El punto óptimo del carbono

Resumen del informe: Con un énfasis cada vez mayor en la descarbonización, los propietarios y desarrolladores de edificios enfrentan innumerables opciones mientras intentan equilibrar el costo y el valor y cumplir con los objetivos de reducción de emisiones de carbono a nivel social y corporativo. Las emisiones en el sector de la construcción se dividen principalmente en categorías de emisiones de carbono "operativas" y "incorporadas"; combinados, representan casi el 40 por ciento del dióxido de carbono global liberado a la atmósfera.

Este informe presenta tres análisis hipotéticos de edificios en diferentes contextos geográficos y regulatorios: Londres, Nueva York y Singapur. Estos ejemplos ilustran cómo los tomadores de decisiones en el sector inmobiliario pueden navegar las compensaciones y oportunidades que surgen cuando se busca reducir las emisiones de carbono tanto incorporadas como operativas (conocidas en conjunto como emisiones del ciclo de vida).

Las compensaciones son particularmente pronunciadas en las decisiones relacionadas con la envolvente del edificio. Los componentes de los cerramientos de los edificios son duraderos (con una vida útil que normalmente supera los 25 años) y se encuentran entre los más costosos de todos los sistemas de construcción. También tienen un impacto enorme en las emisiones operativas de carbono y el consumo de energía durante la vida útil de un edificio, regulando las cargas de calefacción y refrigeración y habilitando los sistemas mecánicos avanzados necesarios para la eficiencia y la electrificación.

Basado en los resultados de los análisis de los tres proyectos y las discusiones con los principales desarrolladores y expertos de la industria, este informe destaca las decisiones de diseño críticas que impactan la fachada del edificio y ofrece marcos para considerar las emisiones totales de carbono durante la vida útil de una inversión en el edificio. En última instancia, sugiere un proceso mediante el cual los tomadores de decisiones puedan identificar los "puntos óptimos" de carbono de todo el ciclo de vida de sus edificios.

Tres edificios, tres contextos

Los tres edificios examinados para este informe ofrecen una visión de una variedad de decisiones de diseño arquitectónico, contextos climáticos, intensidades de carbono de la red y tipos de uso.

• Se eligió One Crown Place en Hackney, Londres, para explorar los efectos del área de vidrio y el aislamiento de las paredes en un edificio residencial en un clima templado donde la electricidad para calefacción y refrigeración ya genera bajas emisiones de carbono.
• La torre de oficinas One Vanderbilt en la ciudad de Nueva York brindó la oportunidad de examinar el efecto del marco de aluminio y el doble o triple acristalamiento en un clima con inviernos moderadamente fríos y veranos calurosos con una red eléctrica de alta intensidad de carbono que se prevé descarbonizará rápidamente. .
• El edificio 18 Robinson es un rascacielos de uso mixto situado en el cálido clima ecuatorial de Singapur. Sirvió como base para investigar el impacto del carbono en el ciclo de vida de los elementos de sombra fijos en un clima frío donde los materiales de construcción generalmente se obtienen desde distancias significativas.

Ejemplo de análisis hipotético realizado sobre el proyecto One Crown Place en Londres.

Ejemplos de compensaciones

Ejemplos de algunas de estas compensaciones incluyen los siguientes:

• Rendimiento térmico versus carbono incorporado: Aumentar la eficiencia energética en aspectos operativos (calefacción, refrigeración, iluminación) a veces requiere el uso de más material o material con mayor contenido de carbono incorporado. Por ejemplo, aumentar el espesor del aislamiento de paredes o techos puede tener una mayor huella de carbono incorporada anticipada, pero puede generar menores emisiones netas de carbono durante el ciclo de vida del edificio debido a los beneficios de eficiencia energética. El cumplimiento de los códigos locales o las normas de rendimiento de los edificios, que pueden establecer requisitos de eficiencia energética o emisiones operativas de carbono, también influye en esta decisión.
• Avances tecnológicos: Las inversiones en tecnologías avanzadas y energéticamente eficientes, como el acristalamiento de ventanas de triple o cuádruple panel, pueden reducir las emisiones de carbono operativas. Pero las capas de vidrio adicionales requieren mucho más material, lo que da como resultado una mayor huella de carbono incorporada. Las tecnologías más nuevas o únicas también podrían implicar procesos de fabricación con mayor carbono incorporado o no estar disponibles localmente, lo que aumentaría los costos del carbono relacionados con el transporte.
• Opciones de materiales con bajas emisiones de carbono: Al diseñar una envolvente de edificio de alto rendimiento, optar por materiales con menores emisiones en la etapa del producto (A1 a A3) o con una vida útil más larga reducirá la compensación entre la inversión en carbono incorporado y Ahorros operativos de carbono. A veces, estas elecciones de materiales pueden aumentar los costos anticipados o implicar cambios en un proceso de diseño/construcción tradicional; sin embargo, con frecuencia se encuentran disponibles opciones de costos comparables y los arquitectos y contratistas generales a menudo pueden incorporar los materiales con una planificación adecuada.
• Renovación y modernización: La reutilización de estructuras existentes puede reducir significativamente el carbono incorporado al evitar el carbono incorporado asociado con los componentes estructurales del edificio, como el hormigón y el acero. Sin embargo, la renovación de edificios más antiguos puede requerir inversiones en sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) nuevos y más eficientes y mejoras estructurales para extender la vida útil de los activos y cumplir con los requisitos energéticos operativos y del código.
• Relación ventana-pared: Es ampliamente conocido que el WWR tiene un gran impacto en las emisiones operativas, debido al menor rendimiento térmico de los conjuntos de acristalamiento en comparación con los conjuntos de paredes. Por lo tanto, en la mayoría de los casos se recomiendan WWR inferiores al 40 por ciento. Sin embargo, dependiendo de los materiales y cantidades en ambos ensamblajes, las emisiones incorporadas del muro podrían ser significativamente mayores que las de las ventanas, como es el caso en la mayoría de los sistemas de muro cortina. En tales casos, un WWR más bajo no necesariamente corresponde a menores emisiones totales del ciclo de vida.

Una comprensión holística de estas compensaciones requiere un análisis integral del contexto específico, los objetivos del proyecto y las condiciones locales, y es un requisito previo para tomar decisiones informadas que se alineen con los objetivos del proyecto. Lograr un equilibrio entre las emisiones de carbono incorporadas y operativas es un aspecto crucial para lograr el mayor valor de construcción con el menor impacto ambiental.

Conclusiones clave

El análisis determinó que a medida que los desarrolladores consideran los impactos del carbono en sus edificios, las estrategias que a menudo se destacan para la reducción de carbono (como ventanas de triple panel o persianas exteriores) deben diseñarse cuidadosamente para optimizar el carbono total del ciclo de vida. En particular, las siguientes lecciones extraídas de los edificios específicos analizados ofrecen ejemplos de formas de encontrar el "punto óptimo" del carbono:

• Los análisis de carbono deben considerar tanto el carbono operativo como el incorporado para lograr el máximo impacto. Comprender las compensaciones operativas y de carbono incorporadas puede mejorar el rendimiento del edificio y ofrecer la mejor relación valor-costo.
• La cantidad de acristalamiento en la fachada de un edificio influye significativamente en las emisiones de carbono tanto incorporadas como operativas. Es fundamental planificar estratégicamente la ubicación de las áreas acristaladas para minimizar su extensión y optimizar el diseño para lograr bajas emisiones de carbono.
• El triple acristalamiento debe evaluarse cuidadosamente. Puede contribuir a generar más emisiones incorporadas de las que ahorra en emisiones operativas.
• Aumentar el aislamiento de las paredes tiende a marcar sólo una diferencia modesta en las emisiones totales de carbono cuando se comienza con los mínimos del código estándar.
• Los anchos de módulos de muro cortina más pequeños pueden aumentar las emisiones totales de carbono. Los módulos más grandes pueden reducir estos impactos.
• Los dispositivos de protección solar pueden aumentar las emisiones totales de carbono, pero reducir significativamente las cargas máximas. Cuando se utiliza sombra exterior, se debe diseñar estratégicamente para optimizar la reducción de las emisiones operativas y al mismo tiempo utilizar menos material.
• Comprender el impacto de las fuentes locales de combustible y la política de descarbonización es clave para afrontar las compensaciones por las emisiones de carbono. Las trayectorias locales para la limpieza de la red y las reglas de desempeño de los edificios pueden influir significativamente en las emisiones operativas de carbono durante la vida útil de un edificio y afectar cuánto debe invertir un desarrollador en carbono incorporado para lograr ahorros operativos.
• Reducir el impacto de carbono de los materiales mediante la construcción para una mayor longevidad, elegir materiales reciclables y considerar la reutilización de la construcción puede aprovechar al máximo los ahorros operativos de carbono de un material. Un edificio que sea flexible para usos futuros y construido para durar maximizará su inversión en carbono incorporado al aumentar el valor del ciclo de vida.

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