建筑是全球变暖的最大贡献者之一。在能源使用和生产过程中，它们产生的温室气体占总排放量的37%。建筑排放由两部分组成:操作碳(来自用于加热、冷却和为建筑物供电的能源)和隐含碳(由于材料使用和施工)。
菲利普·奥德菲尔德
悉尼新南威尔士大学建筑环境学院院长兼建筑学教授
杰拉德Reinmuth
悉尼科技大学实践教授
威廉工艺
悉尼新南威尔士大学建筑环境学院副讲师兼研究员
我们知道如何通过增加绝缘和气密性，以及使用可再生能源，将运营碳减少到净零。目前还完全不清楚我们将如何达到净零隐含碳。
隐含的碳排放量约占新建筑寿命排放量的一半，因此减少碳排放量至关重要。随着运营碳排放的减少，到2050年，隐含碳在建筑排放中的份额可能上升到85%。这个问题是如此令人烦恼，以至于一些人呼吁发达国家普遍“停止新建筑”。
我们的新研究表明，虽然我们可以大大减少澳大利亚的隐含碳，但这需要我们在如何设计、建造、使用和再利用建筑方面做出根本性的改变。
最大的挑战之一是，除了丹麦、芬兰、法国、荷兰和瑞典这五个国家引入了最低标准外，隐含碳完全不受监管。在大多数其他地方，它实际上可以像你喜欢的那样高。
这是一个问题，因为我们用来建造的材料对环境有巨大的影响。水泥生产占温室气体排放总量的8%，钢铁生产占7%。铝、铜、玻璃、砖块等都大大增加了全球排放量。
作为回应，世界绿色建筑委员会(World Green Building Council)设定了到2030年将隐含碳减少40%、到2050年实现净零排放的目标。但对于如何实现这一目标，甚至是否有可能实现，几乎没有达成共识。
我们的研究探讨了我们可以在多大程度上减少澳大利亚办公楼的隐含碳。
我们采用了木材和混凝土混合结构的“最佳实践”办公楼，并用标准混凝土框架重新设计，以反映更传统的建筑。然后，我们测量了他们的前期隐含碳——首先是建造每座建筑所需的碳。最佳实践的例子比传统建筑的隐含碳少14%——很好，但距离我们2030年的目标还有一段距离。
所以，我们重新设计了这座建筑。我们完全采用木材结构，并增加了柱子，以消除对梁的需求。这似乎是一个小小的改变，但更多的栏目将需要改变已经成为常态的“开放式”办公室。
我们还在墙壁上使用了稻草隔热材料，减少了玻璃和不必要的饰面，并增加了重复使用和回收材料。到目前为止，我们已经将前期隐含的碳排放量减少了45%，从每平方米520公斤二氧化碳当量减少到287公斤。但我们采取的许多举措比一般的行业做法要激进得多。
我们还进行了测试，看看我们是否可以通过将储存在木材和稻草中的“生物碳”包括在内来达到净零隐含碳。当植物生长时，它们吸收二氧化碳并将碳储存在它们的生物量中。包括这些储存的碳意味着我们可以实现净零甚至净负的隐含碳结果——储存在材料中的碳比建造建筑时排放的碳要多。
这在理论上听起来很棒。实际上，这是一种会计技巧。例如，它会导致一个矛盾的情况，即在建筑物中添加更多的木材，即使在不需要的情况下，也会减少纸上的排放量。
它也可能导致未来的问题。任何储存在天然材料中的碳都会在建筑寿命结束时释放出来，当这些材料被燃烧、填埋或回收时。这意味着，虽然隐含碳在一开始可能很低，甚至是负的，但未来几年的排放量将会激增。
然而，我们的研究表明，小的决定可以产生大的影响。在我们所做的所有改变中，减少碳含量最多的就是用硬木地板取代地毯。这节省了625吨碳(每平方米77公斤)。这是因为地毯每十年就要更换一次，而硬木的寿命要长三倍。
隐含碳的部分挑战是我们在未来几十年将建造多少。据估计，2020年至2060年间将有2300亿平方米的新建筑。这相当于在40年里，每年建造日本所有建筑的面积。
如果所有这些建筑都按照我们研究中典型办公楼的建造方式建造，它将增加1200亿吨温室气体排放。为了将全球变暖控制在1.5°C以内，仅建筑一项就将消耗我们剩余碳预算的近一半。这在本质上是不可持续的，并表明了我们面临的挑战的规模。
虽然我们的研究显示了如何减少这种影响，但超过45%的减排将需要更多的系统性变革。我们需要:
定期翻新和再利用我们已有的建筑，而不是建造全新的建筑
更多地回收和再利用材料，而不是使用新材料
建造更小的建筑，并从根本上质疑我们实际需要多少建筑面积。
这些选择可能看起来很激进，但气候科学告诉我们，我们必须现在就减少排放，以避免灾难。通过我们概述的措施，今天将隐含碳减少40%，将是迈向低碳建筑环境的良好开端。
我们要感谢Damian Hadley, Scott Balmforth和Anh Nguyen对这项研究的贡献。
菲利普·奥德菲尔德(Philip Oldfield)获得了多个来源的资助，是高层建筑和城市人居委员会(CTBUH)和詹姆斯·马丁研究所的咨询小组成员。这项研究由澳大利亚工业、科学和资源部的创新联系基金和Terroir基金资助。
Gerard Reinmuth拥有TERROIR Pty Ltd的股份，该公司的工作被用作研究的主题，并与澳大利亚工业、科学和资源创新连接计划部合作资助了这项研究。
威廉·克拉夫特获得了来自多个来源的资助。这项研究由澳大利亚工业、科学和资源部的创新联系基金和Terroir基金资助。
