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最佳实践

材料问题

你选择的产品,你如何使用它们,以及你如何将它们组合在一起,都是实现“绿色”成果的重要因素

安在这里问:什么是最有效的结构?一个可能的答案是,它是用最少的材料包围最大体积的空间。在这种情况下,球形建筑将赢得比赛。

就像苹果的硅谷园区,也许:

来源:wired.com

我猜你们都在摇头,“不!然后大笑,对吧?这并不是苹果公司唯一一个荒谬的“可持续”建筑案例。一笑,看看这个.很有可能现在是空的——真是浪费。

我将更有针对性地重新提出我的问题:从碳的角度看,什么是最环保的结构?由于相当关注气候变化,我认为它是一种以最低的碳足迹容纳给定的一系列建筑功能的结构。足够的说吗?可能不会。

我讲过简单紧凑的形式的价值本系列的第三篇文章,所以你知道建筑几何是等式的一部分。但是有很多方法可以让你从这个角度出发——从你选择的结构体系开始。

结构和碳的时间值

我最讨厌的两种住宅结构体系:轻型钢框架和绝缘的具体形式(ICFS)。我承认每个人都有它的位置,但在我看来,他们应该是家庭建设者的最后一个手段 - 当没有其他材料会做的时候。

为什么?碳的时间值,在《建筑2030》的图表中可以看到:

来源:buildinggreen.com

在过去的几十年里,能源界一直专注于运行能源(以及,引申到排放)。它在很大程度上忽略了内蕴能源,认为它不太值得关注。然而,近年来,这种情况发生了变化。建筑运行效率的重大进步已经改变了这种平衡。当……

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23日评论

  1. 罗伯特。理||#1

    除了更有效地使用材料之外,另一个重要的方面是通常使用更少。这并不能引起一些人的共鸣,但是让建筑尽可能的小是很重要的。

    1. 安Edminster||#6

      毫无疑问,罗伯特!你在唱我的歌。

  2. 詹姆斯·杰夫||#2

    如果我的理解正确的话,一些建筑可以是正碳的,保护木材不腐烂,并在树木生长的过程中锁住碳。

    那么我们怎么知道什么时候加更多的木头比少加木头好呢?在结构中储存更多的碳有意义吗?或者至少不要担心过分夸大?

    1. 安Edminster||#7

      我无法想象一个过度框架是一件好事的情况。是的,它将为结构的寿命储存更多的碳,但它也会在结构的寿命上损害热性能 - 除非它仅在内墙中。但即使那么,没有 - 因为木材留在健康,可持续管理的森林中可能比被削减的树更具生产力。而且我只是不能在使用的情况下使用比我们所需要的更多信息是一种可持续的战略。

  3. 安东尼奥奥利弗||#3

    我对#2有相关的问题/评论,但来自不同的角度。在将木材与金属和混凝土如金属和混凝土等其他建筑材料比较时,考虑了制造和运输金属和混凝土的碳成本。我可以认为收获,运输和铣削木制品的碳成本是否相似?此外,如何处理从森林中移除生长树的含义,而不是让它继续在更长的寿命上储存更多的碳?如此巧合地抵消了评论#2,就像我所看到的那样,生长树中的碳储存总是有利于由树木构建的房屋中的碳储存,因为碳存储可以继续增加。这条思考的缺陷在哪里?

    1. 安Edminster||#8

      我同意你的观点,安东尼奥,同时我也充分认识到在木材和其他有机材料中储存碳的整个问题是极其复杂的。在“碳领导论坛”的“隐含碳网络”中有很多关于这个问题的讨论和工作。如果你对这个话题感兴趣,那么就值得加入!很多知识渊博的人做出了贡献。

  4. 泰勒Keniston||#4

    詹姆斯和安东尼奥,

    您揭示了这个主题的复杂性。人们必须进入跨学科和复杂的森林管理和林产品工业的世界。简而言之:这取决于具体情况。

    专家们在这些问题上存在一些分歧(或至少呼吁继续完善木结构的生命周期评估(LCA))。在森林管理、供应链效率和森林生态系统的其他压力(如野火)方面,从钢/混凝土建筑到大规模木材建筑的巨大转变将如何在规模上发挥作用,也存在不确定性。

    “生长树中的碳储存总是有利于树木内置的房屋中的碳储存,因为碳储存可以继续增加。”
    由于我上面所暗示的原因,这并不一定是正确的。这是关于森林系统管理,而不是关于任何一棵树。它也与能源生产和其他木制品经济交织在一起,因为木材废料经常被用来产生热量/动力和/或制造其他产品,如纸张。

    另一方面,我将厌倦“过度框架”的住宅结构,只是增加更多的木材质量。对于刚开始的人来说,碳排放的核算是不确定的,也许更重要的是,如果你要给建筑添加材料,它应该是有用途的材料。过度框架意味着它是多余的,可能剥夺其他材料的目的,(即降低你的热性能)。考虑木质纤维/纤维素绝缘?是的,这可能是有意义的碳。

    这里有一些有趣的资源,但这是一个值得从不同角度寻求的话题。观点一直在变化。
    https://www.sierraforestlegacy.org/Resources/Conservation/FireForestEcology/ThreatsForestHealth/Climate/CI-Ingerson-TWS2009.pdf
    https://www.invw.org/2020/05/04/scrutinizing-claims-that-high-rises-built-from-wood-fight-climate-change/
    https://www.fs.fed.us/rm/pubs_other/rmrs_2010_ryan_m002.pdf

    1. 詹姆斯·杰夫||#11

      谢谢。我已经看到了一些这样的内容并尝试着去追随它们,但是正如你所说的那样这是很复杂的,我认为这些生命周期分析是很重要的,希望随着时间的推移能够在GBA上听到更多关于它们的内容:)

  5. 安东尼奥奥利弗||#5

    为清楚起见,我想补充一下,我的担忧不是任何单树。我对“树”一词的用途是指必须收获的树木的质量,以支持基于木材的建筑。在最基本的层面上,我只想了解与木材核算的碳核算相比如何评估混凝土和钢的碳核算。专家是否考虑到所有无数的碎片及其复杂性,这种方式不会向一个材料倾斜或反对一种材料?我相信我遵循为什么蒙古斯的钢铁和混凝土 - 高层碳论。我正在寻求更好地了解的一个问题是了解如何理解,从砍伐砍伐树木(捕获碳活着的碳)。即使在一个良好的森林中,新种植的树似乎不太可能捕获尽可能多的碳,因为它取代了更成熟的树。FSC森林是否满足净零或净正碳捕获标准?

    1. 安Edminster||#9

      一般来说,任何材料或系统的lca都要考虑运输和加工过程中的排放。然而,正如泰勒的评论所反映的那样,很难一概而论。在最近的“碳正重启”(Carbon Positive RESET)论坛上,有一个非常出色的小组讨论了这个问题。研讨会由Architecture 2030主办。可能会有幻灯片或录音,如果有的话,我希望你们能复习一下。在宏观层面上,考虑到木材、钢材和混凝土,只有一种材料是可以增加的。因此,我们需要保护我们所有的资源(即,不超过必要的使用),充分利用它们的潜力,并确保对我们的可再生资源实行最可持续的管理制度——不仅仅是树木,还有它们生长的复杂的森林生态系统,它还提供许多其他的生态服务,对我们和其他物种都很重要。

      1. 安东尼奥奥利弗||#16

        安,一个人可以种更多的树。但钢铁和混凝土可以重复利用或回收。此外,钢材比混凝土更有可能被回收利用。然而,在我居住的地方,当地政府“鼓励”拆除建筑时产生的混凝土废料被分开处理,送到破碎设施进行回收。另一方面,钢铁在废物处理设施中被故意分离。是的,我意识到并不是所有的地方都优先进行分类和回收。有趣的是,建筑拆除后产生的木材被扔进了垃圾填埋场。我想知道,这是否正是因为“有可能增长更多”的缘故。

  6. 专家成员
    彼得·恩格尔||#10

    “我想要更好地理解的一个问题是,人们对砍伐树木(在树木活着的时候捕捉碳)造成的碳捕获损失有多了解。”
    安东尼奥,
    你似乎在假设只有两种选择:要么把树砍下来制造木制品,要么让它继续吸收碳。但事实上,我们的大多数树木现在都在管理森林中,所以离开树不是一个真正的选择——它将被砍伐。与采矿、制造和安装类似的混凝土或钢材替代品相比,衡量从森林中的一棵树到安装在你房子里的成品木材的碳成本似乎更合适。我们当然可以讨论这样一个事实,即一些碳被封存在木材中一段时间。即使是这样的分析也是非常复杂和充满假设的。我认为对人造木材收费是不公平的,因为这棵树可能会或可能不会持续不确定的时间。还有一些研究表明,每英亩幼树比成熟树能吸收更多的碳,所以情况变得更加复杂。

    1. 安东尼奥奥利弗||#15

      彼得,首先是关于小树吸收更多碳的观点,请参阅评论#13中建议的文章;我认为你的主张言过其实了。或者看看我的评论#14中引用的文章。
      对于你所说的“向人造木材收取额外碳封存‘失去机会’的费用是否公平”,我们将不得不持有不同意见。那是意见不同的问题。然而,如果大气净碳是优点的数字,那么我认为应该考虑额外的碳封存的机会成本。当(钢铁和混凝土的制造和加工)向大气中添加碳有一个惩罚时,(在木材的使用中)去除大量的碳封存系统怎么会没有一个惩罚呢?此外,在你的评估中,你误解了我的意思,我认为我们必须“要么砍伐树木来制造木材产品,要么让它继续吸收碳。”当然,我知道我们的目标是对木材和替代品进行明智的比较。事实上,在我最初的评论中,我试图澄清我的想法是“比较木材和其他建筑材料,如金属和混凝土。”事实上,正如你所说,“措施(ing)的碳成本从一棵树站在森林木材完成安装在你的房子,比等效为采矿、制造和安装类似的混凝土或钢替代”是完全一致的声明目标我最初的评论。

  7. 詹姆斯·杰夫||#12

    昨晚看了《大设计》(S15E2: Haringey),现在在Netflix上。看到英国建筑中大量使用砖石和混凝土,真是令人惊讶。我的意思是砌块墙,当然,但这一集展示了用于地板系统的预制混凝土梁。哦,我们还会用密实的混凝土块填充它们之间的空隙。然后我们在上面铺上水泥地板。和具体的灰泥。哦,还有混凝土屋顶瓦(为什么不呢!)对不同国家建筑文化的隐含碳负荷进行过比较吗?

  8. 泰勒Keniston||#13.

    我不确定科学在长期地提高森林碳方面的明确程度如何。我认为有很多因素进入它。正如彼得所建议的那样,有一些证据表明年轻的增长实际上以更快的速度汇集碳。
    https://masswoods.org/sites/masswoods.org/files/Forest-Carbon-web_1.pdf

    当然,实际情况要复杂得多。首先,森林土壤是一个巨大的碳库,所以如果收获剧烈和/或条件不利,土壤碳损失可能需要很长时间才能恢复。从最初收获的碳到实际上在任何一段时间内被隔离的碳(比如树枝、锯末、边角料等,尽管它们可能有电力或芯片市场)也有损失。
    此外,碳在整个生产过程中显然燃烧,因此需要偿还的初始赤字。(此时间赤字可能是强调不仅选择木材,而且选择更少的东西)。

    因此,尽管新生长的森林可能会更积极地封存,但从偿还赤字的意义上说,新生长的森林很可能会落后于老生长的对手。入侵植物物种也可以在某些地区取代新的削减,并降低隔离率。

    足以说,我们目前的木材管理实践可能不太可能最大限度地提高森林碳封存。但是,我们可能不必为了看到使用木材的好处,因为我们正在使用木材来代替其自身的碳罚款。它是一个“平衡”计算。不使用木材意味着泄漏到其他部门。

    的确,使用更多的木材(和更少的其他东西)来建设我们的基础设施应该与可持续林业管理的讨论密切相关。当这些材料组成一个生物群落时,这是可持续材料使用概念的一个lynch pin(什么不是呢?)

    1. 安东尼奥奥利弗||#14

      有趣的建议,泰勒(https://masswoods.org/sites/masswoods.org/files/Forest-Carbon-web_1.pdf),但根据这篇文章,一片森林达到其碳封存速率的峰值可能需要人类一生的时间。所以,在人类的时间尺度上,一个年轻的森林并不年轻。如上所述:

      “森林吸收碳的速率(或数量和速度)随着时间的推移而变化。在美国东北部,碳封存通常在森林年轻到中等年龄(大约30-70岁)时达到顶峰。”

      此外,
      “需要认识到的一件重要的事情是,森林实际上可能是扰动后立即产生碳的来源,因为树木的生长速度虽然很快,但无法抵消土壤中有机物分解造成的碳损失....。它
      一般需要10-15年才能有足够的森林生长来改变一个受干扰的地区
      从碳源到碳汇。“

      1. 泰勒Keniston||#17

        安东尼奥,
        我想我不确定你的观点是什么,但是你对木材生产的森林管理是唯一的,因为唯一的目标可能不会最大化森林碳封存(如上所述)。

        至于您的观点,更长的“作物”旋转对碳封存有益 - 更不用说许多其他生态功能。大多数情况下,如果不是全部,森林培训师都会理解这一点,并且如果他们选择,或者如果土地所有者选择的话,那么能够基于这个管理决定,或者如果土地所有者选择。该捕获是我们的经济学是否允许这种知识经常实际上练习。在缅因州至少,木材厂饥饿地用相当短的循环作物来激发。不是因为这种作物必然是每种群众或土地面积的最高值,而是因为这是保持市场漂浮所需的东西。

        这是一个有趣的问题(我认为你是):从生长中的森林中采伐木材所损失的碳封存潜力是否削弱了用上述木材替代钢铁和混凝土所带来的所谓好处?虽然答案显然是“视情况而定”,但我认为从数学上来说,答案是肯定的。“是”有多响亮取决于森林管理决策。如果你看到证据表明答案更有可能是“不”,我会很高兴看到它。
        (简单来说,数学看起来是这样的:砍伐木材造成的净碳封存损失+砍伐/生产过程的碳债务(通常)低于生产钢铁或混凝土以满足同等需求而累积的碳债务。)

        有足够的因素可以提示这种平衡。它似乎可以想象,钢铁理论上可以以这样的有效方式制作和再循环,以至于我们将更好地离开森林在很大程度上未切割。我们当然应该不断重新评估。

        其他关于森林管理的废话:
        一些民间觉得我们应该为“森林”和“木材展示”具有明显的管理实践。在许多方面/我们已经做的地方。这一论点是,“森林”可以主要用于碳,栖息地,娱乐等的东西,而木材立场可以/应该设法最大化产品价值并维持一个可行的市场(从而释放更多的林地那些其他好处)。

        我不确定它需要黑与白,它是可能的中间道路,一个允许一些砍伐“森林”,但考虑到碳,栖息地和娱乐。有些地区或许应该保持更原始的状态。其他地区也许应该管理最大的木材价值。其他领域可能介于两者之间。在这么大的规模下,如何进行最好的管理,这当然超出了我的薪酬级别。
        干杯

  9. 安东尼奥奥利弗||#18

    泰勒,如果你检查我最初的帖子,你会发现我与其说是在表达观点,不如说是在提出问题。我之所以提出这些问题,是因为人们强烈主张木材比替代品更受欢迎。我的目的是了解这些断言中聚集了哪些组成因素。我甚至对这个社区提出了质疑,指出了我的推理中存在的缺陷。说了这么多,我对我的问题得到的回答有点吃惊。我认为强有力的断言应该是强有力的证据的暗示。我相信你会同意下面的陈述来回答你从17号评论中提出的问题(是否支持森林木材比钢铁和/或混凝土更有利)是一个强有力的断言:“……这要视情况而定,但我认为从数学上来说,答案是肯定的。”因此,作为提问者,我有些惊讶于我被要求提供证据来反驳这个断言,尽管我没有被指向支持的证据。

    虽然没有教育林业科学,但我是一位科学家通过培训。当我听到大胆和广泛的断言时,我就会提出问题。我认为我们认为我们对这个星球的行为的行为是对大气和环境的影响,应该准备备份我们的断言,而不是进一步的断言。是碳封存和比较来自较年轻树的碳捕获从更多成熟树立的碳捕获架的复杂吗?我会觉得是的,绝对!然而,也是每个其他组件都进入了一个材料的益处。

    我将与两个相对容易的问题结合起来:
    (1)像你在评论#17中提到的“短周期作物”,从种植到收获的周期是多长?如果答案不会显著超过30-70年,根据13号评论的建议,我将重新考虑关于年轻森林比成熟森林更能吸收碳的论点。

    对于你17号评论的最后一段,我不认为这是“非黑即白”的。请看看我的评论#15,这样我就不用重复了。

  10. 泰勒Keniston||#19

    安东尼奥,
    如果语气不太友好,我道歉。
    严谨的健康质疑和要求很大,但请记住这不是一个科学期刊审查中心。

    在这一点上,我感到有点磨碎了自己。
    >“作为提问者,我有点吃惊,我被要求提供证据来反驳这个断言,尽管我没有被指向支持的证据。”

    我建议你寻求的是你的手指提示,并在你面前放置了指南。

    我们只是在分享想法。你的问题很好,但从我的角度来看,同样的问题被反复地提出,却没有明显地试图进一步研究“答案”的复杂性。因此,看起来你要么是在试图提出一个观点,要么是在磨斧头。这可能不是你的意图,但这是我的感觉。

    如果您阅读所提供的所有链接,并且使用它们(以及每个人的帖子的身体内容)作为您自己调查的跳板,我认为您会发现您寻求的内容。我的挑战为提供“证据相反”是一种真正的尝试,看看另一个批判性思想者可以挖掘和带向桌子的挑战。

    我试图通过进一步的背景来回答你的问题。最终,你要找的是科学文献。我再重复一遍,“这是一个值得从不同角度寻求的话题。”不管怎样,我不是护林员。我接受的教育是环境科学家。我有小规模选择性木材采伐的实践经验,我的职业道路是土地管理/管理。

    我很确定我没有最适合直接而简洁地回答你的问题的“唯一”文献。我认为我提供的几个链接有点接近。我在说“响亮的是”时所选择的语言显然与所有“视情况而定”的陈述不一致,但它来源于这样一个事实:如果你研究这个主题,似乎有一个相当广泛的共识。

    如果它尚未熟悉,我确实相信如果林业管理方面平均改善了木材,我们可以使这些等式更有利。此外,由于我们没有这些测量工具,因此没有准确的实际测量碳LCA的木材产品。这是理论和计算。因此,总会有一点歧义。这里的“大胆断言”是基于目前科学协商一致的原因。

    我可能应该在这里说的是:
    我无法提供(在我希望在这里奉献的时间内)所需的科学证据来适当支持这样一个大胆的声明,即“木材比钢筋和混凝土的具体二氧化碳含量更低”。我读过很多论文/文章,它们都认为这是正确的,并解释了基本原理,给出了一些基本的计算。但为了提供所需的细节,以抵御严格的审查,我没有能力做到这一点。

    这里有一些更多的链接,至少可以概括出关于木材的观点:
    https://blogs.umass.edu/natsci397a-eross/what-building-material-wood-steel-concrete-has-the-smallest-overall-environment-impact/
    https://awc.org/pdf/greenbuilding/life_cycle_analysis.pdf
    https://www.awc.org/pdf/education/gb/ReThinkMag-GB500A-EvaluatingCarbonFootprint-1810.pdf

  11. 安东尼奥奥利弗||#20

    泰勒,我当然没有斧头在这里研磨。如果出现这种方式,我向您和其他读者提供道歉。我不是互联网巨魔的粉丝。由于似乎我可能被误认为是一个,我将结束我的帖子。

    我也会承认,我至少有一个“信念”,即混凝土建筑比木质建筑的碳强度更高。但是,老实说,我无法用任何数字来解释为什么我应该相信这一点。也许你是对的,我对这个论坛的严格要求可能很高,但这些期望是基于多年来阅读了许多权威读者在GBA上的评论。我会接受你的建议,多做一些独立的阅读;我不回避独立学习。例如,我读了评论#13中的建议文章(尽管我的印象似乎与海报的意图有所不同)。谢谢你的谈话。

    1. 泰勒Keniston||#22

      为了它的价值,我认为你没有拖息。我宁愿欣赏你对此事的深刻思考。我只是坚持不懈地专注于最大化森林C封存,因为如果我们这样做,那么如果我们这样做,较大的方程将比管理一些木材的管理更加有利。我从Get-Go的意图是建议最大化森林C是等式的一部分。而且,可能是我们可以调整(改善)的一部分,而继续生产木材。
      我对13号评论中的链接表示歉意,可能会让人误入歧途。那篇文章并不是为了回答你所提出的问题。这本书的目的是作为森林碳循环的入门读物。30-70岁对于一片森林来说是年轻的,不管对于一个人来说是否年轻。如果森林不受影响,(除了火灾等自然干扰),显然会导致更古老的森林。还请注意,其他关于森林碳循环的出版物采取的方法略有不同,对该文件得出的结论也略有不同。可以肯定的是,我认为科学是一项不断进步的工作。

      在大局中,我们当然应该问自己不受同居机的经济增长(至少)和/或远离钢/混凝土朝向木材建造的商业结构的大规模过渡将为可持续森林管理的前景。碳方程是否会仍然平衡?老实说,我不知道。当考虑其他生态健康指标时,森林可以提供什么限制和阈值。

      我认为“木材更好”的概念,虽然过于简化,但在这个时间点上,当一个人的范围是住宅建筑时,可能就足够了。
      尊重

  12. GBA编辑器
    彼得杨梅斯||#21

    哇 - 这里很棒的交换。

    我认为有趣的是,在我们讨论木材/树木的碳封存时,没有提到目前西部的野火情况。上周末,在一次清晨散步时,我想起了这些火灾,冉冉升起的太阳在天空中像一个闪闪发光的粉橙色球——因为西部的浓烟刚刚到达佛蒙特州……

    我们需要管理所有类型的木材碳储存:在被采伐的森林中,在森林茂密的州和联邦土地上,以及在我们的森林-城市交界处,以保持碳封存……

    皮特

  13. Karins57||#23

    作为一个极简主义者,我总是主张更小的建筑和更少的材料。我很惊讶,这突然被市场称为“高级框架”。我一直不明白你为什么要用多余的木头。然而,我很高兴看到这种方法获得了势头。

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