未来城市该如何减少碳足迹

当我们想到气候危机时，脑海中立刻浮现的世界末日景象：永无止境肆虐的野火、干旱的草原、因山洪暴发而瘫痪的高速公路。

但是，造成气候变化的最大因素之一，也是最不显眼的因素之一——我们的住宅和办公大楼，我们的道路和桥梁，甚至我们的人行道。

事实上，构成我们建筑环境的元素几乎产生了全球温室气体 (GHG) 排放量的一半。例如，2020 年仅在加拿大，建筑物排放了87.8 兆吨二氧化碳，占了该国总排放量的 12%。“加拿大的人均排放量是 G20 国家中最高的，”研究如何减少建筑物排放的建筑师兼多伦多大学教授凯利·阿尔瓦雷斯·多兰 (Kelly Alvarez Doran ) 表示。“这与我们的生活方式以及我们如何构建我们的建筑环境有很大关系。”

更棘手的是，我们的建筑环境以两种不同的方式产生排放。有一些是由建筑物的运行（其加热、冷却和照明）产生的，也有由所谓的隐含碳产生的——与整个建筑生命周期中使用的材料和施工过程相关的二氧化碳。

使用最新材料和系统减少新建筑的排放相对简单。然而，在现有的建筑物和基础设施中，这并不是那么简单。例如，新能源法规可能需要三层玻璃窗，但拆除旧窗户和新建窗户所产生的排放可能不会导致二氧化碳的净减少。

鉴于这种复杂性以及构成我们建筑环境的令人眼花缭乱的形式、流程和材料，加拿大公司正在开创一系列同样令人眼花缭乱的解决方案——从乔治布朗学院的林伯洛斯特广场等新的大型木结构建筑到智能软件程序优化能源效率。

这一领域的公司往往分为两类：开发替代建筑材料和方法的公司，以及专门从事改造解决方案的公司。第一个包括像Vero Solutions这样的公司，它使用模块化方法建造比传统建筑具有更小的环境足迹的高层建筑，以及Pliteq，它们将汽车轮胎回收成建筑材料。

多兰认为，所有新建筑都可以使用现成的低碳绝缘材料、水泥和地板密封剂来建造。“有很多容易实现的成果，在普通建筑中，可以减少 30% 到 40%。”

最引人注目的替代材料之一来自Etobicoke（埃托比科克）的Mitrex，其首席执行官 Daniel Hadizadeh 是一位专门从事建筑覆层的工程师，他对太阳能被浪费在他提供的建筑物上感到越来越沮丧。2015 年，他开始研究光伏建筑一体化（BIPV）——本质上，太阳能电池板被集成到建筑结构中，将建筑转化为自己的能源。这项技术已经存在多年，但Hadizadeh很快就发现它很昂贵，而且可用的产品尺寸、颜色和规模都有限。

他开始通过Mitrex来填补这一空白。该公司现在生产各种可定制的太阳能电池板、外墙、壁板、屋顶和栏杆，这些产品已用于从公寓到高速公路隔音屏障的所有领域。

该公司最引人注目的项目之一是在其总部附近的一栋经过改造的工业建筑中建造一堵 7000 平方英尺的太阳能墙。它是北美最大的此类结构，每年可产生 100000 千瓦时的电力，提供建筑物所需的所有电力。（相比之下，截至 2019 年，安大略省家庭平均每年使用约8250 千瓦时。）

“我们正在努力改变现状，”Hadizadeh 说。“试图把事情做得比我们的父亲做得更好。不要一遍又一遍地重复同样的错误。”

与此同时，改造解决方案已由总部位于温哥华的Miru等公司开发，该公司为建筑物和汽车制造“智能”窗户以降低能耗，以及位于安大略省伯灵顿的系统制造商Feedback Solutions可以立即改善现有加热和冷却系统的效率，无需昂贵或冗长的翻新。

反馈系统使用热传感器来跟踪占用情况，并自动将加热、冷却和通风调节到最佳水平。这种优化可以将建筑物的能源成本降低多达 40%。

“如果设置正确，您可以在下个月减少温室气体排放，”该公司首席营销官凯伦史密斯说。

当然，新冠病毒这种流行病使这种灵活的技术变得更加重要，工作场所、教室和机场现在都被不断变化的人口所占据。

“现在有两个主要问题发生冲突，”史密斯补充道。“我们面临气候变化，我们非常关注室内空气质量。您不想过度通风并产生不必要的温室气体排放以及随之而来的不断增加的能源费用，但您也不想通风不足，因为对此也很敏感。”

所有这些创新都是由政策的巨大转变和快速增长的市场推动的。2019 年，世界绿色建筑委员会呼吁到 2030 年将与建筑和基础设施项目相关的碳减少 40%，一年后，温哥华成为北美第一个包含相同目标的气候应急计划的城市。

与此同时，纽约市通过了北美最激进的立法，要求许多建筑物到 2030 年将排放量减少 40%，否则将面临严厉的经济处罚。多伦多新建筑绿色标准的最新、更严格的版本并没有走得太远，但它确实包括，最后，新的碳自愿跟踪要求。

多伦多绿色标准不仅限于建筑物，它还旨在改善空气质量、增强城市森林和更好地管理雨水——鉴于气候变化使暴雨变得更加严重和不可预测，这项任务变得越来越重要。一家名为 Curb the Rain 的早期初创公司提出了一个巧妙的想法来应对此类天气事件——用透水混凝土重新设计现有的路缘基础设施。

在山洪暴发期间，路边可以暂时收集雨水，然后再将其排入现有的雨水系统。Curb the Rain 由四名 U of T Mississauga 可持续管理专业的学生创立，该团队去年在Rain It In中获得一等奖，这是一项致力于气候变化解决方案的学生竞赛。

该团队的设计还处于初期阶段，目前 Curb the Rain 在孵化场、多伦多大学的创业孵化器以及其他有助于弥合研究和融资差距的大学组织中探索 3D 打印机会。“我们试图拉动很多因素，”工业工程师、首席执行官蒂娜·埃利奥特 (Tina Elliott) 说。不过，即使在这个阶段，她也对他们技术的潜力感到非常兴奋。而且，确实是整个可持续建筑领域。

“给我希望的是，”她说，“人们正在想出创新的方法来在一个全新的行业或传统行业中做事，这些行业开始意识到是时候做些改变了。

byJason McBride

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