Forschungsprojekt:

Kohlenstoff speichernde Materialien

Zusammenfassender Bericht | Februar 2021

Das Zwischenstaatliche Gremium für Klimawandel (IPCC): „Um die Erwärmung auf 1,5 ° C zu begrenzen, muss zusätzlich zur Emissionsreduzierung Kohlenstoff aus der Atmosphäre entfernt werden.“

Autoren

Das Forschungsteam des Carbon Leadership Forum am College of Built Environments der University of Washington:

  • Julie Kriegh, PhD, AIA, wissenschaftliche Mitarbeiterin, Carbon Leadership Forum, Abteilung für Architektur, College of Built Environments, Universität Washington.
  • Chris Magwood, Direktor, Endeavour Center, Schule für nachhaltiges Bauen, Peterborough, Ontario, Kanada.
  • Wil Srubar III, PhD, außerordentlicher Professor, Universität von Colorado Boulder, Bau-, Umwelt- und Architekturingenieurwesen, Materialwissenschaft und Ingenieurwesen.

Version: Februar 2021

Danksagung

Das Forschungsteam möchte Microsoft für die Finanzierung dieser Forschung und den folgenden Personen danken: Danielle Decatur, Microsoft, Principal Program Manager of Datacenter Sustainability; Sean James, Microsoft, Direktor der Rechenzentrumsforschung; Ben Stanley, WSP-Berater für Nachhaltigkeit, Energie und Klimawandel und Projektmanager und das WSP-Team Sebastian Danio-Beck, Ryan Dick, Sarah Buffaloe und Lama Bitar für ihre Arbeit an dem Projekt einschließlich der WBLCA und der technischen Unterstützung; Kurt Swensson, PhD, PE, KSi-Berater für Tragwerksplanung für seine Arbeit an den technischen Modellen und Spezifikationen des Rechenzentrums; Monica Huang, Forschungsingenieurin, und Brook Waldman, Forscherin und Beraterin beim Carbon Leadership Forum für ihre Unterstützung bei der Erstellung dieses Berichts.

Zitat

Kriegh, J., Magwood, C., Srubar, W. (2021).  Kohlenstoff speichernde Materialien: Zusammenfassender Bericht.

Eine kohlenstoffpositive Zukunft in drei bis fünf Jahren?

Das Carbon Leadership Forum an der University of Washington hat kürzlich ein viermonatiges Forschungsprojekt mit einem großen US-amerikanischen Technologieunternehmen abgeschlossen, um das Potenzial der Verwendung kohlenstoffarmer und kohlenstoffspeichernder Materialien in Neubauten zu verstehen. Das Projekt konzentrierte sich auf kohlenstoffintensive Hotspot-Materialien (z. B. Betonfundamente und Plattenböden, isolierte Dach- und Wandpaneele sowie strukturelle Rahmen) in leichten Industriegebäuden.

Die Studie ergab, dass eine beträchtliche Reduktion (~ 60%) des verkörperten Kohlenstoffs in zwei bis drei Jahren möglich ist, indem leicht verfügbare kohlenstoffarme Materialien in größerem Umfang eingesetzt werden. Darüber hinaus prognostiziert diese Arbeit, dass die Förderung eines kohlenstoffspeichernden Materialversorgungssystems durch Investitionen in die Entwicklung und Herstellung von aufstrebenden kohlenstoffspeichernden Materialindustrien eine kohlenstoffpositive Zukunft für einzelne Projekte in drei bis fünf Jahren ermöglichen wird (siehe Abbildung 1).

Abbildung 1. Mögliche Reduzierung der CO2-Emissionen (Kredit: Wil Srubar).

Zusammenfassung

Warum ist diese Strategie wichtig?

Das Internationale Gremium für Klimawandel (IPCC) hat festgestellt, dass rEine Reduzierung der CO2-Emissionen allein reicht nicht aus, um die Klimakatastrophe einzudämmen. Daher ist es wichtig, dass wir Kohlenstoff systematisch abbauen und speichern. In den nächsten 30 Jahren werden voraussichtlich fast 501 TP1T aller neu baubezogenen Kohlenstoffemissionen auf den verkörperten Kohlenstoff entfallen, nämlich auf die Emissionen im Zusammenhang mit der Beschaffung, Herstellung, Verwendung im Bauwesen und der Entsorgung von Baumaterialien (Architecture2030). Adressierung dieser Emissionen jetzt ist kritisch, da verkörperte Kohlenstoffemissionen zu Beginn eines Gebäudes gebunden sind und während der gesamten Lebensdauer eines Gebäudes konstant bleiben.  

Eine Schlüsselstrategie

Wir können Gebäude von einer existenziellen Klimabedrohung (Emissionsquelle) in eine signifikante Klimalösung (Emissionssenke) umwandeln, indem wir biogene Materialien verwenden, die Kohlenstoff speichern und Emissionen bei der Herstellung von Baumaterialien reduzieren. Emissionssenken sind entscheidend für die Dekarbonisierung bis 2030, da Kohlenstoff einen Zeitwert hat. Die Auswirkungen des photosynthetischen Absenkens wirken sich zu Beginn des Bauprozesses am stärksten aus (siehe Abbildung 2). 

Ein weiterer kDiese Strategie besteht in der Verwendung schnell erneuerbarer biogener kohlenstoffspeichernder Baumaterialien, die aus Biomasse hergestellt werden (z. B. jährlich geerntete landwirtschaftliche Rückstände und zweckgebundene Fasern). In der Tat ermöglicht die Verwendung biogener Materialien nicht nur die Photosynthese im Voraus, sondern auch das Potenzial für eine langfristige Kohlenstoffpositivität. Beides ist entscheidend für die Dekarbonisierung bis 2030, da eine frühzeitige Abnahme der Photosynthese in den frühen Phasen des Bauprozesses die größten Auswirkungen auf Emissionen und Klima hat.

Was sind die weiteren Auswirkungen?

Es ist möglich, die Dekarbonisierung von Gebäuden zu katalysieren, indem ein neues sozio-technoökonomisches Modell etabliert wird, das das Bauen mit Biomasse fördert. Biogene Baumaterialien aus Biomasse - nicht ausreichend genutzte landwirtschaftliche Rückstände (z. B. Reisschalen, Weizenstroh und Bambusblattasche, Sonnenblumenstiele, Zuckerbagasse) und speziell angebaute Fasern (z. B. Bambus, Kork, Hanf, Algen und Seetang) - haben das Potenzial, neue Bauprodukte zu schaffen (Cantor & Manea, 2015; Liuzzi, S., 2017; Maraveas, C., 2020).

Das Bauen mit diesen biogenen Materialien verspricht auch, neue Produktionszentren zu katalysieren, Arbeitsplätze zu schaffen, Schulungs- und Ausbildungsmöglichkeiten bereitzustellen und den Bedarf an traditionellen, emissionsintensiven Entsorgungsmethoden für Abfallfasern (z. B. Verbrennung, Deponierung, Kompostierung) zu verringern. Darüber hinaus stellt der in Gebäuden vermiedene und gespeicherte Kohlenstoff eine neue Anlageklasse von Kohlenstoffprodukten für aufstrebende Kohlenstoffmärkte dar. Zusammengenommen wird geschätzt, dass diese Strategien zu einer signifikanten (> 1 Gigatonnen CO) beitragen2 pro Jahr) Reduzierung der gesamten Kohlenstoffemissionen weltweit (Churkina, G., et al. 2020; Habert, G., et al. 2020; Frank, S., et al., 2018).

Diese Arbeit schlägt vor, dass wir durch die Paarung von Gemeinden, in denen biogene Materialien geerntet werden, mit Unternehmen (Industriepartnern), in denen Fertigungs- und Baudienstleistungen erbracht werden, die Vorabemissionen in der Bauindustrie reduzieren können. Wir können auch die Emissionen senken, die mit nicht ausreichend genutzten landwirtschaftlichen Rückständen verbunden sind, und gleichzeitig neue Märkte für Kohlenstoff- und Bauprodukte sowie starke Volkswirtschaften katalysieren, was zu mehreren Vorteilen führt.  

In den nächsten 30 Jahren wird prognostiziert, dass der verkörperte Kohlenstoff, nämlich die Emissionen im Zusammenhang mit der Beschaffung, Herstellung, Verwendung im Bauwesen und der Entsorgung von Baumaterialien, fast 501 TP1T aller neuen baubezogenen Kohlenstoffemissionen ausmachen (Architektur 2030). 

Abbildung 2. Photosynthetischer Drawdown (Bildnachweis: Chris Magwood)

 

1. Einleitung

1.1 Kontext

Weltweit entfallen auf den Bau- und Konstruktionssektor fast 40% des weltweiten Energieverbrauchs Kohlendioxidemissionen durch den Bau und Betrieb von Gebäuden (einschließlich der Auswirkungen der vorgelagerten Stromerzeugung) Die aktuellen Bauvorschriften beziehen sich auf die Betriebsenergie, übersehen jedoch in der Regel die Auswirkungen, die in Baumaterialien und Bauprodukten „enthalten“ sind. In der Tat, wenn branchenübergreifend aggregiert, Mehr als die Hälfte aller Treibhausgasemissionen entfällt auf die Materialwirtschaft (einschließlich Materialgewinnung und -herstellung). Je effizienter der Gebäudebetrieb wird, desto wichtiger wird es, die Auswirkungen der Herstellung und Installation von Baumaterialien zu bewältigen.

Mit den heute auf dem Markt befindlichen Materialien können bedeutende verkörperte CO2-Reduzierungen erzielt werden. Kohlenstoffspeichernde Materialien, sowohl biobasiert (wie Massivholz) als auch mineralisch (z. B. aufstrebende Betonprodukte und Beton unter Verwendung der CCS-Technologie (Carbon Capture and Storage)), zeigen die Machbarkeit der Verwendung von Baumaterialien zur Speicherung von Kohlenstoff. Wenn die in einem Gebäude gespeicherte Kohlenstoffmenge die bei der Materialgewinnung emittierte Menge überschreitet, kann das Gebäude als „Kohlenstoffsenke“ betrachtet werden (Churkina et al., 2020). Obwohl viele kohlenstoffspeichernde Materialien heute auf dem Markt erhältlich sind, befinden sich andere noch in einem frühen Entwicklungs- und Bereitstellungsstadium und müssen getestet werden, um Marktakzeptanz und Skalierbarkeit bei der Verwendung zu erlangen.

Unser Forschungsprojekt konzentrierte sich auf ein leichtes Industriegebäude. Diese Typologie bietet aufgrund der einzigartigen Leistungsanforderungen, des hohen Energiebedarfs und der voraussichtlichen Lebensdauer dieser Gebäudetypen von 15 Jahren ein einzigartiges Testfeld für Innovationen bei kohlenstoffspeichernden Materialien. Angesichts der anhaltenden Pläne der Branche, leichtindustrielle Standorte zu entwickeln, zu bauen und zu betreiben, glauben wir, dass unsere Forschungsfrage weitreichende Auswirkungen und Vorteile hat:

Was ist erforderlich, um die CO2-Neutralitätsziele zu übertreffen, indem genügend Kohlenstoff in Baumaterialien gespeichert wird, damit das Gebäude zu einer Nettokohlenstoffsenke wird?

Indem wir sowohl unmittelbare als auch aufkommende Strategien zur Verkörperung und Speicherung von Kohlenstoff untersuchten, testeten wir unsere Forschungsfrage und entwickelten eine Methodik sowie eine Roadmap für kohlenstoffarme und kohlenstoffspeichernde Materialien mit dem Potenzial für eine breite Wirkung.

Kohlenstoffspeichernde Materialien, sowohl biobasiert (wie Massivholz) als auch mineralisch (z. B. aufstrebende Betonprodukte und Beton unter Verwendung der CCS-Technologie (Carbon Capture and Storage)), zeigen die Machbarkeit der Verwendung von Baumaterialien zur Speicherung von Kohlenstoff.

1.2 Projektvision: Entwurf für kohlenstoffspeichernde Materialsysteme

Das Carbon Leadership Forum (CLF) wurde im Januar 2020 von einem US-amerikanischen Technologieunternehmen als Berater engagiert, um Möglichkeiten für Materialersatz zu ermitteln, um die Dekarbonisierung ihrer leichten Industriegebäude in ihren neuen Bauprojekten für Technologiezentren zu fördern.

Diese Technologiezentren verfügen aufgrund ihrer Größe, ihrer raschen Verbreitung und ihres hohen Ressourcenverbrauchs über eine einzigartige Fähigkeit, globale, nationale, regionale und kommunale Maßstäbe und Produktionszentren zu beeinflussen. Daher basiert die Arbeit dieses Projekts auf einem „Systems-of-System“ -Ansatz (SoS), der auf unserem Verständnis basiert, dass Forscher, Branchenfachleute, Unternehmen, Märkte und Lieferketten Komponenten zahlreicher komplexer, integrierter Systeme sind, die weltweit angesiedelt sind. regional und in lokalen Gemeinschaften (weitere Informationen zu SoS finden Sie in Abschnitt 1.5). Der Maßstab für den Erfolg dieses Projekts zur Kohlenstoffspeicherung war unsere kollektive Fähigkeit, Entscheidungen und Maßnahmen bei der Planung und dem Bau dieser Standorte zu informieren und zu steuern, was möglicherweise Tausende von Einzelpersonen und Unternehmen in der Branche dazu inspirierte, diesem Beispiel zu folgen, indem sie die darin enthaltenen CO2-Emissionen reduzierten die mächtigsten und wirkungsvollsten Wege.

Mithilfe eines SoS-Ansatzes für Design, Bau und Betrieb kann ein Campus eines Technologiezentrums als Bindeglied zwischen einer Gemeinschaft von Gebäuden, strategischen Innovationen und vielem mehr dienen. Es kann auch ein sozio-technoökonomisches Gefüge verweben, das eine Reduzierung der CO2-Emissionen ermöglicht und gleichzeitig neue regionale Fertigungsindustrien dazu anregt, sich am Aufbau einer vernetzten Gebäudegemeinschaft außerhalb des Campus des Technologiezentrums zu beteiligen. Darüber hinaus kann der verstärkte Einsatz neuer Materialien zur Kohlenstoffspeicherung die Entwicklung neuer Tools, Datenbanken und Bankmethoden in der gesamten Branche fördern.

Bambus

Ein Technologiezentrum-Campus kann ein sozio-techno-wirtschaftliches Gefüge verweben, das eine Reduzierung des CO2-Ausstoßes ermöglicht und gleichzeitig neue regionale Fertigungsindustrien dazu anregt, sich am Bau einer vernetzten Gebäudegemeinschaft außerhalb des Campus des Technologiezentrums zu beteiligen.

1.3 Projektwerte

Die folgenden Werte, die als Imperative für das Projekt dienten, leiteten den SoS-Ansatz des Projekts:

  • Mit gutem Beispiel vorangehen. Setzen Sie neue und disruptive Business-as-usual-Standards für eine geschäftliche Auswirkung mit einer globalen Reichweite von verkörpertem Kohlenstoff im Campus-Design.
  • Materialproduktion beeinflussen. Unterstützung der Herstellungspraktiken zur Förderung der Akzeptanz in der Industrie.
  • Nehmen Sie einen ganzheitlichen Ansatz. Entwerfen und bauen Sie ganze Materialversorgungssysteme und identifizieren Sie gegenseitige Vorteile für die lokale Gemeinschaft, die Umwelt und die Wirtschaft.
  • Sei zukunftsfähig. Betrachten Sie den Einsatz von Technologien und Infrastrukturen als Reaktion auf den Ruf nach Innovation und skalierbaren Lösungen für eine noch unbekannte technologische Zukunft.

1.4 Projektziele und Empfehlungen

Aus diesem Satz von vier zugrunde liegenden Werten erstellte das Team einen Index kohlenstoffarmer und kohlenstoffspeichernder Materialien, die berücksichtigt, überprüft und bewertet werden sollten. Der Materialindex untersuchte eine Reihe von Produkten als Grundlage für die Bewertung von Chancen und Herausforderungen für die Verwendung in der Gebäudeplanung. Dieser Materialindex (siehe Abschnitt 7) wurde im Laufe des Projekts in spezifische Ziele für Empfehlungen in den folgenden drei Zeitrahmen eingearbeitet:

  • Sofortige 1-zu-1-Substitutionen (einjähriger Zeitrahmen). Diese Empfehlungen sollen liefern verkörperte Kohlenstoffreduktionen über weit verbreitete Materialersetzungen, die die Absicht des aktuellen Gebäudeentwurfs erfüllen, ohne dass eine Neugestaltung erforderlich ist.
  • Nutzung in naher Zukunft (Zeitrahmen von zwei bis drei Jahren). Diese Empfehlungen sollen durch auf dem Markt erhältliche Substitutionen von biogenem Material und mineralisierten Kohlenstoffprodukten eine signifikante Reduzierung des Kohlenstoffgehalts ermöglichen und erfordern möglicherweise eine Neugestaltung der Komponenten, ohne die Grundgeometrie oder -form des aktuellen Entwurfs eines leichten Industriegebäudes zu ändern.
  • CO2-positive Zukunft (drei bis fünf Jahre). Diese Empfehlungen umfassen biogene und mineralisierte Substitutionen, die noch nicht weit verbreitet sind. Einige dieser Materialien würden mit dem aktuellen Gebäudeentwurf funktionieren und nur eine Neugestaltung der Komponenten erfordern, andere würden eine Gesamtneugestaltung des Gebäudes erfordern. In der kohlenstoffpositiven Zukunft sind Materialien enthalten, die derzeit in kleinem Maßstab hergestellt werden, sowie Materialien in verschiedenen Stadien der Forschung und Entwicklung. Diese Entwicklungsmöglichkeiten werden als "Quantensprung" -Möglichkeiten bezeichnet, da sie die üblichen Entwurfspraktiken stören. Die CO2-positiven Zukunftsoptionen bieten Möglichkeiten, über die verkörperten CO2-Reduktionen auf Materialebene hinaus zu den Projektzielen zu gelangen, wie im nachfolgend beschriebenen System-of-System-Ansatz beschrieben.

Einige dieser biogenen Materialien würden mit dem aktuellen Gebäudeentwurf funktionieren und nur eine Neugestaltung der Komponenten erfordern, andere würden eine Gesamtneugestaltung des Gebäudes erfordern.

1.5 System-of-System-Ansatz

Die Mission des CLF, kollektive Maßnahmen zur Lösung der verkörperten Kohlenstoffherausforderung zu inspirieren und voranzutreiben, ist ein wichtiger Teil des Klimapuzzles, der durch System-of-System-Denken (SoS) erweitert werden kann. Wenn wir die umfassenderen Auswirkungen von Systemen auf mehreren Ebenen betrachten (z. B. gemeinschaftsweit, regional, global), sieht eine SoS-Denkweise unsere gebauten und natürlichen Systeme aus verwobenen Fäden zusammen, die eine Struktur bilden, die für gesunde Systeme für unseren Planeten, unsere Gemeinschaften, entscheidend ist. und Bauindustrie. Wenn wir an verschiedenen Fäden ziehen, zeigt ein SoS-Ansatz, wie kohlenstoffarme und kohlenstoffspeichernde Materialien, Herstellung, Gebäude, menschliche und natürliche Umgebungen miteinander verbunden sind. Die Schnittpunkte dieser Fäden bieten Funkenpunkte für innovative Strategien.

Für diese Studie stellte sich das Team den zukünftigen Technologiecampus als „Hub“ vor, der neue regionale Produktherstellungsindustrien katalysieren wird, um zum Aufbau einer vernetzten Gebäudegemeinschaft innerhalb und außerhalb der Grenzen des täglichen Technologiebetriebs beizutragen.

Das Team verfolgte einen inkrementellen und sequentiellen Ansatz und versuchte zunächst, Materialien für den sofortigen Eins-zu-Eins-Austausch von kohlenstoffintensiven Materialien abzubilden, die in allen Regionen üblich sind und weltweit auf Einrichtungen des Kerntechnologiezentrums anwendbar sind. Als nächstes identifizierte das Team Möglichkeiten, geeignete regionale Materialien für den Ersatz bestehender Materialien durch neue kohlenstoffspeichernde Materialien gemäß den lokalen sozio-technoökonomischen Bedingungen einer ausgewählten Region Nordamerikas zu integrieren. Da wir erkannt haben, dass ein Technologiecampus-Projekt die sozioökonomisch-wirtschaftlichen Bedingungen durch Investitionen in regionale Produktionszentren für kohlenstoffarme und kohlenstoffspeichernde Materialien beeinflussen kann, haben wir versucht, mögliche Auswirkungen auf reife, aufstrebende und nicht existierende Märkte zu identifizieren. Zum Beispiel könnte eine Partnerschaft mit lokalen landwirtschaftlichen Unternehmen, um „landwirtschaftliche Rückstände“ bei der Herstellung von Materialien wie Hanfbeton einzubeziehen, regional geeignete Fasern aus Tabak-, Sonnenblumen- oder Reispflanzen in Baumaterialien einbeziehen.

Schließlich versuchte das Team, die Möglichkeiten zu verbessern, kohlenstoffarme und kohlenstoffspeichernde Materialien in Bezug auf Wohnen, Bildung und Beschäftigung mit lokalen Gemeinden in Verbindung zu bringen. Zu den Möglichkeiten für verbundene Communities gehören (siehe Abbildung 3):

  • Design für Biophilie. Verbesserung nachhaltiger Gemeinschaften für Menschen und Nicht-Menschen durch Design (z. B. Anbau kohlenstoffarmer Materialien vor Ort, Förderung der Verteilung kohlenstoffspeichernder Materialien).
  • Regeneratives Design. Nutzung erneuerbarer Energie aus dem Distrikt, Energiespeicherung, Wassersammlung und erneuerbare Materialien (z. B. Nutzung von Energie und Wasser zur Unterstützung benachbarter Gemeinden).
  • Design für Zirkularität. Stellen Sie das Potenzial für Modularität und Wiederverwendung sicher, indem Sie Komponenten und Baugruppen vorab herstellen und wiederverwenden.
  • Über die Grenzen des Campus hinaus. Verbesserung von Technologie, Bildung, Arbeitsplätzen und Wohnraum zur Unterstützung der lokalen Wirtschaft und der Ausbildung von Arbeitskräften.

[1] Weitere Informationen zu diesen Möglichkeiten finden Sie in Abschnitt 4

Das Team versuchte, die Möglichkeiten zu verbessern, kohlenstoffarme und kohlenstoffspeichernde Materialien in den Bereichen Forschung, Design, Herstellung und Bau mit lokalen Gemeinden für Wohnen, Bildung und Beschäftigung zu verbinden.

System von Systemen

Abbildung 3. Ein System-of-System-Ansatz: Auf dem Weg zur Dekarbonisierung von Gebäuden (Kredit: Julie Kriegh).

2 Bewertung des gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes

2.1 WBLCA-Übersicht

Eine Gesamtbewertung des gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes (WBLCA) eines bestehenden Leichtindustriegebäudes wurde durchgeführt, um einen Maßstab für ein prototypisches Gebäude festzulegen. Diese Analyse wurde in Tally durchgeführt, einem LCA-Tool, das in Revit (eine BIM-Software (Building Information Modeling)) integriert ist. Dieses einstöckige Gebäude ist eine ca. 287.602 Quadratmeter große Anlage. Es handelt sich um ein vorgefertigtes Metallgebäude mit Stahlrahmen (PEMB) und einem Betonfundament. Die Betriebsenergie wurde nicht bewertet.

Der Bauumfang der WBLCA umfasste:

  • Strukturelemente wie Balken, Säulen und Platten
  • Gehäuseelemente wie Wände, Dächer, Oberflächen, Abdichtungen
  • Innenwände

Der Gebäudeumfang ausgeschlossen:

  • Elemente oder Materialsysteme, die weniger als 5% der Gesamtmasse des Gebäudes ausmachten
  • Mechanische, elektrische und Sanitärsysteme (MEP)
  • Verschiedene Gegenstände wie Datenspeichergeräte; Landschaftselemente; Brandmelde- und Alarmsysteme; Parkplätze; Standortverbesserungen; Oberflächen an den Innenböden und -decken; Geländer; und nicht strukturelle Trennwände.

Die folgenden Lebenszyklusstadien wurden bewertet:

  • A1: Rohstoffversorgung
  • A2: Transport (vom Rohstoffversorgungsstandort zum Produktionsstandort)
  • A3: Herstellung
  • A4: Transport (von der Produktionsstätte zur Baustelle)
  • B2: Wartung
  • B3: Reparieren
  • B4: Ersatz
  • B5: Sanierung
  • C2: Transport (von der Baustelle zur Mülldeponie)
  • C3: Abfallverarbeitung
  • C4: Entsorgung
  • D: Vorteile und Belastungen über die Systemgrenze hinaus (z. B. Recycling, Energierückgewinnung)
wblca Daten

Der Bauumfang der WBLCA umfasste Strukturelemente wie Balken, Säulen und Platten; Gehäuseelemente wie Wände, Dächer, Oberflächen, Abdichtungen; und Innenwände.

2.2 WBLCA-Ergebnisse

Der verkörperte CO2-Fußabdruck des prototypischen Gebäudes wurde mit ungefähr berechnet 380 kgCO2e / m2. Tabelle 1 enthält eine Zusammenfassung der gesamten WBLCA-Ergebnisse, die alle Lebenszyklusphasen abdeckt. Ideen zur Reduzierung des Kohlenstoffgehalts bestimmter Bauteile werden im nächsten Unterabschnitt erörtert.

Tabelle 1. Zusammenfassung der WBLCA-Ergebnisse, die die Lebenszyklusstadien A1-A4, B2-B5, C2-C4 und D widerspiegeln (Kredit: WSP Engineering).

Messen Einheiten Ergebnis Ergebnis normalisiert durch Bruttogeschossfläche (Einheiten / m)2)
Treibhauspotenzial kgCO2Gl 10,165,381 380
Versauerungspotential kgSO2Gl 41,835 1.56
Eutrophierungspotential kgNeq 2,457 0.09
Ozonabbaupotential kg CFC-11eq 0.26 9.59E-06
Smogbildungspotential kgO3Gl 595,370 22
Primärenergiebedarf MJ 146,950,819 5497
Nachfrage nach nicht erneuerbaren Energien MJ 135,212,453 5058
Bedarf an erneuerbaren Energien MJ 11,698,460 438
Gesamtsumme der Materialien kg 32,368,779 1211

 

Figur 4 zeigt die Beiträge verschiedener Gebäudekategorien zum Gesamtpotential der globalen Erwärmung (GWP) oder zur verkörperten Kohlenstoffauswirkung des Gebäudes. Abbildung 5 zeigt die Beiträge zum Gesamt-GWP nach Materialaufteilung. Diese Abbildung zeigt, dass Beton, Metalle und Isolierungen (auch bekannt als „Wärme- und Feuchtigkeitsschutz“) den größten Beitrag zum GWP leisten.

Abbildung 4. Beiträge zum gesamten GWP nach Kategorien (Kredit: WSP Engineering).

Abbildung 5. Beiträge zum Gesamt-GWP nach Materialaufteilung (Kredit: WSP Engineering).

Abbildung 6 zeigt die Beiträge zu den allgemeinen Umweltauswirkungen nach Lebenszyklusphase. Diese Abbildung zeigt, wie die Produktphase den größten Beitrag zu den Auswirkungen des Gebäudes geleistet hat.

Abbildung 6. Beiträge zu den gesamten Umweltauswirkungen nach Lebenszyklusphase, Ergebnisse von Tally (Kredit: WSP Engineering).

2.3 Bay Slice Studie

Eine Buchtscheibe bezieht sich auf eine strukturelle Bucht, wobei auf jeder Seite eine halbe strukturelle Bucht auf jeder Seite offen ist. Eine Bucht umfasst ungefähr 5000 Quadratfuß Fläche. Ein Bay Slice wurde verwendet, um die folgenden alternativen Designs zu modellieren:

  1. Stahlgrundgehäuse
  2. Stahl vorgeschlagen Fall
  3. Brettschichtholz vorgeschlagenen Fall

Die wichtigsten Materialien in den verschiedenen Bay Slice-Modellen sind in Tabelle 2 aufgeführt.

Tabelle 2. Schlüsselmaterialien in verschiedenen Bay-Slice-Modellen (Kredit: WSP Engineering).

Stahl - Grundgehäuse Stahl - Vorgeschlagenes Gehäuse Brettschichtholz - Vorgeschlagener Fall
· Gesamtbetonstruktur · Gesamtbetonstruktur · Gesamtbetonstruktur
· Gesamtstahlkonstruktion · Gesamtstahlkonstruktion · Gesamtstahlkonstruktion
    · Gesamtstruktur des Brettschichtholzes
· 6 "Kiesbasis · 6 "Kiesbasis · 6 "Kiesbasis
· Wandverkleidung · MetlSpan C42 Wand · Benson Wood Wandpaneel
· MetlSpan C42 Wand · MetlSpan CFR42 Dach · Benson Wood Dachplatte
· MetlSpan CFR42 Dach · IsoSpan · IsoSpan
· Luftschlitz + Vogelschutz · Luftschlitz + Vogelschutz · Luftschlitz + Vogelschutz
· XPS-Hartisolierung, ausgenommen XPS an der Wandverkleidung · XPS Rigid Insulation - Nur Fundament · XPS Rigid Insulation - Nur Fundament

 

Die Ergebnisse der Bay Slice-Studie sind in Tabelle 3 gezeigt Die Bewertung wurde von WSP Engineering in Tally durchgeführt und nahm eine Lebensdauer von 60 Jahren für das Gebäude an.  Biogener Kohlenstoff wurde in die Ergebnisse für die Module A1-A4, B, C und D aufgenommen (die Behandlung von biogenem Kohlenstoff wurde auf einer 100-Jahres-Zeitachse in Übereinstimmung mit dem GWP 100-Standard durchgeführt). In diesem Fall wird davon ausgegangen, dass die Lebensdauer des Gebäudes weniger als 100 Jahre beträgt und der vollständige Entsorgungs- und Abbauzyklus stattfindet. Die Ergebnisse werden mit und ohne die Vorteile und Belastungen von biogenem Kohlenstoff angegeben. Die Ergebnisse zeigen, dass die Verwendung von Brettschichtholz anstelle von Stahl den verkörperten Kohlenstoff im Vergleich zum Basisfall um mindestens 60% reduzieren kann (siehe Tabelle 3).

Tabelle 3. Zusammenfassende Ergebnisse einer Bay-Slice-Studie, die die Lebenszyklusstadien A1-A4, B2-B5, C2-C4 und D widerspiegelt (Kredit: WSP Engineering).

 Fall GWP (kgCO2eq) Absolute GWP-Reduzierung gegenüber dem Stahlbasisfall (kgCO2eq) % GWP-Reduktion
Stahlbasislinie 484,404.80
Stahl Vorgeschlagen mit biogenem Kohlenstoff 433,691.92 50,712.88 10.47%
Stahl Vorgeschlagen ohne biogenen Kohlenstoff 434,243.11 50,161.69 10.36%
Brettschichtholz Vorgeschlagen mit biogenem Kohlenstoff 142,284.93 342,119.87 70.63%
Brettschichtholz Vorgeschlagen ohne biogenen Kohlenstoff 167,670.02 266,021.90 65.39%

2.4 Diskussion

Gebäudekomponenten, die möglicherweise durch kohlenstoffarme und kohlenstoffspeichernde Alternativen ersetzt werden könnten, wurden identifiziert und in drei Implementierungszeithorizonten organisiert: 1-zu-1-Austausch (innerhalb eines Jahres umsetzbar), Austausch in naher Zukunft (2-3 Jahre) ) und innovative Strategien für eine kohlenstoffpositive Zukunft (3-5 Jahre). Potenzielle Reduzierungen des verkörperten Kohlenstoffs nehmen mit jedem Zeithorizont dramatisch zu, wobei innerhalb eines Zeitraums von fünf Jahren ein neutrales oder sogar kohlenstoffspeicherndes Gleichgewicht erreicht werden kann:

  • 1-zu-1-Austausch → 20%-Reduzierungen sofort erreichbar
  • In naher Zukunft Ersatz → 60%-Reduzierungen innerhalb von 2-3 Jahren erreichbar
  • Kohlenstoffpositiver Ansatz → 100%-Reduktionen innerhalb von 3-5 Jahren erreichbar

Die empfohlenen Materialien und Strategien zur Kohlenstoffspeicherung lassen sich in fünf Kategorien einteilen, die sich mit den im aktuellen Design enthaltenen Kohlenstoff-Hotspots befassen:

  • Betonfundamente (Fundamente und Platten). Die Minimierung von Betonelementen und die Verbesserung der Betonspezifikationen sind die wichtigsten Faktoren, um kurzfristig Emissionsminderungen zu erzielen. In naher Zukunft sind beträchtliche Reduzierungen möglich, wenn die Entwicklungen bei der konkreten Formulierung voranschreiten und die Möglichkeit einer Führungsrolle bei der Annahme besteht. Kohlenstoffbindende Zuschlagstoffe und biogene zementhaltige Materialien bieten das Potenzial, den CO2-Fußabdruck von Beton innerhalb von fünf Jahren auf Null zu reduzieren.
  • Strukturelle Rahmung. Der verkörperte Kohlenstoff des aktuellen Stahlrahmens des Gebäudeentwurfs kann durch gewissenhafte Stahlbeschaffung (z. B. Lichtbogenofenstahl oder direkte Wiederverwendung) reduziert werden. Eine Umstellung auf einen Brettschichtholzrahmen bietet erhebliche Emissionsminderungen und könnte bei entsprechender Holzbeschaffung dem Gebäude eine erhebliche Kohlenstoffspeicherung verleihen.
  • Gebäudehülle. Die derzeitigen metallisolierten Paneele (MIPs) mit schaumisolierten Kernen können durch Beschaffungsentscheidungen nur minimal verbessert werden. Ein Wechsel zu Holzrahmenplatten mit Zellulosedämmung mit entsprechenden Details für den Brandschutz führt jedoch zu erheblichen Einsparungen und birgt das Potenzial für eine hohe Kohlenstoffspeicherung. Derzeit auf dem Markt erhältliche Panels mit Zellulosedämmung bieten kurzfristig einen geeigneten Ersatz für aktuelle MIPs. Holzrahmenplatten könnten innerhalb von fünf Jahren so optimiert werden, dass sie vollständig kohlenstoffhaltig sind. Sie bestehen aus zertifiziertem Holz oder Bambus und Naturfaserisolierungen, die aus regionalen Quellen stammen und auf den derzeit in begrenzten Mengen hergestellten Platten basieren.
  • Luftschlitze und Vogelschutzgitter. Derzeit werden Aluminiumkonstruktionen für das Design verwendet, mit begrenzten Möglichkeiten zur Emissionsreduzierung durch verantwortungsvolle Beschaffung. Biokompositmaterialien, die landwirtschaftliche Fasern und Biharze verwenden, bieten einen potenziellen Ersatz innerhalb von 3 bis 5 Jahren. Diese Verschiebung würde es diesem Gebäudeteil ermöglichen, keine Emissionen zu erzielen oder Kohlenstoff zu speichern.
  • Zweckgewachsene Fasern, Erde und Abfall. Im gesamten Gebäude gibt es viele Möglichkeiten, Baumaterialien zu verwenden, die auf regional geeigneten Naturfasern, Böden und Abfallströmen basieren, einschließlich Blechwaren, Fußböden, Verkleidungen, Mühlen, Innenverkleidungen und Oberflächen. All diese Entscheidungen würden zu einer Erhöhung der Kohlenstoffspeicherkapazität beitragen.

Potenzielle Reduzierungen des verkörperten Kohlenstoffs nehmen mit jedem Zeithorizont dramatisch zu, wobei innerhalb eines Zeitraums von fünf Jahren ein neutrales oder sogar kohlenstoffspeicherndes Gleichgewicht erreicht werden kann.

3 Ergebnisse und Empfehlungen

3.1 1-zu-1-Austausch

Materialuntersuchungen haben gezeigt, dass eine einfache Substitution von Materialien nach allgemeinen Spezifikationen und kohlenstoffarme Materialbeschaffungsstrategien zu a führen kann 20%-Reduzierung in verkörpertem Kohlenstoff im Vergleich zur Basislinie WBLCA (siehe Tabelle 3).

Die wichtigsten Empfehlungen für eine kurzfristige (sofortige) Umsetzung lauten wie folgt:

  • Betonfundamente (Fundamente und Platten). Minimieren Sie den Einsatz von Beton. Bearbeiten Sie die Master-Spezifikationen, um die Bemessungsdruckfestigkeit von Beton nach 56 (oder 90) Tagen festzulegen. Entfernen Sie die Grenzwerte für den maximalen SCM-Gehalt von 30% und geben Sie gegebenenfalls den minimalen SCM-Gehalt für 40% an. Festlegung von Grenzwerten für den Zementgehalt (überprüfbar mit Vorlage der Betonmischungskonstruktion und Chargenticket) und / oder verkörperten Kohlenstoff (überprüfbar mit EPDs) pro Druckfestigkeitskategorie pro Region; und die Verwendung von Zementen vom Typ IL fördern, die mittlerweile weit verbreitet sind.
  • Fundamente (Begrenzungswand). Trotz eines relativ geringen Einflusses auf die Gesamtemissionen würde eine Umstellung auf biogene isolierte Betonformen (z. B. IsoSpan, Nexcem IsoSpan) ein Szenario ermöglichen, in dem die Verwendung innovativerer Betonmischungen, die längere Aushärtezeiten erfordern, den Bauplan aufgrund der Schalung nicht verlangsamen würde ist dauerhaft.
  • Strukturelle Systeme. Beziehen Sie den gesamten Stahl aus Anlagen für Lichtbogenöfen (EAF) und / oder fördern Sie gegebenenfalls die direkte Wiederverwendung.
  • Wand- und Dachplatten. In der aktuellen Konstruktion bestehen Wand- und Dachpaneele aus metallisolierten Paneelen (MIPs), die mit Schaumisolationskernen aus extrudiertem Polystyrol (XPS) oder expandiertem Polystyrol (EPS) gefüllt sind. Die Analyse ergab, dass nein von Bedeutung Eine Reduzierung der Emissionen konnte nachgewiesen werden, indem die derzeitige Isolierung auf Schaumbasis in den MIPs durch Mineralwolle ersetzt wurde. Die Hersteller sind jedoch möglicherweise offen für die Lieferung von Zellulosedämmstoffen anstelle von Schaumstoffplatten aus extrudiertem Polystyrol (XPS) oder expandiertem Polystyrol (EPS) als Alternative.

Eine einfache Materialersetzung nach allgemeinen Spezifikationen und kohlenstoffarme Materialbeschaffungsstrategien kann zu a führen 20%-Reduzierung in verkörpertem Kohlenstoff im Vergleich zur Basislinie WBLCA.

3.2 In naher Zukunft Ersatz

Selbst mit den 20%-Reduzierungen, die heute durch kurzfristige Änderungen erreicht werden können, werden die Gebäudesysteme weiterhin für einen signifikanten Kohlenstoffausstoß verantwortlich sein. In naher Zukunft umsetzbare Materialersetzungen und kohlenstoffarme Strategien (2-3 Jahre) bieten eine Roadmap für die Umwandlung von Technologiecampus von kohlenstoffemittierenden Gebäudeplattformen in Kohlenstoffsenken. Beispielsweise enthält die WBLCA in naher Zukunft keinen CLT-Boden / Fundament (mit entsprechenden Details) oder biobasierte Luftschlitze, aber diese Elemente würden den CO2-Fußabdruck des Gebäudes weiter und erheblich verringern (siehe Tabelle 3).

Die wichtigsten Empfehlungen für die nahe Zukunft (2-3 Jahre Implementierung) lauten wie folgt:

  • Betonfundamente (Fundamente und Platten). Bearbeiten Sie die Master-Spezifikationen, um Zemente vom Typ IL und / oder LC3 zu beauftragen. mögliche Partnerschaften mit alternativen Herstellern von Zement / Beton und kohlenstoffspeichernden Zuschlagstoffen und Füllstoffen untersuchen; mit konkreten Lieferanten zusammenarbeiten, um deren Übergang zu natürlichen, nachhaltigeren SCMs zu fördern; Beauftragen Sie einen CLT-Hersteller / eine Konstruktionsfirma mit der Konzeption und Analyse von CLT-Fundamenten anstelle von Beton.
  • Strukturelle Systeme. Neugestaltung des Stahlkonstruktionssystems, um ein mit Leim laminiertes (Brettschichtholz) Holzkonstruktionssystem mit geeigneten Überlegungen zum Brandschutz aufzunehmen.
  • Wand- und Dachplatten. Beauftragen Sie einen Hersteller von Wand- und Dachpaneelen aus Holzrahmen / Zellulose (z. B. vorgefertigte Paneele), um geeignete Konstruktionsparameter und Veredelungsoptionen festzulegen. mit dem Plattenhersteller zusammenarbeiten, um nachhaltig geerntete Holzprodukte für Platten zu beschaffen; Arbeiten Sie mit dem Designteam und dem Plattenhersteller zusammen, um sicherzustellen, dass die Platten am Ende der Lebensdauer des Gebäudes leicht abmontierbar sind. Ermutigen Sie den Plattenhersteller, eine EPD für die Platten zu erstellen.
  • Luftschlitze und Vogelschutzgitter. Stellen Sie eine Verbindung zu einem Hersteller von Biofasern und Bioresin her, um ein geeignetes Luftklappen- und Vogelschutzsystem zu entwickeln, das die aktuelle Aluminiumversion ersetzt. Ermutigen Sie den Hersteller, eine EPD für das Produkt zu erstellen, um Emissionsminderungen und Lagerungspotenziale zu quantifizieren.

In naher Zukunft umsetzbare Materialersetzungen und kohlenstoffarme Strategien (2-3 Jahre) bieten eine Roadmap für die Umwandlung von Technologiecampus von kohlenstoffemittierenden Gebäudeplattformen in Kohlenstoffsenken.

3.3 Kohlenstoffpositive Zukunft

Diese Strategien können die Emissionen um mindestens 60% (siehe Tabelle 2) und möglicherweise um mehr reduzieren, abhängig von der Berücksichtigung von biogenem Kohlenstoff.

Die wichtigsten Strategien für eine CO2-positive Zukunft (3-5 Jahre Umsetzung) lauten wie folgt:

  • Materialien auf Faserbasis. Im Allgemeinen sind landwirtschaftliche Biofasern regional verfügbar und sehr häufig. Biologische Fasern wie Hanf, Stroh und andere landwirtschaftliche Rückstände sowie Algen könnten als Bausteine für starke, haltbare Baumaterialien verwendet werden. Es gibt bereits Proof-of-Concept- und Small-Scale-Technologien, um Biofasern in Baumaterialien umzuwandeln. Diese Technologien können in anderen Regionen der Welt skaliert und repliziert werden.
  • Erdbasierte Materialien. Ähnlich wie bei Biofasern gibt es viele Materialien auf Erdbasis, ebenso wie das Wissen und das praktische Know-how, um starke, dauerhafte, isolierende und feuerfeste Erdstrukturen aufzubauen. Es bestehen Möglichkeiten für (1) die Einführung von Technologien für komprimierte Erdblöcke in Regionen, in denen sie noch nicht existieren, und (2) die Kombination von Erdblöcken mit Biofaserverstärkungen, Platten oder Isolationsmaterialien, um Hochleistungs-Umhüllungsbaugruppen zur Speicherung von Kohlenstoff zu schaffen.
  • Zweckgewachsene Materialien. Die Kraft und das Potenzial der schnellen Photosynthese und die einzigartigen Fähigkeiten photosynthetischer Organismen können bei der Herstellung und dem „Wachstum“ von kohlenstoffspeichernden Materialien genutzt werden. Algen können beispielsweise zur Herstellung von Biokraftstoffen und Biokohle sowie einer Vielzahl anderer funktioneller Bioprodukte wie Tinten, Lebensmittel, kohlenstoffspeichernde Mineralfüllstoffe für Beton und anderer tragender kohlenstoffspeichernder Baustoffe und Oberflächen verwendet werden. Algen (und die Photosynthese im weiteren Sinne) könnten somit als Nexus für eine kohlenstoffspeichernde Gemeinschaft dienen.
  • Abfallstrommaterialien. Es können Maßnahmen getroffen werden, um zu verhindern, dass biogene Abfallstoffe Kohlenstoff in die Atmosphäre zurückführen. Kommunale Recyclingsysteme und regionale industrielle Nebenprodukte können häufig Rohstoffe für eine Vielzahl von Baumaterialien liefern. Solche Materialien werden heute vielerorts hergestellt und könnten in der Nähe von Technologiezentren gefördert werden. Partnerschaften in Forschung und Entwicklung mit Unternehmen, die neue recycelte Materialien erforschen, können gefördert werden.

Aus Algen können Biokraftstoffe und Biokohle sowie eine Vielzahl anderer funktioneller Bioprodukte wie Tinten, Lebensmittel, kohlenstoffspeichernde Mineralfüllstoffe für Beton und andere tragende kohlenstoffspeichernde Baustoffe und Oberflächen hergestellt werden.

4 Diskussion und zukünftige Richtungen

Paradigmenwechsel in Richtung einer kohlenstoffpositiven Zukunft

Ein Übergang in eine kohlenstoffpositive Zukunft kann durch einen Paradigmenwechsel in den Perspektiven der Technologiecampusse als Zentrum kohlenstoffspeichernder Gemeinschaften erleichtert werden. Ein Dreh- und Angelpunkt dieser Art erfordert Konstruktionsänderungen, die über die Emissionsreduzierung hinausgehen und kohlenstoffspeichernde Materialien und Strategien fördern, die noch weiter zur Erreichung klimaneutraler Ziele bis 2030 beitragen. Immer mehr Unternehmen konzentrieren sich auf die Unterstützung globaler Strategien, die beispielhaft für bestehende und aufstrebende Strategien stehen In den regionalen Industrien weltweit wird ein Paradigmenwechsel von der Reduzierung der CO2-Emissionen zu Strategien zur Speicherung von CO2-Emissionen folgen, der sowohl die unten angegebenen Werte als auch die folgenden Ziele erfüllt:

  • Mit gutem Beispiel vorangehen. Setzen Sie neue und disruptive Business-as-usual-Standards für eine Auswirkung, die eine globale Reichweite in Bezug auf die Kohlenstoffspeicherung in Entwurfs- und Baupraktiken hat, sowohl auf dem Campus des Technologiezentrums als auch in lokalen Gemeinden und Branchen.
  • Materialproduktion beeinflussen. Unterstützung der Herstellungspraktiken zur Förderung der Akzeptanz in der Industrie mit Schwerpunkt auf global strategischen Plänen zur Förderung der Produktion neuer regionenspezifischer biogener Materialien (z. B. Fasern und zweckmäßig angebaute Materialien).
  • Nehmen Sie einen ganzheitlichen Ansatz. Förderung kohlenstoffspeichernder Gemeinschaften, die gegenseitige Vorteile für die lokale Bevölkerung, die Umwelt und die Wirtschaft beinhalten. Dieses Modell konzentriert sich im Wesentlichen auf die Bedeutung der Absenkung von Photosynthese (Kohlenstoff) und die Förderung von gemeindebasierten Co-Vorteilen für die neuen biogenen Materialindustrien. Zu den vorhandenen Beispielen gehören: energieflexible Gebäude, die an ein intelligentes Stromnetz gebunden sind, Fernwärme- und Fernkühlungsbeziehungen mit einer lokalen Gemeinde, Transitorientierung und Entwicklung, die den Transport mit Wohnraum verbinden, wirtschaftliche Opportunitätszonen, in denen landwirtschaftliche Rückstandsprodukte mit der Materialherstellung kombiniert werden, sowie Ausbildung und Schulung der Arbeitskräfte Partnerschaften mit lokalen Universitäten. Dieser Bericht legt nahe, dass ein Technologiezentrum die Drehscheibe für kohlenstoffspeichernde Gemeinden bilden könnte.
  • Sei zukunftsfähig. Seien Sie führend in der zukünftigen Kohlenstoffwirtschaft und Vorreiter in der Öko-Ag-Tech-Industrie. Das Design für Vorfertigung, Modularität, Zirkularität und Wiederverwendung ermöglicht zukünftige Flexibilität.

Der Dreh- und Angelpunkt für eine kohlenstoffpositive Zukunft erfordert Designänderungen, die über die Emissionsreduzierung hinausgehen und kohlenstoffspeichernde Materialien und Strategien fördern, die noch weiter zur Erreichung der klimaneutralen Ziele bis 2030 beitragen.

5 Einschränkungen und zukünftige Anwendungen

Einschränkungen und zukünftige Anwendungen

Einschränkungen. In dieser Studie wurden mögliche Änderungen in Bezug auf: Bauvorschriften, Materialbaugruppen in Bezug auf Feuchtigkeit, Feuchtigkeit und Temperatur, architektonische Gestaltung, Tragwerksplanung, Kostenschätzung sowie Baupläne oder -spezifikationen nicht gründlich untersucht.

Zukünftige Anwendungen. Wir gehen davon aus, dass es bei der Entwicklung von kohlenstoffspeichernden Materialien einige bemerkenswerte nächste Schritte gibt, darunter:

  • Code-Revisionen
    • Identifizieren Sie Code- und Standardbarrieren für die Einführung neuer Materialien
    • Beteiligen Sie sich an Standards und Codeentwicklungsprozessen, um Revisionen zu unterstützen
    • Unterstützen Sie Tests und Zertifizierungen nach Bedarf, um Bedenken wie Feuerwiderstand / Wasser auszuräumen
  • Pilotmaterialien
    • Beauftragen Sie ein Architektur-, Ingenieur- und Konstruktionsteam mit der Bewertung von Materialien hinsichtlich Kosten, Zeitplan, Lebenssicherheit, Bauvorschriften, Feuer, Luftfeuchtigkeit und anderen Leistungsspezifikationen sowie Produktverfügbarkeit
    • Untersuchen Sie neue und innovative biogene Materialien in frühen Entwicklungsstadien
  • Prototypen von Gebäuden
    • Bauen Sie einen kleinen, aber wirkungsvollen Prototyp, nicht unbedingt einen Industriecampus
    • Betrachten Sie Demonstrationsprojekte für bezahlbaren Wohnraum und Strukturen von Gemeindezentren
  • Chancen und Hindernisse angehen
    • Förderung von EPDs für Materialien, Ökobilanzen, Richtlinien, Tools und Methoden
    • Bereitstellung von Unternehmensanreizen für neue Materialien / Herstellung und Ausbildung / Karriere
    • Entwicklung von Erhebungsinstrumenten, die sich mit Chancen und Hindernissen für die Marktakzeptanz befassen, einschließlich: Umweltwerte, Design, Engineering, Herstellung und Konstruktionspraktiken
    • Bewerten Sie Möglichkeiten, um den vermiedenen und gespeicherten Kohlenstoff in Kohlenstoff-Assets umzuwandeln, die auf aufstrebenden Kohlenstoff-Marktplätzen für Gebäude verkauft werden können
  • Anwalt für Umweltgerechtigkeit
    • Anwalt für Umweltgerechtigkeit in Bezug auf Klimafolgen, Materialien und Herstellung, Zugang zu wirtschaftlichen Möglichkeiten durch Geschäftsentwicklung, Bildung und Berufsausbildung
    • Unterstützen Sie kohlenstoffspeichernde Materialien, um gesunde Ergebnisse für Menschen, Wohlstand und den Planeten zu fördern
Zweckgebaute Baumaterialien

6 Referenzen

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Carbon Leadership Forum | Index für kohlenstoffspeichernde Materialien
Kriegh, J., Magwood, C., Srubar, W.
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3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Zweckgewachsene Materialien
3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Carbon8 aggregiert Blue Planet http://c8s.co.uk
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3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Photosynthetische Mikroorganismen (Algen)
3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Zeobond (alternativer Zementbeton) http://zeobond.com
3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Schaumglas / Glasur https://www.glavel.com/
3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Palmkernasche / Palmkernschale https://www.researchgate.net/publication/279919872_The_Use_of_Palm_Kerne…
3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Biomason http://www.biomason.com
Struktur
1-1 Strukturell Rahmen Stahl- Lichtbogenofen Stahlherstellung
1-2 Strukturell Massivholz (Brettschichtholz usw.) https://www.apawood.org/manufacturer-directory
1-1 Wand- und Dachpaneele MIP Brettsperrholz (CLT) https://www.apawood.org/manufacturer-directory
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Thermal und Feuchtigkeit
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1-1 Wand- und Dachisolierung Zellulosedämmung https://www.cellulose.org/index.php
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3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Zelluloseschaum https://news.wsu.edu/2019/05/09/researchers-develop-viable-environmental…
3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Faserbasierte Materialien und Systeme
3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Ecococon Stroh / Holz https://ecococon.eu/ca/
3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Bamcore Wandsystem http://bamcore.com/
3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Modcell https://modcell.com/
3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Stramit Strohplatten https://www.strawtec.com/
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3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Hanfbeton (Paneele) http://americanlimetechnology.com/wp-content/uploads/2012/02/Hembuild_He…
3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Nur Biofaserblöcke http://justbiofiber.ca/
3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Agriboard http://www.agriboard.com/
3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Faserbasierte Platinen- und Plattensysteme
3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Vesta Eco Strohbretter http://www.vestaeco.com/Products,3.html
3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Kenaf / Hanf / Mais / Bagasse / Sorghum Brett https://www.americansorghum.com/sorghums-eco-friendy-building-material/
3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Seetang Dänischer Hersteller
https://convert.as/
3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Hanfholz Hempwood kürzlich in Kentucky gestartet
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3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Weizenstroh MDF https://www.novofibre.com/
3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Maiskolben-Spanplatte https://www.jmaterenvironsci.com/Document/vol7/vol7_N4/138-JMES-1811-201…
3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Torzo-Bretter https://torzosurfaces.com/
3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Faserbasierte Materialien und Systeme
3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Reishülsenplatten https://hdgbuildingmaterials.com/products/resysta/
3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Resysta https://hdgbuildingmaterials.com/products/resysta/
3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Hanf Wellblech Abstellgleis http://margentfarm.com/
3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Reisstroh MDF https://calplant1.com/product/
1-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Zementgebundene Holzwolle https://www.armstrongceilings.com/commercial/en-us/articles/tectum-part-…
1-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Mycofoam https://ecovativedesign.com/
1-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien TTS-Platten und -Blöcke http://ttsfpl.com/products/
1-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Holzfaserplatte https://golab.us/
1-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Hanfplatten https://hempearth.ca/products/hempearth-hemp-board/
1-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Reishülsenplatten https://hdgbuildingmaterials.com/products/resysta/
1-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Kork https://www.thermacork.com/external-walls/
1-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Biokohle https://www.biochar-journal.org/en/ct/3
1-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Rewall https://www.continuusmaterials.com/
3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Erdbasierte Materialien und Systeme
3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Wasserscheideblöcke https://watershedmaterials.com/
3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Tonplatten https://www.acoustix.be/produits/acoustix-pan-terre/
https://ecobuildingboards.weebly.com/uploads/5/0/7/3/5073481/ebb-overvie…
3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Irdene Böden Claylin in Oregon
http://claylin.com/
3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien In situ Stampflehm Zahlreiche Auftragnehmer in ganz Nordamerika
http://nareba.org/
3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Komprimierte Erdblöcke Zahlreiche Lieferanten und Installateure in den USA
https://dwellearth.com/
3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien PISE besprühte Erde Zahlreiche Lieferanten und Installateure in den USA
https://semmesco.com/our-methods/pise-rammed-earth/
3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Farben auf Tonbasis Zahlreiche Lieferanten und Installateure weltweit
https://www.bioshieldpaint.com/index.php?main_page=index&cPath=144&zenid…
Andere Isolierung Technologien
1 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Zementgebundene Holzwolle https://www.armstrongceilings.com/commercial/en-us/articles/tectum-part-…
3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Reishülsen
3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Isolierung von Textilabfällen https://www.researchgate.net/publication/235953688_Textile_waste_as_an_a…
3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien IsoStrau https://www.isostroh.com/iso-straw/
3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Wolle https://havelockwool.com/
3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Bagasse https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S092134491300058X
3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Solomit Strohplatten https://solomit.com.au/acoustic-strawboard-ceilings/
Andere Konstruktion Technologien
3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Flechte
3-5 Kohlenstoffpositive zukünftige Materialien Grünes Dach https://liveroof.com
SoS-Strategien
1-5 Jahre Kohlenstoff-positive Zukunft System-of-Systems-Ansatz zum Aufbau eines Greenr Campus / einer vernetzten Community
1-5 Jahre Kohlenstoff-positive Zukunft Vorgefertigte modulare Systeme / vorgefertigte modulare Komponenten
1-5 Jahre Kohlenstoff-positive Zukunft Zirkularität / Design für Dekonstruktion und Wiederverwendung

 

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