Le point idéal du carbone

Résumé du rapport : Avec l’accent croissant mis sur la décarbonisation, les propriétaires et les promoteurs immobiliers sont confrontés à une myriade de choix lorsqu’ils tentent d’équilibrer le coût et la valeur et d’atteindre les objectifs sociaux et de réduction des émissions de carbone au niveau de l’entreprise. Les émissions du secteur du bâtiment entrent principalement dans les catégories d'émissions de carbone « opérationnelles » et « intrinsèques » ; Ensemble, ils représentent près de 40 pour cent du dioxyde de carbone mondial rejeté dans l’atmosphère.

Ce rapport présente trois analyses hypothétiques de bâtiments dans différents contextes géographiques et réglementaires : Londres, New York et Singapour. Ces exemples illustrent comment les décideurs immobiliers peuvent gérer les compromis et les opportunités qui se présentent lorsqu’ils cherchent à réduire les émissions de carbone intrinsèques et opérationnelles (connues ensemble sous le nom d’émissions du cycle de vie).

Les compromis sont particulièrement prononcés dans les décisions liées à l’enveloppe du bâtiment. Les composants de l'enceinte du bâtiment sont durables (avec une durée de vie généralement supérieure à 25 ans) et comptent parmi les systèmes de bâtiment les plus coûteux. Ils ont également un impact considérable sur les émissions de carbone opérationnelles et la consommation d'énergie tout au long de la durée de vie d'un bâtiment, à la fois en régulant les charges de chauffage et de refroidissement et en permettant les systèmes mécaniques avancés nécessaires à l'efficacité et à l'électrification.

Basé sur les résultats de trois analyses de projets et de discussions avec des développeurs et des experts du secteur de premier plan, ce rapport met en évidence les décisions de conception critiques qui ont un impact sur la façade du bâtiment et propose des cadres pour prendre en compte les émissions totales de carbone sur la durée de vie d'un investissement dans un bâtiment. En fin de compte, il suggère un processus par lequel les décideurs peuvent identifier les « points idéals » en matière de carbone tout au long du cycle de vie de leurs bâtiments.

Trois bâtiments, trois contextes

Les trois bâtiments examinés pour ce rapport offrent un aperçu d’une variété de décisions de conception architecturale, de contextes climatiques, d’intensités de carbone du réseau et de types d’utilisation.

• One Crown Place à Hackney, Londres, a été choisi pour explorer les effets de la surface vitrée et de l'isolation des murs sur un immeuble résidentiel dans un climat doux où l'électricité pour le chauffage et le refroidissement est déjà faible en émissions de carbone.
• La tour de bureaux One Vanderbilt à New York a fourni l'occasion d'examiner l'effet de la structure en aluminium et du double ou triple vitrage dans un climat avec des hivers modérément froids et des étés chauds avec un réseau électrique à haute intensité carbone qui devrait se décarboner rapidement. .
• Le bâtiment 18 Robinson est un gratte-ciel à usage mixte situé dans le climat équatorial chaud de Singapour. Il a servi de base à l’étude de l’impact carbone sur le cycle de vie des éléments d’ombrage fixes dans un climat plus frais où les matériaux de construction proviennent généralement de distances importantes.

Exemple d'analyse hypothétique réalisée sur le projet One Crown Place à Londres.

Exemples de compromis

Voici quelques exemples de certains de ces compromis :

• Performance thermique par rapport au carbone incorporé : L'augmentation de l'efficacité énergétique dans les aspects opérationnels (chauffage, refroidissement, éclairage) nécessite parfois l'utilisation de davantage de matériaux ou de matériaux avec une teneur en carbone intrinsèque plus élevée. Par exemple, l’augmentation de l’épaisseur de l’isolation des murs ou du toit peut avoir une empreinte carbone intrinsèque plus élevée, mais peut produire des émissions nettes de carbone plus faibles sur le cycle de vie du bâtiment en raison des avantages en matière d’efficacité énergétique. Le respect des codes locaux ou des normes de performance des bâtiments, qui peuvent fixer des exigences en matière d'efficacité énergétique ou d'émissions de carbone opérationnelles, est également pris en compte dans cette décision.
• Avancées technologiques : Les investissements dans des technologies avancées et économes en énergie telles que les vitrages à triple ou quadruple vitrage peuvent réduire les émissions de carbone opérationnelles. Mais les couches de verre supplémentaires nécessitent beaucoup plus de matériaux, ce qui entraîne une empreinte carbone intrinsèque plus élevée. Des technologies plus récentes ou uniques peuvent également impliquer des processus de fabrication à plus forte teneur en carbone incorporé ou ne pas être disponibles localement, ce qui augmente les coûts du carbone liés au transport.
• Choix de matériaux à faible teneur en carbone : Lors de la conception d'une enveloppe de bâtiment haute performance, le choix de matériaux produisant moins d'émissions au stade du produit (A1 à A3) ou ayant une durée de vie plus longue réduira le compromis entre l'investissement en carbone incorporé et économies de carbone opérationnelles. Parfois, ces choix de matériaux peuvent augmenter les coûts anticipés ou impliquer des modifications par rapport à un processus de conception/construction traditionnel ; cependant, des options comparables en termes de coûts sont fréquemment disponibles, et les architectes et les entrepreneurs généraux sont souvent en mesure d'intégrer les matériaux avec une planification appropriée.
• Rénovation et modernisation : La réutilisation des structures existantes peut réduire considérablement le carbone intrinsèque en évitant le carbone intrinsèque associé aux composants structurels du bâtiment tels que le béton et l'acier. Cependant, la rénovation de bâtiments plus anciens peut nécessiter des investissements dans de nouveaux systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) plus efficaces et des améliorations structurelles pour prolonger la durée de vie des actifs et répondre aux exigences du code et des exigences énergétiques opérationnelles.
• Rapports fenêtre/mur : Il est largement reconnu que les WWR ont un impact important sur les émissions opérationnelles, en raison des performances thermiques inférieures des vitrages par rapport aux murs. Ainsi, dans la plupart des cas, des WWR inférieurs à 40 pour cent sont recommandés. Cependant, en fonction des matériaux et des quantités utilisés dans les deux assemblages, les émissions intrinsèques du mur pourraient être nettement supérieures à celles des fenêtres, comme c'est le cas dans la plupart des systèmes de murs-rideaux. Dans de tels cas, un WWR inférieur ne correspond pas nécessairement à une diminution des émissions totales du cycle de vie.

Une compréhension globale de ces compromis nécessite une analyse complète du contexte spécifique, des objectifs du projet et des conditions locales, et constitue une condition préalable à la prise de décisions éclairées qui correspondent aux objectifs du projet. Trouver un équilibre entre les émissions de carbone intrinsèques et opérationnelles est un aspect crucial pour réaliser la plus grande valeur du bâtiment avec le moins d’impact environnemental.

Points clés à retenir

L'analyse a déterminé que, à mesure que les promoteurs prennent en compte l'impact carbone de leurs bâtiments, les stratégies souvent mises en avant pour la réduction des émissions de carbone (telles que les fenêtres à triple vitrage ou les stores extérieurs) doivent être soigneusement conçues pour optimiser le carbone total du cycle de vie. En particulier, les enseignements suivants, tirés des bâtiments spécifiques analysés, offrent des exemples de moyens de trouver le « point idéal » du carbone :

• Les analyses de carbone doivent prendre en compte à la fois le carbone opérationnel et le carbone incorporé pour un impact maximal. Comprendre les compromis opérationnels et intrinsèques en matière de carbone peut améliorer les performances des bâtiments et offrir le meilleur rapport qualité-prix.
• La quantité de vitrage sur la façade d'un bâtiment influence considérablement les émissions de carbone intrinsèques et opérationnelles. Il est crucial de planifier stratégiquement l’emplacement des zones vitrées afin de minimiser leur étendue et d’optimiser la conception pour de faibles émissions de carbone.
• Le triple vitrage doit être soigneusement évalué. Cela peut contribuer à davantage d’émissions intrinsèques qu’il n’en économise en émissions opérationnelles.
• L’augmentation de l’isolation des murs a tendance à ne faire qu’une légère différence sur les émissions totales de carbone lorsque l’on commence par les minimums du code standard.
• Des modules de murs-rideaux plus petits peuvent augmenter les émissions totales de carbone. Des modules plus grands peuvent réduire ces impacts.
• Les dispositifs d'ombrage peuvent augmenter les émissions totales de carbone mais réduire considérablement les charges de pointe. Lorsque vous utilisez un ombrage extérieur, il doit être conçu de manière stratégique pour optimiser la réduction des émissions opérationnelles tout en utilisant moins de matériaux.
• Comprendre l’impact des sources de carburant locales et de la politique de décarbonation est essentiel pour gérer les compromis en matière de carbone. Les trajectoires locales en matière de propreté du réseau et les règles de performance des bâtiments peuvent influencer de manière significative les émissions de carbone opérationnelles sur la durée de vie d'un bâtiment et affecter le montant qu'un développeur devrait investir dans le carbone incorporé pour réaliser des économies opérationnelles.
• Réduire l'impact carbone des matériaux en construisant pour la longévité, en choisissant des matériaux recyclables et en envisageant la réutilisation des bâtiments peut tirer le meilleur parti des économies de carbone opérationnelles d'un matériau. Un bâtiment flexible pour les utilisations futures et construit pour durer maximisera son investissement en carbone intrinsèque en augmentant la valeur du cycle de vie.

Lisez le rapport complet pour plus de détails !