碳的最佳平衡点
新建筑中隐含碳和运营碳的设计权衡
随着对脱碳的日益重视，建筑业主和开发商在试图平衡成本和价值并实现社会和企业层面的碳减排目标时面临着无数选择。建筑行业的排放主要分为“运营”碳排放和“体现”碳排放；两者合计占全球排放到大气中的二氧化碳的近 40%。
本报告对不同地理和监管背景下的建筑物进行了三种假设分析：伦敦、纽约和新加坡。这些例子说明了房地产决策者在追求减少体现碳排放和运营碳排放（统称为生命周期排放）时如何权衡利弊并把握机遇。
在与建筑围护结构相关的决策中，这种权衡尤为明显。建筑围护结构组件使用寿命长，使用寿命通常超过 25 年，并且是所有建筑系统中最昂贵的。它们还对建筑物整个使用寿命内的运营碳排放和能源消耗产生巨大影响，既能调节供暖和制冷负荷，又能实现效率和电气化所需的先进机械系统。
根据三个项目的分析结果以及与领先开发商和行业专家的讨论，该报告强调了影响建筑外观的关键设计决策，并提供了考虑建筑投资整个生命周期内的总碳排放的框架。最终，它提出了一个过程，通过这个过程，决策者可以确定建筑物整个生命周期的碳“最佳点”。
三座建筑，三种背景
本报告研究的三座建筑物让我们得以一窥各种建筑设计决策、气候背景、电网碳强度和使用类型。
- 位于伦敦哈克尼区的 One Crown Place 被选中用于探索玻璃面积和墙体隔热对气候温和的住宅建筑的影响，而该地区用于供暖和制冷的电力碳排放量已经很低。
- 纽约市范德比尔特一号办公大楼为我们提供了一个机会，让我们能够检验铝制框架面积和双层或三层玻璃在冬季适度寒冷、夏季炎热的气候条件下，以及高碳强度电网（预计会迅速脱碳）的效果。
- 18 Robinson 大厦是一座多功能高层建筑，位于新加坡炎热的赤道气候区。它为研究在寒冷气候下固定遮阳元件的生命周期碳影响奠定了基础，在寒冷气候下，建筑材料通常来自很远的地方。
对伦敦 One Crown Place 项目进行假设分析的示例。
权衡示例
这些权衡的一些例子包括：
- 热性能与隐含碳： 提高运营方面（加热、冷却、照明）的能源效率有时需要使用更多的材料，或隐含碳含量更高的材料。例如，增加墙壁或屋顶的隔热层厚度可能会产生更高的预先体现的碳足迹，但由于能源效率效益，可能会在建筑物的生命周期内产生更低的净碳排放量。遵守当地法规或建筑性能标准（这些标准可能对能源效率或运营碳排放设定要求）也是该决定的因素。
- 技术进步： 投资先进的节能技术，如三层或四层玻璃窗，可以减少运营碳排放。但额外的玻璃层需要更多的材料，从而导致更高的碳足迹。较新的或独特的技术可能还涉及碳排放量较高的制造工艺，或者当地无法获得，从而增加与运输相关的碳成本。
- 低碳材料选择： 在设计高性能建筑围护结构时，选择产品阶段排放量较低（A1 至 A3）或使用寿命较长的材料将减少隐含碳投资与运营碳节约之间的权衡。有时，这些材料的选择可能会增加预付成本或涉及传统设计/建造流程的改变；但是，通常有成本可比的选择，并且建筑师和总承包商通常能够通过适当的规划将这些材料结合起来。
- 翻新和改造： 重新使用现有结构可以显著减少隐含碳，因为可以避免与混凝土和钢材等建筑结构部件相关的隐含碳。然而，翻新旧建筑可能需要投资新的、更高效的供暖、通风和空调（HVAC）系统和结构升级，以延长资产的使用寿命并满足规范和运营能源要求。
- 窗墙比： 众所周知，由于与墙壁组件相比，玻璃组件的热性能较低，因此 WWR 对运行排放有很大影响。因此，大多数情况下建议 WWR 低于 40%。然而，根据两个组件的材料和数量，墙壁的隐含排放量可能明显高于窗户的隐含排放量，大多数幕墙系统都是如此。在这种情况下，较低的 WWR 并不一定意味着较低的总生命周期排放量。
全面理解这些权衡需要对具体背景、项目目标和当地情况进行综合分析，并且是做出符合项目目标的明智决策的先决条件。在体现碳排放和运营碳排放之间取得平衡是实现最大建筑价值和最小环境影响的关键方面。
关键要点
分析表明，当开发商考虑其建筑的碳影响时，必须精心设计经常强调的碳减排策略（例如三层玻璃窗或外部遮阳帘），以优化整个生命周期的碳排放。具体来说，从所分析的具体建筑物中收集到的以下经验教训提供了寻找碳“最佳点”的方法的示例：
- 碳分析应该同时考虑运营碳和隐含碳，以最大限度地发挥其影响。了解运营和体现碳的权衡可以提高建筑性能并提供最佳的价值成本比。
- 建筑物立面的玻璃数量对体现的碳排放和运营碳排放都有显著的影响。战略性地规划玻璃区域的布局以尽量减少其范围并优化低碳排放设计至关重要。
- 应仔细评估三层玻璃。它造成的隐含排放量可能比其节省的运营排放量还要多。
- 当从标准规范最低限度开始时，增加墙体隔热往往只会对总碳排放量产生适度的影响。
- 较小的幕墙模块宽度会增加总碳排放量。更大的模块可以减少这些影响。
- 遮阳装置可能会增加总碳排放量，但会显著减少峰值负荷。使用外部遮阳时，应进行战略性设计，以在使用更少材料的同时优化减少运营排放。
- 了解当地燃料来源和脱碳政策的影响是实现碳权衡的关键。电网清洁度和建筑性能规则的局部轨迹会显著影响建筑物使用寿命内的运营碳排放，并影响开发商应在隐含碳上投资多少才能实现运营节约。
- 通过建造使用寿命长的建筑物、选择可回收材料以及考虑建筑物再利用来减少材料的碳影响，可以最大限度地发挥材料的运营碳节省作用。能够灵活适应未来用途且经久耐用的建筑将通过提高生命周期价值来最大化其在碳排放方面的投资。
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报告摘要：随着对脱碳的日益重视，建筑业主和开发商在试图平衡成本和价值并实现社会和企业层面的碳减排目标时面临着无数选择。建筑行业的排放主要分为“运营”碳排放和“体现”碳排放；两者合计占全球排放到大气中的二氧化碳的近 40%。
本报告对不同地理和监管背景下的建筑物进行了三种假设分析：伦敦、纽约和新加坡。这些例子说明了房地产决策者在追求减少体现碳排放和运营碳排放（统称为生命周期排放）时如何权衡利弊并把握机遇。
在与建筑围护结构相关的决策中，这种权衡尤为明显。建筑围护结构组件使用寿命长，使用寿命通常超过 25 年，并且是所有建筑系统中最昂贵的。它们还对建筑物整个使用寿命内的运营碳排放和能源消耗产生巨大影响，既能调节供暖和制冷负荷，又能实现效率和电气化所需的先进机械系统。
根据三个项目的分析结果以及与领先开发商和行业专家的讨论，该报告强调了影响建筑外观的关键设计决策，并提供了考虑建筑投资整个生命周期内的总碳排放的框架。最终，它提出了一个过程，通过这个过程，决策者可以确定建筑物整个生命周期的碳“最佳点”。
三座建筑，三种背景
本报告研究的三座建筑物让我们得以一窥各种建筑设计决策、气候背景、电网碳强度和使用类型。
- 位于伦敦哈克尼区的 One Crown Place 被选中用于探索玻璃面积和墙体隔热对气候温和的住宅建筑的影响，而该地区用于供暖和制冷的电力碳排放量已经很低。
- 纽约市范德比尔特一号办公大楼为我们提供了一个机会，让我们能够检验铝制框架面积和双层或三层玻璃在冬季适度寒冷、夏季炎热的气候条件下，以及高碳强度电网（预计会迅速脱碳）的效果。
- 18 Robinson 大厦是一座多功能高层建筑，位于新加坡炎热的赤道气候区。它为研究在寒冷气候下固定遮阳元件的生命周期碳影响奠定了基础，在寒冷气候下，建筑材料通常来自很远的地方。
对伦敦 One Crown Place 项目进行假设分析的示例。
权衡示例
这些权衡的一些例子包括：
- 热性能与隐含碳： 提高运营方面（加热、冷却、照明）的能源效率有时需要使用更多的材料，或隐含碳含量更高的材料。例如，增加墙壁或屋顶的隔热层厚度可能会产生更高的预先体现的碳足迹，但由于能源效率效益，可能会在建筑物的生命周期内产生更低的净碳排放量。遵守当地法规或建筑性能标准（这些标准可能对能源效率或运营碳排放设定要求）也是该决定的因素。
- 技术进步： 投资先进的节能技术，如三层或四层玻璃窗，可以减少运营碳排放。但额外的玻璃层需要更多的材料，从而导致更高的碳足迹。较新的或独特的技术可能还涉及碳排放量较高的制造工艺，或者当地无法获得，从而增加与运输相关的碳成本。
- 低碳材料选择： 在设计高性能建筑围护结构时，选择产品阶段排放量较低（A1 至 A3）或使用寿命较长的材料将减少隐含碳投资与运营碳节约之间的权衡。有时，这些材料的选择可能会增加预付成本或涉及传统设计/建造流程的改变；但是，通常有成本可比的选择，并且建筑师和总承包商通常能够通过适当的规划将这些材料结合起来。
- 翻新和改造： 重新使用现有结构可以显著减少隐含碳，因为可以避免与混凝土和钢材等建筑结构部件相关的隐含碳。然而，翻新旧建筑可能需要投资新的、更高效的供暖、通风和空调（HVAC）系统和结构升级，以延长资产的使用寿命并满足规范和运营能源要求。
- 窗墙比： 众所周知，由于与墙壁组件相比，玻璃组件的热性能较低，因此 WWR 对运行排放有很大影响。因此，大多数情况下建议 WWR 低于 40%。然而，根据两个组件的材料和数量，墙壁的隐含排放量可能明显高于窗户的隐含排放量，大多数幕墙系统都是如此。在这种情况下，较低的 WWR 并不一定意味着较低的总生命周期排放量。
全面理解这些权衡需要对具体背景、项目目标和当地情况进行综合分析，并且是做出符合项目目标的明智决策的先决条件。在体现碳排放和运营碳排放之间取得平衡是实现最大建筑价值和最小环境影响的关键方面。
关键要点
分析表明，当开发商考虑其建筑的碳影响时，必须精心设计经常强调的碳减排策略（例如三层玻璃窗或外部遮阳帘），以优化整个生命周期的碳排放。具体来说，从所分析的具体建筑物中收集到的以下经验教训提供了寻找碳“最佳点”的方法的示例：
- 碳分析应该同时考虑运营碳和隐含碳，以最大限度地发挥其影响。了解运营和体现碳的权衡可以提高建筑性能并提供最佳的价值成本比。
- 建筑物立面的玻璃数量对体现的碳排放和运营碳排放都有显著的影响。战略性地规划玻璃区域的布局以尽量减少其范围并优化低碳排放设计至关重要。
- 应仔细评估三层玻璃。它造成的隐含排放量可能比其节省的运营排放量还要多。
- 当从标准规范最低限度开始时，增加墙体隔热往往只会对总碳排放量产生适度的影响。
- 较小的幕墙模块宽度会增加总碳排放量。更大的模块可以减少这些影响。
- 遮阳装置可能会增加总碳排放量，但会显著减少峰值负荷。使用外部遮阳时，应进行战略性设计，以在使用更少材料的同时优化减少运营排放。
- 了解当地燃料来源和脱碳政策的影响是实现碳权衡的关键。电网清洁度和建筑性能规则的局部轨迹会显著影响建筑物使用寿命内的运营碳排放，并影响开发商应在隐含碳上投资多少才能实现运营节约。
- 通过建造使用寿命长的建筑物、选择可回收材料以及考虑建筑物再利用来减少材料的碳影响，可以最大限度地发挥材料的运营碳节省作用。能够灵活适应未来用途且经久耐用的建筑将通过提高生命周期价值来最大化其在碳排放方面的投资。
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