隐含碳以及其他环境因素。beplay官网客服电话通过透明的数据,更好地了解建筑产品如何与环境相互作用,使他们能够进一步消除有害物质和做法。beplay官网客服电话早期规划和评估材料的环境属性,如隐含碳,可以推动最大的可持续影响。

两名建筑工人在ipad上查看数据
技术有能力推动地球走向净零经济。

世界各国政府都开始鼓励或实施建筑法规,以帮助减少隐含碳。AEC专业人士和公司都开始做出更强有力的承诺,以减少其在建筑环境中的碳足迹。气候变化的影响影响着每一个人一切在地球上,建设一个更可持续、更清洁的未来的运动正在增长。数据是理解嵌入碳在建筑环境中的影响的关键,但这不仅仅是收集数据;它还包括理解它的含义以及它如何影响每个结构和每个产品。

随着这些变化的力量,AEC行业准备将嵌入碳的材料和产品数据与来自BIM等创作工具的数据标准化和连接起来。以这种方式组合建筑环境数据使AEC专业人员能够做出明智的设计决策,并使他们能够做出更可持续的材料选择。

技术已经是减缓气候变化的关键推手,如果利用得当,它有能力推动地球走向净零经济。而且它可能发生得比预期的还要早。有了合适的强大工具和对建筑中隐含碳的日益认识,一个更可持续的明天是触手可及的。

作者简介

Marta Bouchard在Autodesk的Impact团队中领导建筑、工程和施工(AEC)的可持续发展战略。在加入欧特克之前,她从事建筑设计和规划行业,为建筑环境提供可持续性咨询和设计分析。她领导协作、跨职能的项目团队实现高性能建筑设计和可持续发展目标。布沙尔拥有LEED AP BD+C, WELL AP,并持有NCIDQ证书和康奈尔大学设计和环境分析学士学位。

玛尔塔·布沙尔的资料照片
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