我们所做的隔热选择可以显著影响建筑项目中隐含的碳量。去年，我着手确定不同材料的影响有多大。我也想找到一种方法，让其他人更容易选择材料。

建筑施工中碳的生命周期“成本”可以通过与每个建筑构件的制造和使用相关的全球变暖潜能值(GWP)来衡量。这是用二氧化碳当量(CO2e)来衡量的。

我特别关注隔热材料，这是客户和承包商通常根据成本、耐用性、可用性和建筑科学来选择的产品。材料的GWP通常不是决策驱动因素。

由于没有一种被广泛接受的方法既容易又科学地测量绝缘材料的碳含量，我开始查看环境产品声明(EPDs)。这些详细的报告由制造商和贸易组织发布，并提供了大量关于“生命周期成本”的数据。图1概述了这些数据是如何分解的。

欧洲标准EN 15978中定义的生命周期阶段

我研究了在地基、地上墙和天花板的建造或翻新中覆盖大量平方英尺的隔热产品。在此基础上，我列出了从蓝板到玻璃纤维再到木纤维绝缘材料的可用产品清单，然后汇编了所有可用的epd——该清单包括近200种材料。对于在北美生产的产品，优先考虑未过期的epd(它们有5年的保质期)，但如果不存在北美产品或来源完全是欧洲，则可以接受欧洲制造的材料。

大多数epd报告的GWP是基于一平方米达到R所需的材料厚度_如果-1，英制单位是R-5.678。如果环保署使用其他单位，这些单位将转换为这个通用单位。回到图1，所包含的数据是从摇篮到闸门阶段，这意味着从地球上提取资源，直到产品离开工厂。

• A1 -原料供应
• 运输原材料到工厂
• A3 -制造业

加:

• A5 -施工和安装:包括在可能的情况下，因为产品如喷涂聚氨酯泡沫是在现场制造的;这使得与完全在工厂环境中制造的产品进行更公平的比较
• B1 -用途:在可能的情况下包括在内，因为某些产品的组件在其使用寿命期间会产生废气并造成碳影响
• 碳:含有碳的产品根据元素碳的质量计入，转化为二氧化碳当量

对所有的环境影响因子进行评估并取平均值表1：

含HFC发泡剂的传统保温材料GWP最高。以含HFC发泡剂的闭孔喷涂聚氨酯泡沫为例，其GWP值为14.86 kg CO₂E / 1m²R的_如果价值-1的材料;而25psi XPS是它的三倍多，为46.51。相比之下，矿棉电池的价格为3.25，这一价格在一定程度上是由制造过程中熔化玻璃、石头或炉渣的能源密集型过程驱动的。使用碳氢化合物作为发泡剂的泡沫产品的GWP值更低:多异氰脲酸酯为2.32，酚醛泡沫为1.54。玻璃纤维材料表现良好，无面电池的CO含量低于1kg₂e.而纤维素、木纤维等含碳保温材料可具有GWP值不到零，由于低能源强度的制造加上信用的碳储存在产品本身。

让梦想成真

下一步是使所有这些数据都有用。像建筑碳计算器(EC3)这样的工具已经在市场上和开源了，但很难简单地比较苹果和苹果，所以我把所有的东西都放在一个基于excel的计算器中。用户只需输入r值、平方英尺和给定组件的两种不同材料选项。然后，该工具会计算出碳的节省量，为了让它更容易理解，它会将这些东西等同于一年行驶的等效英里数、燃烧的丙烷气瓶数量等。

现在我要把这个拿给建筑专业人士看。在这里，我重点介绍了2020年参与试点计划的两个项目，我希望这两个项目的建筑商在未来的项目中继续使用低gwp材料。

第一个项目是位于佛蒙特州北部的一个经济实惠的四层公寓。建筑面积为2600平方英尺。他们的计划是在楼板和外部基础墙下使用XPS，这是他们的标准做法。使用建筑物起飞和计算器，我能够量化估计的52公吨CO₂用EPS IX型代替板下XPS的R-15，内侧安装聚异氰脲酸酯代替外基础墙XPS的R-20，节约能耗;参见图2。

建筑商报告说，底板替代的价格差异不到100美元。他们还看到了一些劳动力节约，因为EPS IX型的订购厚度使他们只需要单层(他们之前铺设了两层较薄的XPS)。至于内部的聚苯乙烯，安装Thermax还有一个额外的好处，那就是避免了当地关于覆盖裸露泡沫板的规定。建筑商的重点是速度和价格，这些解决方案对项目很有效。他对替代持开放态度，但并不一定仅仅是为了节省碳排放。

第二个项目面积为3700平方英尺。位于佛蒙特州奇滕登县的独户住宅。他们把价格定得太高了。除所有低于标高的墙面使用XPS外，上层墙面使用XPS和纤维板。注意到蓝板“使用更频繁，更容易获得”，项目团队对替换低于等级的XPS不感兴趣。这不是我第一次听到这样的话了。一位供应商告诉我，XPS是“久经考验的”劣质产品。人们信任它，知道如何安装它;这被认为是一种标准做法。使用其他东西可能会被认为是有风险的，即使事实并非如此。

然而，在看到对隐含碳影响的计算后，项目团队愿意用酚醛泡沫代替优质连续材料。他们很欣赏这种材料，这种他们以前从未使用过的材料，是R-8 / in。并被其与XPS接近的价格所说服。纤维板是他们喜欢的考虑，但它的价格大约是原来的两倍，增加了几千美元。

Kooltherm“K12”酚醛泡沫最终比XPS高出2000美元左右。工作人员喜欢使用它，建筑商分享说，该项目的建筑师计划再次使用它，甚至在另一个项目的内部基础墙上指定另一种版本的酚醛泡沫(“K9”)。对于这个项目的地上墙，只有3英寸。提供R-24，较厚XPS的R-20要好;参见图3。这一次的替换产生了大约52公吨的二氧化碳₂E避免了(巧合的是，与上面的情况大致相同)。

建筑商告诉我，未来使用这种材料的最大障碍是供应，他说:“它需要放在货架上。”当时，如果他们承诺一辆卡车——算下来足够完成这项工作，再加上他们接下来的三个项目——其成本将低于XPS。

健康的十字路口

GWP并不是选择保温材料的唯一考虑因素。建筑绿色保温指南(第三版)总结了除性能外，环境属性和健康问题对绝缘的影响。该指南列出了有害成分、化学副产品和残留物、纤维脱落、寿命终止问题、耐用性和成本——所有这些都没有明确显示在EPD中。粗略地说，GWP值最低(最好)的保温产品往往是那些在毒性等级的“健康”一端，回收含量较高的保温产品。看到表2：

变化正在发生

从GWP的角度来看，XPS和使用HFC发泡剂的闭孔喷雾泡沫是两种“最差”的产品。立法正在改变现状。例如，在佛蒙特州，从2021年1月1日起，XPS(板材和钢坯)和双组分喷雾泡沫(高压和低压)被禁止使用某些氢氟碳化物和相关混合物。这可能还需要许多年的时间才能普及。而现实情况是，至少在2021年6月，XPS的新HFO/HFC配方即使在法律规定的地方也没有广泛使用。例如，RK Miles告诉我，我可以在佛蒙特州的曼彻斯特买到杜邦的新版本，但在伯灵顿附近的建筑供应商那里却找不到。(有关新XPS的更多信息，请参阅“XPS制造商宣布更多的地球友好型配方)虽然新产品的影响更好，但与许多替代品相比，它仍然不是很大。其他潜在的缺点(表2)不期望通过发泡剂的开关来改善。

其他方面的发展也在发生。

Glavel是低档应用的蜂窝玻璃产品。据销售经理亚历山德拉·卡罗尔(Alexandra Carroll)介绍，聚合版从欧洲进口，装在大袋子里，但2021年11月，一家工厂将在佛蒙特州埃塞克斯(Essex)投产，生产该产品，价格约为目前进口价格的三分之一。Glavel的碳足迹大大低于其主要的低等级竞争对手XPS。Glavel计划以可再生能源为动力，使用回收玻璃作为原料，其网站指出，新工厂将支付足以维持生计的工资，表明该公司对公平、环境管理和清洁能源未来的信念。

与此同时，在缅因州，另一家北美制造工厂正着手生产一种目前只能从海外大规模购买的产品。当GoLab开始生产时它的木纤维产品，将减少对欧洲制造商如Steico和Gutex的依赖。GoLab首席营销官Scott Dionne表示，位于缅因州麦迪逊的工厂将于2021年底投入运营，到2022年第二季度生产松填充木纤维绝热材料，到2022年第三季度/第四季度生产木纤维电池，到2022年第四季度/ 2023年第一季度生产木纤维板。迪翁指出，由于欧洲的木材成本是缅因州的三倍，能源成本是缅因州的两倍，美国生产的松填料产品的价格将与纤维素相当，棉垫的价格将介于玻璃纤维和矿棉之间，而板材的价格将与泡沫塑料相似，但低于矿棉。这与目前的情况有很大的不同，在目前的情况下，木材纤维产品具有吸引力的碳影响被高价格和长交货时间所抵消。

底线

关心隐含碳的人们可以通过精心选择来显著减少他们建筑的碳足迹，通常不会增加太多成本。

随着新法规的出台和更多产品的出现，在装修和新建筑项目中降低碳足迹的能力变得越来越容易。但它仍然需要开放，做一些不同的事情，并随着时代的变化。

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布莱恩·贾斯特是VEIC的工程经理，VEIC是一个旨在降低能源使用的经济和环境成本的非营利组织。主照片由劳伦·尼尔森提供良好的住宅建筑。