مبارزه با تغییرات آب و هوایی: مطالعه کربن تجسم یافته

برای بیش از 20 سال، صنعت طراحی و ساخت و ساز ساختمان برای کاهش میزان مصرف انرژی ساختمان ها کار کرده است - این سهم اصلی ما در مبارزه با گرمایش جهانی بوده است.

ساختمان ها نزدیک به 40 درصد از انتشار کربن در جهان را تولید می کنند، بنابراین این بدون شک تلاش مهمی است و از طریق ترکیبی از استراتژی های طراحی غیرفعال (سایت ساختمان، دستگاه های سایه بان) و گزینه های مهندسی بهبود یافته برای بهره وری بیشتر آب و برق، صنعت به دستاوردهای بزرگی دست یافته است. بهبودها پروژه های جدید ما به طور متوسط ​​ردپای کربن بسیار کمتری نسبت به گذشته دارند.  

اما ساختمان‌ها در واقع از دو طریق انتشار کربن تولید می‌کنند، و بهبود کارایی عملیاتی تنها به یک بخش از این موضوع می‌پردازد - شاید حتی مهم‌ترین بخش را هم نداشته باشد.

انتشار کربن عملیاتی از مصرف انرژی ناشی می شود - یا انتشار مستقیم از تجهیزات و وسایل گاز طبیعی یا از برق استفاده شده توسط ساختمان که از منابع سوخت فسیلی تولید شده است (از نیروگاهی که با زغال سنگ یا گاز طبیعی کار می کند).  

از سوی دیگر، انتشار کربن مجسم شده از ساخت و ساز ساختمان ناشی می شود. این شامل کربن آزاد شده از طریق استخراج، ساخت و حمل و نقل مصالح ساختمانی و همچنین انتشار گازهای گلخانه ای که مستقیماً با فرآیند ساخت و ساز ساختمان مرتبط است (تجهیزات با سوخت فسیلی و برق پروژه) است. 

صنعت ما باید توجه خود را به کربن تجسم یافته معطوف کند، بدون اینکه تمرکز خود را بر کربن عملیاتی از دست بدهیم. چرا؟ دو دلیل: 

1. هر بار که ما ساختمانی می سازیم، امروز سیاره انبوهی از انتشار کربن جدید را متحمل می شود و این انتشارات را نمی توان با افزایش کارایی ساختمان یا از طریق عملیات خالص صفر کاهش داد. بر خلاف کربن عملیاتی، که به تدریج در طول عمر ساختمان رخ می دهد، انتشار کربن مجسم به یکباره ایجاد می شود و نمی توان از طریق ارتقاء بعدی سیستم های ساختمان کاهش داد. این افزایش انتشار گازهای گلخانه ای تلاش های ما برای دستیابی به اهداف مهم آب و هوایی سال 2030 را که در توافقنامه پاریس تعیین شده بود، تضعیف کرد.
2. Operational carbon emissions are beginning to shrink for all buildings as our electrical grids get cleaner. Our energy sector is rapidly undergoing a structural shift, and this trend will be magnified by the growing movement to “همه چیز را برقی کنید,” which includes eliminating natural gas and using increasingly clean electricity.

بنابراین، اگر کربن تجسم شده همیشه یک جزء بزرگ - اما نادیده گرفته شده - در تأثیر کلی انتشار کربن ساختمان ها بوده است، و اگر انتشار گازهای گلخانه ای عملیاتی از طریق بهبود شبکه برق ما شروع به کاهش می کند، پس صنعت ما باید فوراً تمرکز خود را بر روی اثرات کربن ساخت و ساز

اول، ما باید انتشار کربن تجسم شده هر پروژه را از طریق شیوه های ساخت و ساز متفکرانه و انتخاب دقیق مواد به حداقل برسانیم.

دوم، به‌جای پیش‌فرض در ساخت‌وسازهای جدید، باید برای تغییر کاربری و به‌روزرسانی ساختمان‌هایی که از قبل وجود دارند تلاش کنیم. مطالعات نشان می دهد که استفاده مجدد از یک ساختمان از 50 تا 75 درصد از انتشار کربنی که یک ساختمان جدید مشابه ایجاد می کند جلوگیری می کند. 

این یافته‌ها در مطالعه گذشته‌نگر اخیر SERA Architects درباره مدرن‌سازی پورتلند، نماد اورگان تأیید شد. ساختمان فدرال ادیت گرین وندل وایت (EGWW)، متعلق به انجمن خدمات عمومی (GSA). در ابتدا در سال 1974 ساخته شد، سیستم های مکانیکی، الکتریکی، داده ها، آتش نشانی و ایمنی جان EGWW قدیمی و فرسوده بودند.

پروژه نوسازی 139 میلیون دلاری EGWW بخشی از قانون بازیابی و سرمایه گذاری مجدد آمریکا در سال 2009 بود که شامل تعهد 5.5 میلیارد دلاری برای ایجاد زیرساخت ملی پایدارتر برای کاهش مصرف انرژی و آب و افزایش استفاده دولت فدرال از منابع انرژی پاک و تجدیدپذیر بود. .

پروژه LEED Platinum ساختار موجود را حفظ کرد و پایداری ساختمان را با ساختارها و ویژگی‌های مختلف از جمله سایبان 25,000 فوت مربعی، مخزن جمع‌آوری آب باران 170,000 گالن، فتوولتائیک به مساحت 13,000 فوت مربع، سیستم هوای خارجی اختصاصی بهینه کرد. 100 درصد هوای تازه را فراهم می کند و گرمای هوای خروجی و دستگاه های سایه بان نما را بازیابی می کند تا افزایش گرما را در ماه های تابستان به حداقل برساند. طراحی توسط معماران SERA و Cutler Anderson این ساختمان را به یک محیط اداری مدرن برای آژانس های فدرال تبدیل کرد.

مطالعه گذشته نگر EGWW انتشار کربن تجسم یافته از سناریوی واقعی استفاده مجدد از ساختمان را با ساخت یک ساختمان جدید قابل مقایسه مقایسه کرد. (تنها تفاوت بین EGWW مدرن شده و ساختمان جدید نظری افزایش ارتفاع از طبقه به طبقه برای نمایش بهتر هنجارهای ساختمانی با عملکرد بالا برای سال 2010 بود.) یافته ها نشان داد که با استفاده مجدد از پایه های بتنی و روبنای ساختمان اصلی EGWW ، 53 درصد از ساخت و سازهای جدید تجسم انتشار کربن اجتناب شد.

مطالعات نشان می دهد که استفاده مجدد از یک ساختمان از 50 تا 75 درصد از انتشار کربنی که یک ساختمان جدید مشابه ایجاد می کند جلوگیری می کند.

با استفاده مجدد و تطبیق یک ساختمان برای استفاده در آینده، انتشار گازهای گلخانه ای موجود از ساخت و ساز اولیه می تواند در سناریوی استفاده مجدد اعمال شود تا از انتشار کربن تجسم شده جلوگیری شود. فونداسیون ها و روبنای حفظ شده از انتشار کربن اولیه جلوگیری می کند full building demolition and construction of a new building. These avoided impacts represent a large portion of the building’s overall embodied carbon footprint, which is extremely important as we think about strategies to make buildings “net positive” for carbon emissions.

EGWW تنها یک ساختمان میانه قرن در یک شهر است، با این حال هزاران ساختمان از این قبیل در صدها شهر در سراسر ایالات متحده وجود دارد. این داده های ساختمان تجاری ملی را در نظر بگیرید پایگاه داده های بررسی مصرف انرژی ساختمان های تجاری اداره اطلاعات انرژی:

• ساختمان های بزرگتر از 50,000 فوت مربع (مانند EGWW) حدود 50 درصد از سهام ساختمان های تجاری در مساحت را تشکیل می دهند اما تنها 6 درصد از نظر تعداد ساختمان ها را تشکیل می دهند.
• سن متوسط ​​ساختمان های بزرگتر از 50,000 فوت مربع حدود 30 سال است (مشابه EGWW). 
• در ایالات متحده، ساختمان ها حدود 1/3 از کل گازهای گلخانه ای را منتشر می کنند.
• هسته های تجاری سنگین ساختمان های اداری شهرهای ایالات متحده حدود 50 درصد از کل گازهای گلخانه ای بخش ساختمان را منتشر می کنند. 

در مجموع، این آمار نشان می‌دهد که با مقاوم‌سازی حدود 350,000 ساختمان بزرگ در مقیاس بزرگ، ایالات متحده می‌تواند انتشار گازهای گلخانه‌ای خود را تا حدود 10 درصد کاهش دهد و هر بازسازی از 50 تا 75 درصد از انتشار کربن در سناریوهای جایگزینی ساختمان جلوگیری کند. صنعت ما و سیاست گذاران ما باید این فرصت را بشناسند و بازار را به سمت افزایش انواع استفاده مجدد از ساختمان های کم مصرف در دهه آینده سوق دهند.

از آنجایی که صنعت به درک بهتری از مصرف انرژی در ساختمان ها ادامه می دهد، نیاز به تلاش در محیط ساخته شده برای کاهش انتشار کربن تجسم شده باید در اولویت قرار گیرد.

استفاده مجدد و تطبیق یک ساختمان برای استفاده در آینده این پتانسیل را دارد که از 50 درصد یا بیشتر از انتشار کربن یک ساختمان جدید مشابه جلوگیری کند. در حالی که همچنان مهم است که به دنبال راه‌هایی برای کاهش انتشار کربن مجسم و عملیاتی ساختمان‌های جدید باشیم، سازگاری ساختمان باید قبل از تخریب ساختمان برای یک پروژه ساخت‌وساز جدید به‌طور کامل مورد توجه قرار گیرد. 

منبع: https://www.greenbiz.com/article/combating-climate-change-study-embodied-carbon