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建造具有低能源需求和高效机械系统的超级隔热房屋是建筑商减少温室气体排放的最佳途径，而温室气体排放会导致全球气候变化，对吗?
也许不是。在加拿大一所可持续建筑学校的校长的带领下，一群建筑商和设计师得出结论，能源效率只是解决问题的一部分，而计算用于建造房屋的材料中的隐含碳比以前认为的要重要得多。
该集团气候行动的建设者他发表了一份报告，强调了在应对气候变化的努力中计算碳排放的重要性。该报告称，建筑物可以成为重要的碳汇，而不是碳问题的很大一部分。(报告副本已备妥在这里.）
“对建筑相关排放的反应一直只关注能源效率，”报告的引言说，“但这可能会导致增加而不是减少排放的举措和政策。”
作者警告说，净零建筑规范不会在“有意义的时间框架内”充分解决碳排放问题。
该组织认为，建筑以三种方式增加碳排放:
- 前期隐含碳:收集、制造和运输建筑材料所产生的排放。
- 能源效率:建筑物使用的能源量(其能源使用强度，简称EUI)。
- 燃料排放:碳排放可归因于用于加热、冷却和为建筑物供电的燃料。
为了研究这个问题，报告的引言解释说，该小组模拟了两个假设的建筑(一个单户住宅和一个多户住宅)，由各种传统和替代建筑材料制成。这些模型包括使用天然气和电力两种不同燃料的不同能源效率水平。然后，该小组对预先隐含碳、燃料源排放和能源效率对总体碳足迹的影响进行了排名。碳排放数据来源于材料制造商发布的《环境产品声明》。
事实证明，在建设后的30年时间里，低碳和碳捕获材料在减少排放方面比能源效率更重要。而且，他们的报告认为，能够将前期碳排放减少到零的建筑材料是可用的，符合规范的，而且价格合理。
报告称:“对于该行业来说，零前期排放是一个现实的选择，不需要改变规范或施工方法，并在整个行业实现大幅减排。”
其他的结论:
- 与使用天然气相比，改用清洁的可再生能源可以减少70%至75%的碳排放。在电网层面对可再生能源的投资是最有意义的。
- 选择合适的材料可以减少150%的前期碳排放，使设计师能够“彻底改变”建筑的碳足迹。
- 将能源效率提高到超过规定的最低限度(至少在加拿大安大略省)是“减少建筑排放的最低效和最昂贵的手段”。
学习始于一篇硕士论文
这项研究于去年11月下旬发表，其基础是美国国立卫生研究院院长克里斯•马格伍德(Chris Magwood)的硕士论文奋进可持续建筑学校在安大略省的彼得伯勒。
马格伍德在接受电话采访时说，他在学校的工作促使他对建筑如何影响碳排放的问题进行了更深入的研究。他的工作成果让他感到惊讶，后来他成立了一个由当地的建筑商、建筑师和建筑官员组成的团体，帮助他把这个消息传播出去。
初步结果于去年春天在波士顿举行的东北可持续能源协会会议上公布。此后，Magwood被邀请在十多个会议上发表他的研究报告。人们的反应不一，有的对解决碳排放问题的机会感到兴奋，有的则是能源效率倡导者的辩护。
“整个气候变化的事情真的会让人不知所措，令人沮丧，”他说，“而且会让人觉得无能为力。当你看到这样的结果时，就像，‘哦，这是一种非常有意义的方式，建筑领域的人们可以通过对我们所做的事情进行相当小的调整来做出看起来相当大的贡献。’”
时间是一个关键考虑因素
净零能耗房屋可能会对未来的碳排放产生重大影响，但如果我们要避免全球气候变化最严重和最具破坏性的影响，我们现在需要更低的碳排放。
报告指出，今天避免的排放比未来避免的排放对减缓气候变化的作用更大。报告补充说，在接下来的十年里，预先隐含的碳排放将比建筑运行产生的碳排放产生更大的影响，包括加热和冷却，以及各种系统的运行。
该研究为单户和多户住宅类型建立了四种假设的建筑结构模型，以说明建筑材料对前期隐含碳排放(UEC)的影响。高UEC[总净碳排放量为每平方米241千克二氧化碳排放量]的建筑2e / m2)]采用了诸如高碳混凝土、挤压聚苯乙烯绝缘材料、砖包层、钢框架、乙烯基窗、瓷砖和地毯地板以及粘土瓦屋顶等材料。
在尺度的另一端，一个有净碳的建筑存储137公斤二氧化碳2e / m2该建筑由绝缘混凝土形式、SCM混凝土(部分波特兰水泥已被其他材料取代的混凝土)、秸秆和木纤维板隔热材料、由压缩秸秆制成的木包层内墙板、木框架窗户、油毡和fsc认证的软木地板以及雪松木屋顶组成。
当这些数字扩大到反映2017年美国低层建筑总量(2.41亿平方米)时，总碳排放量达到5400万吨。从现在到2050年，加上运营碳排放(供暖和制冷)，房屋的总碳足迹将会增加。但是，一个使用可再生能源的碳储存建筑将净减少107吨碳排放——负碳足迹。
作者指出:“这项研究的结果表明，我们有能力制造出净零碳足迹的低层住宅建筑，我们甚至可以超越这个门槛，创造出实际上有净碳储存而不是排放的建筑。”
以植物为基础的建筑材料是可用的
该研究推荐了一些植物基建筑材料，因为它们可以在建筑物的使用寿命内防止储存的碳的释放。其中有许多已经在市场上，包括可持续种植的木材、纤维素、稻草捆、大麻纤维和用稻草制成的中密度纤维板。
由农业残留物制成的产品，如稻秆mdf，特别有吸引力，因为原材料已经大量生产。例如，2016年，全球种植了超过20亿吨的谷物秸秆，捕获了近80亿吨的二氧化碳2。
报告称，使用储存碳的产品会影响许多其他领域，包括烟雾和臭氧的产生;湖泊、河流和海洋的酸化;以及有害废物的产生。该报告称这些为“共同利益”。
该报告还指出，它所模拟的储碳材料中，没有一种含有国际未来生活研究所(International Living Future Institute)禁用化学物质红色清单上的化合物。
“随着建筑物的室内环境质量越来越受到关注，转向包括更多碳储存选项的材料调色板似乎可能与之相对应
改善居住者的健康和安全。”
建筑运行产生的排放物
使用天然气供暖的房屋比在安大略省电网上使用空气源热泵供暖的房屋排放的温室气体要多得多2如果使用天然气供暖，排放量可能会高出20倍。就其本身而言，这并不奇怪，但报告还发现，符合法规的房屋和净零排放的房屋之间的碳排放量存在巨大差异。
例如，一个符合规范的单户住宅将产生160公斤的二氧化碳2而净零排放的单户家庭贡献的二氧化碳还不到三分之一，只有50公斤2e / y。一个密不透风的符合规范的房子将产生100公斤的二氧化碳2e / y。换句话说，空气密封房屋可以减少一半的碳排放。
模拟的多户住宅的结果也类似:符合规范的建筑产生750公斤的二氧化碳2而净零排放的多户家庭产生了190公斤二氧化碳2e / y。一个密封的，符合法规的房子排放330公斤的二氧化碳2E /y，不到符合规范的建筑的一半。
相比之下，使用天然气供暖的单户住宅排放的二氧化碳为3000公斤2e / y;多户15000公斤的co2e / y。
密封房屋的模拟温度为1 ACH50，没有升级隔热或窗户质量，这表明空气密封本身对能源消耗和碳排放有重大影响。
也就是说，模型得出的结论是，在30年的时间里，通过选择合适的建筑材料来减少预先的碳排放，比提高能源效率对碳的影响更大。将建筑围护结构从最低标准提高到净零排放，在30年内平均减少了60吨的碳排放量，而在施工时减少隐含碳排放量则使减少量翻了一番，并立即采取了行动。
“我们可以建立和运行最好的传统UEC建筑30年，排放量比高层UEC建筑的前期隐含排放量更少，”报告说。
现在改变是可能的
在减少碳排放的模型中，三种最重要的建筑材料是用于墙壁和阁楼的纤维素隔热材料，木纤维外保温材料，以及含有高比例补充胶凝材料(SCM)和减少波特兰水泥的混凝土混合物。今天都可以买到。
报告称:“设计师和建筑商可以切实可行地实施这种零前期碳建筑，几乎没有什么障碍，这样做可以极大地改变建筑行业的实际碳排放，使住宅UEC对气候的影响接近于零。”
能源效率仍然很重要，但在更长的时间框架内影响最大。
马格伍德说，他希望没有人会把这项研究解释为建造高效节能的房子不重要。“我绝对不希望这项研究引导人们远离能源效率，”他说。“我只是想引导人们理解这是一种平衡。如果你把追求能源效率作为唯一的目标，你可能会产生意想不到的后果。”
虽然最初的研究主要集中在新建筑上，但马格伍德说，他正在进行一项新的研究，将涵盖改造。他的预感是，那里有更大的机会对气候产生影响，因为新建筑中一些碳密度最高的部分——比如地基——通常不是改造的一部分。他说，这份新报告可能会在大约六个月后出炉。
——斯科特·吉布森是《绿色建筑顾问》网站的特约撰稿人良好的住宅建筑杂志。
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14日的评论
天哪，这可是条重要的新闻!随着这些信息被慢慢消化，人们克服了对错误优先级的一些自然防御，这将是几年的来回。希望这种阻力能够尽早克服。多年来，我们可能都把一些优先事项安排错了，包括我自己。我很高兴在我自己装修的房子里，我做对了一件事，那就是使用高密度的纤维素，这是我自己做的。现在，关于我安装的丙烷气体壁炉，最好不要去想它……
别担心，埃里克——想想那些在楼板下铺设2英尺EPS的被动式房屋项目，或者用ICF或高r聚氨酯SIPs建造的房屋。一些装饰丙烷燃烧的氛围是小土豆相比，大多数的东西。
安装一个效率不错的木炉可能会降低碳水化合物(假设可持续收获的木材燃料)，但除了碳足迹之外，还有其他当地空气污染问题。
我一直很喜欢在适当的地方使用回收/回收的建筑材料，即使这不是一个很大的省钱方法。再生硬质泡沫板通常是一个大的净赢在所有方面。用于水力加热系统的铸铁辐射也可以，但并不总是适用于较新的(或新建的)房屋。
更好的热泵和更环保的电网确实是现有房屋更便宜、更环保的发展道路。建筑外壳的深层能源改造成本过高，通常需要高足迹材料来满足能源使用目标。
“对现有房屋来说，更好的热泵和更环保的电网确实是更便宜、更环保的道路。建筑外壳的深层能源改造成本过高，通常需要高足迹材料来满足能源使用目标。”
这可能在很大程度上是正确的。手巧是有帮助的，我就是手巧。尽管我不是专业的建造者，但这改变了我的想法。你的建议可能适用于这里的大多数人，他们只是在寻找建议，他们希望由别人来实现，而不是自己。我相信这适用于大多数人，所以你的建议基本上是正确的。
初步结果于去年春天在波士顿举行的东北可持续能源协会会议上公布。此后，Magwood被邀请在十多个会议上发表他的研究报告。
如果有人想看NESEA的演讲，这里有幻灯片:http://nesea.org/session/carbon-drawdown-now-turning-buildings-carbon-sinks
完整的视频在这里:http://nesea.org/buildingenergy-boston-2019-keynote-session
我不得不承认，我只是浏览了一下这篇文章(时间紧迫)，但我读了一些类似的文章，重复的主题似乎是“建筑商在主流市场上缺乏更可持续的产品”。
1)很难找到基于植物的建筑材料
2)一旦有人这样做了，他们通常会发现由于缺乏规模效率，它们非常昂贵，而规模效率是由于缺乏可用性，因此缺乏需求。
这似乎是政府补贴发挥作用的好地方(因为没有更好的选择)……由于任何新产品都很难进入建筑市场，如果我们能够以与主流产品相似的成本提供它们(替代产品)，销售量可能会增加到价格下降到不再需要补贴的程度。
否则……看来我们可能会被困在这种陈规几十年或更长时间，这是我们在这个时间点上真的无法承受的。
这篇文章让我想知道我们应该在碳会计这个兔子洞里走多远。我认为答案是我们应该继续前进。
我们最终会不会达到一个类似于“直觉”理解的地方——也许就像50年前嬉皮环保主义者在泥里踩着草帽和草茎打转时得出的那样——“天然的”和本地的更好，因为大多数制造和运输的东西都消耗资源、能源，释放毒素和/或碳?可能不会。但似乎我们做的会计越准确，我们就越能发现相对较新的概念被推翻(比如产生被动房概念的概念，甚至在某种程度上可能是零净值)。
我们对基础设施方方面面的碳排放核算有多准确?当我们说“可再生能源”时，我们是否正确地将碳(和其他)影响分配给了它?我们不能在任何地方用零。
我确实认为我们正在努力，人们已经走上正轨。然而，这是令人生畏的，有时会导致一个人举手投降，承认自己缺乏会计技能。
我就挖个洞，买条毯子。
也许是低电子的太空毯。
我很喜欢这篇文章，认为它在碳核算方面提出了一些非常重要的观点。我也同意其他评论，进一步探索和更好地理解这一点很重要。
然而，在研究建筑材料的碳核算时，有一个问题不断浮现在脑海中。
我们有一个严重的问题，土壤质量被我们目前的耕作方式所消耗。我不确定将基于植物的产品转化为建筑材料是答案。我们需要将这些材料进行堆肥，然后让它们回归土壤。似乎把这些植物副产品制成建筑材料只会使我们的土壤问题变得更糟。研究中考虑到这一点了吗?
当你试图从每个决定的路径上看得越来越远的时候，你会觉得有点难以承受，因为这似乎是一个重要的考虑因素。
“我们面临着一个严重的问题，即我们目前的耕作方式导致土壤质量下降。我不确定将基于植物的产品转化为建筑材料是答案。我们需要将这些材料进行堆肥，然后让它们回归土壤。似乎把这些植物副产品制成建筑材料只会使我们的土壤问题变得更糟。研究中考虑到这一点了吗?”
你可能误解了土壤碳的问题。堆肥作物残余物只是蛋糕上的糖霜，而不是蛋糕的大部分。堆肥的碳固存周期极短——最多几年。正是根系结构将植物吸收的碳长时间地储存在土壤中，从而产生实际影响——物种的根系越深，就延长整体碳循环而言就越好。
建筑的生命周期比堆肥的碳循环要长得多。使用农作物残余物作为建筑材料(如稻秆中密度纤维板或干草包隔热材料)可以在建筑物的使用寿命内封存碳，通常是几十年，如果不是几百年的话。
储存的土壤碳的消耗更多地与土壤耕作、侵蚀有关，在较小程度上与化肥有关。将作物残渣堆肥在地表上并没有特别大的帮助，但它确实有一些帮助。深根快速生长的草原草可以将碳储存在地表以下8-10英尺的根部结构中，其中大部分将保留一个世纪或更长时间。从植物的地上部分制作干草来隔热将是一件好事。
像竹子这样的大型木本草在土壤中封存碳的能力有限，但在建筑材料中封存碳的能力却很好。它通常生长在一些贫瘠的土壤上，用于其他农业用途。竹子根部的大部分碳都在土壤的顶部，比柳枝稷(或房屋的生命周期)提供的碳循环要短得多。但与通常用于结构木材的针叶树相比，它的碳清除速度相当快，即使在温带国家，结构竹子也可以做得更多。
每当我们谈论堆肥时，我都会回到我在研究人们如何堆肥并试图向他们出售精美垃圾箱后得出的最终结论:
人们谈论有氧和厌氧分解，以及他们学会的一个奇怪的技巧来确保它保持有氧状态，他们普遍认为这个技巧已经足够了，在各种各样的技巧和努力水平和堆肥情况下，没有测量任何东西。这恰好是他们愿意做的事情。这些人当然不是同时都是正确的。
几乎所有堆肥堆的分解都是厌氧分解，除非证明不是这样。厌氧分解产生大量的甲烷排放。如果产生甲烷，那么在20年的时间里，它在大气中吸收的热量大约是我们产生二氧化碳的80倍(例如:通过燃烧等量的废物，或者在可行的情况下进行有氧堆肥)。
如果我们为了固定碳而种植植物，那么生物碳固定在其分解循环中产生甲烷成分的程度可能比其他任何东西都重要得多。必须对这些事情进行广泛的衡量，以了解我们是否在改善情况。我们还没有开始费心去关心他们。
燃烧，你似乎把堆肥和腐烂搞混了。根据定义，适当的堆肥是有氧分解。你可以识别一个管理良好的堆肥堆，因为它没有难闻的气味。一个适当的堆肥堆也分解得很快，而厌氧分解相对较慢。
我每年制作几立方码的堆肥，所以我对它们的区别很熟悉。我承认很多家庭堆肥可能正在腐烂，而不是堆肥。商业规模的堆肥是主动曝气的，以控制气味和快速分解，所以它绝对不是厌氧的，尽管从我观察到的情况来看，它通常包括已经腐烂的有机物质作为成分。
要了解更多关于碳核算的知识，你可能想参加本文研究作者Chris Magwood在3月5日举办的网络研讨会:
http://endeavourcentre.org/endeavour-workshops/
《建筑物基本碳核算》将帮助您了解隐含碳，以及如何在建筑项目中大幅降低碳排放。在网络研讨会期间，您将学习如何:
理解生命周期分析中的隐含碳排放
寻找和选择测量隐含碳的工具，包括LCA软件，epd和免费数据库
读取LCA工具和epd的结果
了解工具、epd和免费数据库的优缺点
根据你的建筑设计产生特定的结果
了解生物碳和材料中的碳储存
计算生物材料中的碳储存潜力
为你的建筑创建一个净排放或储存计算
和更多的……”
碳会计
我也不是一个人(我是一个建筑师!——妈妈会很自豪的)，对想出一个数字很感兴趣(实际上没有兴趣)。我更喜欢着眼于大局，在我参与的项目中尽我所能。我很幸运能与志同道合的建筑商一起工作。在佛蒙特州生活和工作给了我巨大的机会，如果我在材料和产品方面忽视这些机会，那我就是个傻瓜。
我意识到我所做的一些无关紧要的项目可以通过社交媒体和出版物来帮助别人思考他们的选择，以“做正确的事情”为目标。
就我个人而言，我相信我可以做得更好，就我对我们的星球造成的损害而言，比如饮食、航空旅行和驾驶里程，我一定会做得更好。我保证。但是，通过在工作中树立榜样，我能取得的成就让我有点(只是一点点，因为我天生就是一只屹耳)受到鼓舞。
也许我会请迈克尔·迈恩斯帮我算算。但可能不会。
读到这篇文章，我想知道哪种方法最终会对环境产生更好的净影响:是用传统的保温/保温材料改造一座有95年历史的砖房，使其尽可能地节能，还是把它推倒，用报告中描述的材料建造一座新房子?
我的妻子和我正在建造一个离网被动住宅。我们在建筑中使用了许多非传统的绿色产品和方法。除了产品普遍更贵之外。我们还必须处理;
-在加拿大寻找经销商
-不愿使用新事物或做得不同(或更好)的人
-获得城市建筑部门的批准，使用他们从未见过的材料
-提交建筑规范例外情况，并提供备份文件，以显示符合规范的本质(例如，在屋顶使用R80 sip)
-教育建筑检查员，产品符合建筑规范，并且粘结框架结构不是唯一的建造方式
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