研究人员为加拿大房屋建设规划了更可持续的道路

采用正确的可持续建筑实践组合可以帮助加拿大实现其住房目标——到 2030 年建造多达 580 万套新房——同时不违背其气候承诺。

多伦多大学可持续建筑环境中心 (CSBE) 的研究人员开发了一种计算机模拟，用于预测新建住房和基础设施建设的排放情况。

该工作基于 CSBE 先前的研究，该研究表明，为了实现加拿大的温室气体排放目标，2030 年建造的房屋需要在建设过程中比 2018 年建造的房屋减少 83% 的温室气体排放。

“在减少排放的承诺与恢复住房可负担性之间存在明显的紧张关系，”应用科学与工程学院的土木工程与矿物工程副教授、CSBE 主任肖珊娜·萨克斯说。

“但这种紧张关系只存在于我们现有的住房方法中。正如我们的研究所表明的那样，我们可以建造 580 万套房屋并减少建筑产生的温室气体排放——只是我们必须以不同于过去的方式建造它们。”

在最新论文中，CSBE 团队构建了他们所谓的未来基础设施增长 (FIG) 模型，该模型使团队能够评估实施旨在降低这些排放的各种策略的效果。

“我们使用来自加拿大目前约 50,000 个社区的开放数据构建了我们的模型，”《环境科学与技术》杂志新发表论文的第一作者、博士生基根·兰金说。

“我们研究了每个社区有多少住房单元、住房存量包含哪些类型、服务它们的道路有多长等方面。然后，我们使用对当前建筑方法的了解来模拟如果您在未来按照相同的社区类型分布建造一定数量的新房屋，那么建筑产生的排放将是多少。

“一旦我们有了这些数据，我们就可以提出这样一个问题：通过采用可持续的建筑策略，如更密集的社区或更好的建筑设计，我们能够减少多少排放？”

该团队研究了五种可实施的策略，以减少与住房建设相关的排放：

• 城市形态：对现有社区的分析表明，与主要由郊区单户住宅组成的社区相比，包含更多多户建筑（无论是高层还是低层）的社区每单位排放量更低。该策略将涉及转向更多此类多户社区形式。

• 更高的填充率：这指的是在现有社区——即已经建成的区域——中建造新住房。因为它重用了现有的基础设施，如道路和水管，这种新住房的建造排放量低于绿地开发。

• 循环性：该策略涉及在建造新建筑时再利用现有的建筑或基础设施。例如，将单户住宅翻新为多户住宅所需的材料比拆除它并从头开始建造要少。

• 材料技术改进：在混凝土或钢材等材料的制造方式上的创新可以减少它们的碳足迹。该策略假设到 2030 年，我们的主要建筑材料将在生产过程中减少 20% 至 25% 的排放。

• 一流的设计：该团队发现，一些住房设计与每单位较低的排放量相关，例如通过更好的布局使房屋整体更小。另一个例子涉及住宅建筑中地下部分的比例。由于地下室通常由碳密集型的混凝土制成，因此相同大小的房屋如果地下室较小，则排放量会更低。

需要采用多种策略

研究人员使用 FIG 模型表明，如果不改变建筑实践，以恢复住房可负担性所需的速度建造住房，将使加拿大的气候承诺超标 437%。

然而，如果实施上述策略，FIG 模型表明它们实际上能够将排放量降至目标水平以下。

该模型还表明，虽然需要所有五种策略来实现目标，但其中一些策略的效果比其他策略更强。例如，改变城市形态和使用一流设计共同构成了约三分之二所需的改进。相比之下，填充策略、循环性和制造业的改进分别占所需变化的十分之一左右。

研究人员发现，在未来一二十年里，可持续建筑最重要的元素将是设计更好的建筑和建立更密集的社区。

“这些数据非常接近，当然，所有这些估计都存在一定程度的不确定性，但很高兴看到我们低于标准线，因为这意味着情况并非完全无望，”兰金说。

“毫无疑问，到 2030 年建造 580 万套住房是一个激进的目标。我们可能无法完成，如果不能完成，那么保持在我们的碳预算范围内就会更容易一些。

“但我们以前也做过雄心勃勃的事情，比如仅在五年内就建成了一条横跨全国的铁路。这项分析表明，我们已知的策略是可行的，而且如果我们想防止气候变化的最坏影响，同时恢复住房的可负担性，那么所有这些策略都是必需的。”