什么是“生物基”建筑?它如何帮助城市实现净零排放?

An artist's image Stockholm Wood City to be constructed from bio-based materials
Stockholm Wood City is to be constructed from bio-based materialsImage: Atrium Ljungberg / Henning Larsen
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  • 到2050年,预计全球超过一半的人口将居住在城市,并需要住房。

  • 这不仅对建筑行业是好消息,对环境也可能是好消息。

  • 即使只有一小部分此类建筑采用可持续的生物基材料建造,也可大幅减少碳排放、提升碳储存能力,助力我们实现净零排放。

目前全球半数以上人口居住在城市,预计到2050年这一比例将升至 70%。所有这些人都需要一个可供居住和工作的地方,以及支持他们和家人的基础设施。

这不仅对建筑行业是好消息,对环境也可能是好消息。如果只有一小部分此类建筑采用可持续的生物基材料建造,就可大幅减少碳排放、提升碳储存能力,助力我们实现净零排放。生物基材料是指有意利用源自生物体的物质制成的材料,例如源自树木的木材。

生物基建筑已日益受到青睐

大自然已在助力我们建设城市。生物基建筑正受到率先采用者的青睐,这些人希望确保建筑对环境的影响降至最低。人们期望,这些概念验证性建筑能够推动生物材料得到广泛应用。

这座高96米、即将成为非洲最高木结构建筑的 Burj Zanzibar 将于富姆巴镇动工建设。该项目将森林引入城市,建筑将采用本地采购的胶合层压木柱和正交胶合木(CLT)板材建造,带动农村和城市地区的本地就业。高端Burj公寓的销售收入将用于资助周边低层经济适用房项目,该项目位于富姆巴镇,同样采用可持续木材并遵循相同原则。其设计可调节室内气候,减少对高耗电空调的依赖。

桑给巴尔塔将成为非洲首座木质高层建筑
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在全球北方国家,各方也在持续推动可持续大体量木材成为首选建筑材料。相关方案已公布,拟建成或将成为全球最大的木质城市。“斯德哥尔摩木城”(Stockholm Wood City)将建于瑞典首都南部的锡克拉地区。该场地面积为25万平方米,建设将于2025年启动,建成后将包括2000套住宅、7000间办公室以及餐厅和商店。该木城在设计中还融入了绿色屋顶等自然元素。

斯德哥尔摩正在用木材建造一个完整的社区
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借助自然之力

气候智慧型森林 为城市扩张问题提供了卓越的解决方案:通过植树补种,木材供应可持续补充,树木生长过程中会从大气中固定或吸收碳。这些碳随后被储存 在树木、林地植物残体和土壤之中,形成巨大的碳汇。林木材料即便被加工成其他物品,例如建筑框架或橱柜,仍会继续储存碳。作为循环经济的一部分:当该建筑或橱柜达到使用寿命时,其生物材料可再次利用,例如制成栅栏,从而持续锁住其中的碳。

目前,建筑行业约占全球能源及工业过程相关二氧化碳排放的39%。若新城区能够储碳而非排碳,它们将成为遏制气候变化、减少洪水等气候灾害的关键。预计一座典型钢筋混凝土建筑将产生2000公吨二氧化碳排放,而同等规模的大体量木结构建筑可在碳储存量上与之相当。

此外,虽然木材是突出的可持续碳储存材料,但其他选择也在涌现。藻类应用于Algae Building Technology(ABT)技术,通过创新外墙为建筑供暖;真菌被用于菌丝体复合建筑材料,用于可持续保温、板材、地板和家具;以及大麻则被加工成砖块。尽管这些材料要进入大众市场,仍需进一步研发,但其潜力巨大。

生物基材料的益处不仅限于实现净零排放

扩大生物基建筑材料的使用,不仅有利于环境,还能促进地方经济、创造就业、保护生物多样性并推动植树造林。气候智慧型森林经济计划(Climate Smart Forest Economy Program)(CSFEP)是一项全球性倡议,旨在提供并传播关于如何利用森林及林产品造福气候、支持当地社区经济和社会需求的知识。其支持的众多项目之一位于肯尼亚。建筑、工程与施工企业BuildX正与CSFEP合作,在肯尼亚、坦桑尼亚和乌干达推广本地可持续大体量木材的使用,发展区域价值链,并扩大可持续森林管理规模。BuildX的“城市脱碳生活模式”(MODUL)是一种正交胶合木平板装配式城市住房体系。该体系专注于中低收入住房,旨在大规模提供经济适用、可持续的住房。

推动大众市场转向生物基建筑

尽管生物基材料潜力巨大,但在广泛应用的道路上仍存在若干障碍。要说服开发商、建筑师、工程师、投资者、保险公司、政府和政策制定者等利益相关方在建筑中采用天然材料,是一项重大挑战,而且需求端普遍存在诸多误解。Built by Nature(BbN)则着手应对这一挑战,并发布了《破除木材误区》手册。BbN是一个网络组织兼资助基金,致力于打造建筑与自然协调共生的未来。其使命是提高市场对大体量木材和生物基材料的需求,并消除市场规模化推广的障碍。关于生物基材料在建筑中的应用,已开展大量研究;如今,BbN正发挥关键作用,整合并传播这些知识,以加快在地方环境中的落地实施。

除刺激需求外,历史表明,政策与监管对推动产业变革至关重要。部分政府已率先采取行动。法国政府,例如,已规定所有由国家出资的公共建设项目,其中至少须含50%的生物材料。而阿姆斯特丹则表示,自2025年起,该市20%的住房项目必须采用生物基材料建造。

生物材料价格往往令人却步,但若在产品需求地附近培育蓬勃发展的可持续森林经济,便能形成规模经济,降低生产和运输成本。事实上,木材成本已低于预期,因为大体量木结构建筑大部分可在厂外预制,并且比传统化石燃料密集型建筑建造速度更快。以Stora Enso公司位于芬兰的总部为例,该总部目前正采用大体量木材建设,预计与同类钢结构建筑相比可减排2795 tCO2。此外,由于建筑大部分构件在厂外预制,这将缩短工期,同时减少现场噪音、污染和事故。

建筑行业常谈及其履行各项环境、社会和治理(ESG)目标以及减少碳足迹的承诺。然而,与许多行业一样,该行业在惰性、碎片化、风险厌恶以及缺乏专项资金方面存在困境,难以充分挖掘自然的全部潜力。当前,该行业需要将规划付诸行动,并依托数据支持,在其整个供应链中运用经过验证的解决方案,以证明其正在实现脱碳。

了解更多关于CSFEP和BbN正在开展的工作的信息。

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