碳中和建筑城市手册

前言 城市增长和不断增长的消费模式给地球的资源带来了前所未有的压力。这挑战了越来越多具有气候意识的地方政府和建筑行业中有影响力的利益相关者所采用的传统方法。这些利益相关者包括材料生产商，开发商，设计师和建筑师，他们积极参与研究和实施各种生物基建筑材料，并希望探索这些材料的潜力，以作为减少通常与建筑相关的大量碳足迹的可行解决方案项目。 为了确保建筑和建筑行业有望实现《巴黎协定》的目标，我们需要承认建筑环境是一个系统，在这个系统中，建筑材料供应链中的所有参与者都有作用和责任在建筑资产的整个生命周期内减少排放。在整个价值链的每一笔交易中，碳绩效都需要成为评估的一个组成部分，而城市在这方面有着独特的需求，并将碳绩效纳入采购和法规。 适当多样化和管理良好的生物基供应链和建筑模型可以通过将碳锁定在建筑结构中来帮助减少净碳排放。 令人鼓舞的是，近年来木制建筑的使用显着增加。这种向木材结构的转变反映了人们对与生物基材料相关的好处的日益认识。这一趋势不仅限于任何特定地区；这是一个全球现象。随着我们努力应对城市化、气候变化以及追求更健康、更可持续的生活环境带来的挑战，木材等生物基建筑材料的采用正在获得势头。为了加快这种转变并对我们的建筑环境产生有意义的影响，我们必须继续在更大范围内推广和扩大这些材料的使用。 除其他因素外，空间和资源限制、气候变化的缓解和复原力以及对人类福祉的更多关注都刺激了新的解决方案并鼓励了创新。 为了跟上步伐，据估计，仅在2023年至2028年之间，每年将需要20亿平方米的新建筑存量。就具体排放和操作排放而言，这种开发对气候的影响将是巨大的。为了减少对气候的影响，促进健康的生活场所，我们必须关注材料、设计和制造选择的后果。 For some this has means a return to variousbiobased building materials. The potential of thesemultipliant materials is important, with benefitsincluding reduced energy consumption, reduced co2emissions, healfooth元件, and a route tosustainable -联合国可持续发展目标（SDG）的所有关键原则。 Acknowledgements 以下人员分享了他们在编写报告时的见解： CNCA知识合作伙伴欧洲市 关于Arup 免责声明 Arup是致力于可持续发展的全球设计师，顾问和专家的集体，我们用技术，想象力和严谨来塑造一个更美好的世界。 该出版物是国家认监委“在欧洲建筑环境中大幅减少体现碳”项目的一部分，该项目由Laudes和Nature Built资助。Arup负责其内容。 SimoneMangili碳中和城市联盟执行董事艾琳·加西亚建立环境领导，碳中和城市联盟 政当局 Desire é e Bernhardt,阿姆斯特丹市Stefan Rigter, 阿姆斯特丹市Remy Spiewak,波尔多大都会EmmaMorton,格拉斯哥市Ross Hocknull，城市大楼（格拉斯哥）LLPAdam Wadsten，隆德市Lena Nordenbro, Lunds Kommuns Fastigets AB TanjaTyvimaa,坦佩雷市 Arup的主要目标是开发一个真正可持续的建筑环境。这意味着在我们的所有工作中，我们的目标是在不断增长的世界人口的需求与地球的有限容量和健康之间找到平衡。 关于CNCA 碳中和城市联盟（CNCA）是全球领先城市的合作，致力于在未来10 - 20年内实现碳中和，这是任何城市在任何地方实施的最积极的温室气体减排目标。 Peter VangsboArup气候与可持续发展服务副主任 Magnus Egelund Thomsen可持续发展顾问，Arup 国家认监委的使命是在城市中动员变革性的气候行动，以在蓬勃发展的星球上实现繁荣，社会公平，韧性和更好的生活质量。国家认监委致力于建立一个公正的碳中和未来，承认并纠正化石燃料经济的不成比例的负担和不成比例的利益，优先考虑促进低收入人群、土著人民、有色人种社区、移民和难民以及其他历史上被边缘化的社区的福祉的气候行动。 布鲁纳·弗莱德曼高级材料工程师，Arup 北美市政当局Carolyn Elam，博尔德 MarinaSaezArup可持续发展顾问 Lauren Zimmermann, PortlandFernando Carou,多伦多JamesNowlan,多伦多Patrick Enright,温哥华Connor Rattey,华盛顿特区Stephanie Myles,华盛顿特区 Ayoe Skotte初级可持续发展顾问，Arup 肖恩·洛克Arup综合城市规划总监 精益杜迪Arup城市规划与设计总监 Emily Walport高级材料工程师，Arup 目录 词汇表范 材料手册如何使用本手册 围上下文 生物基建筑材料案例• 建筑部门的证书•介绍丹麦的碳法规•慕尼黑木结构住房补贴计划•芬兰的木材建筑方案•通过补贴赠款支持坦佩雷的木材建设•通过华盛顿特区的建筑规范和采购指南增加生物基材料的使用•Bigwood Interreg项目克服了在大批量建筑中使用木材的阻力•InnoRenew CoE研究所-斯洛文尼亚最大的木制建筑•巴塞罗那社会住房中的木材创新•罗韦雷托（意大利）的社会住房利用从风暴Vaia中回收的木材 建筑中的生物材料 结构 生物基建筑应用的好处• •木材•竹子•麻砖 Renewable•低碳化•低毒性•地方社会价值生成•资源使用 绝缘 •大麻纤维棉絮•Hempcrete•稻草板和木板•米饭板和盘子•大麻面板和板•木纤维绝缘•羊毛绝缘•膨胀软木塞•菌丝绝缘板•海草绝缘 生物基建筑应用的误解和知识空白• 数据的可用性•防火性能•水分调节•啮齿动物和昆虫•耐久性•可用性、可扩展性和成本 参考文献 城市增加生物基材料吸收的机会和建议• 知识与协作•Policy•Finance 衬里 •大麻板•压缩秸秆板(CSB)•木质羊毛板•OSB-木材 Regulations•欧盟主要法规 词汇表 词汇表 Scope 在Laudes基金会和自然建造的支持下，碳中性城市联盟（CNCA）于2021年启动了“在欧洲大幅减少二氧化碳”项目，该项目旨在促进广泛采用雄心勃勃的地方，国家和区域政策，以减少二氧化碳并增加生物基材料在欧洲建筑环境中的吸收。 该手册包含以下方面的发现： •采访了国家认监委各成员城市的采购官员,•与采购链的主要利益相关者（采购线索，法律制定者，投资者，开发商，设计师，保险公司，顾问，承包商，材料供应商）进行访谈，•参与研讨会,•商业上可行的生物基建筑材料综述，•与3个选定的示例性欧洲国家相关的当前最佳实践，监管背景和最新技术。 2022年，国家认监委委托Arp制定了《建设碳中和建筑城市手册》，专门支持城市评估如何使用生物基建筑材料减少建筑中的全寿命碳。该手册是与国家认监委密切合作编写的，旨在为政策制定者和规划者提供有关生物基材料的好处、生物基建筑应用的挑战、误解和知识差距的技术信息，以及增加城市获取和利用生物基建筑材料机会的监管和良好做法。 局限性• 重要的是要强调，本手册没有提供目前市场上可用的生物材料或制造商的详尽清单。 •Arup尚未对手册中所述的产品进行技术尽职调查。 上下文 城市具有独特的地位，要求碳绩效在整个价值链的每笔交易中成为评估的一个组成部分，并将其纳入采购和建筑法规。2020年，国家认监委概述了52项减少具体碳的政策，作为城市政策框架的一部分，以大幅减少具体碳[1]。当前的工作建立在国家认监委先前对政策制定者的指导基础上，强调了解决全部碳足迹的重要性，以实现《巴黎协定》关于到2050年实现净零碳的目标。 本技术手册展示了市场上可用的产品，提供有关技术性能，健康和安全，负责任的采购，循环性和特定制造商的名称的信息，以支持城市官员和公共采购官员制定低碳建筑招标。该手册还概述了来自欧洲和北美应用案例的生物基建筑材料应用的挑战，误解和知识差距。 据估计，从2020年到2025年，世界各地的城市需要建造10亿套新住房。到2050年，地球上的建筑物将是现在的两倍。如果没有低碳建筑，这些建筑将锁定大量温室气体排放并加速气候危机。实现碳净零建成环境是我们这个时代最关键的挑战之一。 建筑环境和建筑业对全球温室气体排放和更广泛的环境影响做出了重大贡献。Procedre对生物多样性、废物产生和不可再生资源枯竭的影响。随着世界各地的城市越来越认识到该行业的作用，我们看到供应链中所有参与者的趋势都朝着更可持续的方法发展，并改善了我们设计，使用材料和运营资产的方式。为了做出有意义的贡献，建筑行业不仅必须致力于显着减少负面影响，而且还必须努力为更多的地球和人类带来积极和再生的结果。 材料本质上很少是可持续的;即使是声称低碳或低冲击的材料，如果使用不当也可能造成伤害。环境影响不仅取决于材料的类型或来源，还取决于材料的使用方式，使用时间以及使用寿命结束时的情况。例如，工程木材通常被认为是可持续的结构材料。尽管如此，如果不遵循负责任的林业做法和/或不适当地使用木材(通过低效的设计或用于短寿命应用)，除了毁林带来的更广泛的负面影响之外，全球净碳影响可能是不利的。必须为每个应用和场景选择正确的材料;一个应用的最低影响材料通常与另一个完全不同。 建筑中的生物材料 术语“生物基材料”是广义的,涵盖在某种程度上源自已被加工成功能性产品的诸如植物的活生物体的所有材料。“生物基构造”是指在建筑环境的构造中使用此类材料。 建筑结构可以被认为主要由四个组成部分组成： 绝缘 可以是框架或系列承重墙 使建筑物具有热和/或声学性能 建筑中的生物基材料的示例包括：木材（用于多种应用，包括结构和外部覆层），竹子（用于轻质建筑，在竹子盛行的地理区域），大麻（作为植物基骨料和绝缘材料），稻草（通常是小麦秸秆，其秸秆是废料），木纤维（用作护套和绝缘板），软木（用作绝缘和内部饰面），羊毛（作为绝缘和内部饰面）和菌丝体（作为绝缘和内部饰面）。 生物基建筑应用的好处 对于许多应用,与传统的构造材料和方法相比,生物材料的使用可以提供若干益处。下文强调了与生物基材料相关的益处以及这些益处的限制。 换句话说，通过在我们的建筑和建筑产品中加入生物基成分，特别是可再生的植物基材料，我们可以防止以前吸收的碳重新进入大气。通过这样做，我们大大减少了这些产品的碳足迹，因为碳足迹是以温室气体(GHG)排放量来衡量的。生物基建筑材料的使用也具有连锁反应。降低产品的碳足迹意味着减少购买产品的消费者的碳足迹。随着我们更好地了解气候危机的严重性，越来越多的消费者和公司正在大步减少对环境的影响。这包括更深入地研究他们消费的产品和材料是如何制造的。 Renewable 当可持续和负责任地采购时，生物基建筑材料可以被描述为可再生的。它们可以在几年或几十年内收获和再生。 虽然生物基材料来源于生物来源,但一些可能含有不可降解的化合物。在这种情况下,将生物内容物与非生物可降解材料分离对于生物降解是必要的。 如果材料被送到垃圾填埋场或燃烧以获得能源，封存的二氧化碳将被释放。因此，生物基材料的再利用或回收利用以延长其生命周期和二氧化碳储存能力，为随着时间的推移进一步降低碳足迹提供了机会。 低碳化 由生物组件制成的建筑材料在生产中需要的能量比更传统的材料（例如铝，混凝土和钢）要少得多，这些材料在加工过程中通常需要高温。 最后，如果生物基材料可以在当地采购，即在区域一级采购，它们的使用也可以减少与运输相关的碳影响，进一步减少对环境的影响。 此外，生物基材料可以在组成元素生长时主动吸收二氧化碳（CO2）。这种被隔离的CO2，也称为