加拿大一个非盈利组织提出了一种新的衡量建筑行业温室气体排放量的标准，该组织认为，仅考虑能源效率是不够的。该组织倡导可持续建筑。

气候行动的建设者，安大略奋进中心建筑学校的一个分支，之前发表的工作强调了测量建筑产品中隐含碳的重要性，如保温材料和壁板。该组织表示，选择含碳量低的建筑材料(现在称之为“材料碳排放”，简称MCE)，可能比只关注能源效率或“操作碳排放”(简称OCE)对气候变化产生更深远的影响。

最新报告(EnerCan)加拿大承诺在不到十年的时间里，将温室气体排放量在2005年的基础上减少40%到45%，并在本世纪中叶实现全面碳中和。但是，仅仅关注能源效率——供暖和制冷建筑产生的温室气体排放——是不够的。原因在于，目前的标准首先忽略了制造建筑产品所产生的碳的重大影响，而且没有考虑到发电厂排放的温室气体。

该研究称:“目前的监管框架只涉及能源效率，忽视了MCE和燃料源排放。”“如果能源效率仍然是唯一的衡量标准，加拿大将无法帮助住宅建筑行业真正实现净零碳。”

考虑到这一点，该组织提出了一个名为“碳使用强度”的新指标，该指标将综合考虑运营碳、隐含碳和当地电网的碳强度的影响。该组织的新报告称，如果没有这种更广泛的方法，加拿大的碳中和进程将停滞不前。

研究着眼于三种住房类型

研究人员在五个加拿大城市的三种典型房屋类型(平房、两层房屋和联排房屋末端单元)中观察了隐含碳和操作碳的影响。他们研究了加拿大五层建筑法规中排名前三的全电动家庭。

根据模型中使用的建筑材料中隐含的碳量，总碳的范围从每平方米758公斤到低至-84公斤C0₂/ m²(碳储存而不是碳排放)。在不改变房屋设计或性能的情况下，碳排放可以减少，低碳材料的成本不一定比高碳材料高。隔热层、外部包层和混凝土对结果的影响最大。

可操作碳的水平取决于当地电力来源的碳强度，而这一水平因城市而异。例如，温哥华、多伦多和Québec都有相对低碳的电网，而哈利法克斯和阿尔伯特王子则没有。

具有讽刺意味的是，研究发现，按照更严格的能源标准建造的房屋可能会产生更高水平的材料碳排放，主要是因为它们通常有更多的隔热材料。例如，用大量的碳闭孔聚氨酯泡沫塑料做更厚的隔热层，意味着建筑中会有更多的整体碳。

碳排放量可能增加93公斤₂/ m²研究称，随着能源效率的提高，当使用高碳含量的材料时。作者说，这“提出了一个警告，即追求能源效率而不考虑物质排放可能导致总体排放急剧增加。”

简而言之，至少在国家建筑规范的较高层中，材料碳排放比操作碳排放更重要。

成本如何?

报告称，对碳影响最大的两种材料是绝缘材料和外部包层材料，但这些材料中的隐含碳与它们的成本之间“没有直接关联”。

研究人员说:“在某些情况下，具有最佳MCE的材料成本较低，而具有最差MCE的材料成本最高。”“有时情况正好相反。”

在墙腔保温的情况下，秸秆包的储碳潜力最大，成本最低(给定面积的R-10保温，分别为-128 kg碳和49.11美元)。其他低碳选择包括大麻凝土、木纤维棉絮、纤维素棉絮和高密度纤维素。然而，大麻混凝土和木纤维棉絮也比其他选择贵得多。同样，进口木纤维板绝缘材料在同类产品中含碳量最低，但成本几乎是含石墨的EPS泡沫材料的四倍。

报告称，仅从材料角度来看，闭孔喷涂聚氨酯泡沫塑料价格便宜(10.66美元)，但其隐含碳含量最高(232公斤)。考虑到安装的因素，喷涂聚氨酯泡沫是最昂贵的绝缘选择之一。

至于包层，未完成的云杉枞具有非常低的隐含碳含量，但比灰泥和钢板贵得多。另一方面，砖是碳重的，也是研究人员所研究的最昂贵的覆层。

报告说:“这项研究指出了MCE的重大排放影响，但它也指出了一个解决方案，证明了在MCE净影响为零的情况下建造新住宅的可行性。”可获得的最佳材料广泛可用，并完全符合规范，使用它们的房屋的平均材料碳排放为负碳。

报告继续说:“这些结果非常令人鼓舞。利用现有的材料、设计和规范方案，很难找到一个可行的途径来将主要的温室气体源减少到零。然而，这些结果清楚地表明，在建造符合规范、节能、使用广泛可用的产品的新住宅的同时，材料碳排放净为零是可能的。”

说明碳使用强度

报告说，虽然国家建筑法规已经制定了通过改进机械系统和建筑围护结构来降低建筑能耗的方法，但燃料源排放和材料碳排放需要更多关注。这就是碳使用强度的由来。

作者说:“这项研究的主要建议是考虑采用一种统一的指标来衡量和管理住宅建筑行业的排放，将所有三个排放因素合并成一个单一的指标:碳使用强度(CUI)。”“目前的监管框架只涉及能源效率，忽视了MCE和燃料源排放。”

采用这种核算方法可以更准确地测量建筑物的温室气体排放，并允许“以适合地区的方式”实现碳排放目标。例如，在有清洁电力的地方，改善CUI的重点将放在材料碳排放上。在碳价格较高的地区，可以通过努力降低材料碳和操作碳来减少CUI。

作者说:“在全国的任何地方，设计师和建筑商都可以响应任何国家、省或地区的CUI法规，同时追求尽可能灵活地满足客户和气候需求的CUI战略。”

展望代码采用

在加拿大，国家建筑法规每五年更新一次，奋进中心的项目、研究和政策主任，报告的主要作者Chris Magwood说。他说，一些省份使用国家建筑规范，另一些则将其纳入省级法规。不列颠哥伦比亚省是第一个实行新五步法的省份，一些省级城市已经强制实施了第三步，同时为使用第四步和第五步提供了奖励。马格伍德说，到2030年，整个国家都将进入第5步。

“这份报告是受加拿大自然资源部委托编写的，他们负责监管加拿大的能源效率项目，”Magwood在一封电子邮件中说。“他们对CUI很感兴趣，我认为他们是在用这份报告试水。”

他继续说:“NRCan对将这一技术带入项目有浓厚的兴趣。联邦政府的新气候命令给所有部门施加了很大压力，要求国家履行2040年的承诺。但我不知道这一切是如何运作的，也不知道它会去哪里!”

当被问及住宅建筑行业对这一建议有何反应时，Magwood表示，加拿大住宅建筑商协会(Canadian Homebuilders Association)要求他在今年秋天提交该报告的调查结果。

他说:“从开发商和建筑商的角度来看，比起昂贵的节能措施带来的回报不断下降，廉价的材料交换似乎更容易对气候产生更大的影响，尤其是在电网清洁的省份。”

代表美国住宅建筑商的行业组织全美住宅建筑商协会(National Association of Homebuilders)通过电子邮件联系了该协会，该协会说，它对隐含碳没有立场，无法对该提议置评。

美国主要的代码编写机构国际代码委员会(ICC)又如何呢?它的国际住宅法规(IRC)和国际节能法规(IECC)，每三年更新一次，是该国大多数州法规的基础。

国际商会负责创新的副总裁瑞安·科尔克(Ryan Colker)表示，该组织认识到，有必要解决与运营能源使用和隐含碳相关的温室气体排放问题。但科尔克并没有表示国际刑事法庭正在考虑加拿大的提议。

“虽然挑战相对简单，”他在一封电子邮件中说，“但解决方案很复杂。毕竟，建筑和用于建造它们的材料通常必须满足多个性能目标，包括耐久性、防火安全、结构完整性和可持续性。设计师、业主和建筑监管机构需要这些工具来有效衡量这些性能要求和不同材料选择的特点，以确定最优的解决方案。”

他接着说:“例如，如果一种特定材料的隐含碳含量低，但不是特别耐用，那么它可能需要比另一种隐含碳含量高的材料更频繁地更换。测量材料的隐含碳和其他重要属性的一致方法，以及作为一个整体的建筑，需要做出明智的决定。”

科尔克说，国际刑事法庭将“继续探索这一领域”。他还指出，日益严格的法规在降低运营能源使用方面取得了进展——自2006年以来，IECC的能源效率提高了40%。

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斯科特·吉布森是《绿色建筑顾问》的特约撰稿人良好的住宅建筑杂志。