近年來,由于全球氣候變暖導(dǎo)致世界各地極端氣候頻發(fā),應(yīng)對(duì)氣候變化刻不容緩,約有120個(gè)國(guó)家和地區(qū)已經(jīng)提出了“零碳”或“碳中和”目標(biāo)。作為減碳先行者,瑞典在可持續(xù)發(fā)展及現(xiàn)代木建筑領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位。瑞典有著非常豐富的森林資源,在寒冷的氣候中緩慢生長(zhǎng)的木材質(zhì)地優(yōu)良,適用于重型木結(jié)構(gòu)建筑的建造。木材是可再生、可重復(fù)利用、可生物降解的天然綠色材料,在節(jié)能減碳的這條道路上,木材大有可為。瑞典木業(yè)協(xié)會(huì)作為行業(yè)協(xié)會(huì)“瑞典森林工業(yè)聯(lián)合會(huì)”的一個(gè)部門,一直在推動(dòng)瑞典木材在建筑等各個(gè)領(lǐng)域的市場(chǎng)和價(jià)值。
早在2008年,歐洲議會(huì)批準(zhǔn)了應(yīng)對(duì)氣候變化的一攬子政策,其總體目標(biāo)是與工業(yè)化前的全球氣溫相比,防止全球變暖超過2攝氏度。歐盟同意到2020年必須實(shí)現(xiàn):與1990年的水平相比,至少減少20%的溫室氣體排放;能源效率提高20%;將可再生能源在終端能源消耗中的比例提高到20%;可再生能源在交通運(yùn)輸領(lǐng)域的能源消耗中占10%。時(shí)至如今,這些目標(biāo)早已達(dá)成。在2021年6月28日,歐洲理事會(huì)發(fā)表公報(bào)稱,歐盟國(guó)家最終通過了新的《歐洲氣候法案》,為歐盟各國(guó)在2050年實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)鋪平了道路。根據(jù)氣候法,到2030年,歐盟溫室氣體凈排放量與1990年的水平相比,至少減少55%;2050年前,歐盟各成員國(guó)將實(shí)現(xiàn)碳中和,即溫室氣體零排放。此外,歐盟建議設(shè)定2030年到2050年歐盟范圍內(nèi)的溫室氣體減排軌跡,以衡量減排進(jìn)展。
為了應(yīng)對(duì)全球氣候變化帶來的挑戰(zhàn),實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展,2020年9月下旬,中國(guó)也首次向全球宣布,力爭(zhēng)于2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。
迫于氣候變化帶來的各方面影響,全球都正在進(jìn)行各項(xiàng)舉措以盡快實(shí)現(xiàn)碳中和。而合理地使用木材是一個(gè)被忽視的解決方向。
木材的固碳作用對(duì)氣候的有利影響
樹木在生長(zhǎng)過程中,通過光合作用,以碳化合物的形式儲(chǔ)存二氧化碳。(雖然樹木和土壤也會(huì)釋放二氧化碳,但它們吸收的二氧化碳比排放的多得多。)森林生長(zhǎng)得越快,吸收的二氧化碳越多。樹木生長(zhǎng)過程中吸收到體內(nèi)的二氧化碳,會(huì)在木材的整個(gè)生命周期內(nèi)一直保留在內(nèi),包括木材被加工木制品之后的階段。因此,從氣候的角度看,進(jìn)行科學(xué)的森林管理并使用木材,要比保持森林原封不動(dòng)更好。消耗大量木材將其加工成建筑結(jié)構(gòu)框架等大型的、耐用的產(chǎn)品,可以擴(kuò)大木材的固碳作用,進(jìn)而緩解溫室效應(yīng)。
100多年來,瑞典一直很注重可持續(xù)的森林管理——每砍伐一棵樹,至少要種植兩棵新樹。因此,瑞典森林的增長(zhǎng)量遠(yuǎn)大于開采量,木材儲(chǔ)量常年穩(wěn)步增長(zhǎng),使木材成為了取之不盡、用之不竭的環(huán)??沙掷m(xù)建筑材料。
木材在全生命周期的各個(gè)階段都是氣候友好型材料。在木材生產(chǎn)階段,與鋼筋混凝土等建筑材料相比,鋸刨木材和加工木制品所需的能耗相對(duì)較低,加工過程中產(chǎn)生的樹皮和木屑等副產(chǎn)品也作為生物燃料為鋸木廠干燥窯供能;在木制品的使用階段,木結(jié)構(gòu)建筑和木材產(chǎn)品在其使用周期內(nèi)始終儲(chǔ)存二氧化碳、木結(jié)構(gòu)建筑易于改造和擴(kuò)建,因此使用周期較長(zhǎng)、木結(jié)構(gòu)建筑能耗低且木材具有良好的保溫性能,可以節(jié)省能耗、木材可回收再利用,例如舊建筑中的木材可以回收加工成纖維板,由此可以進(jìn)一步延長(zhǎng)二氧化碳的存儲(chǔ)時(shí)間;在末期階段,當(dāng)木制品不再被使用時(shí),可作為生物燃料,取代化石燃料,這對(duì)氣候也十分有利。
樹木生長(zhǎng)過程中吸收到體內(nèi)的二氧化碳,會(huì)在木材的整個(gè)生命周期內(nèi)一直保留在內(nèi),直到最終作為燃料被燃燒。而我們對(duì)于綠色建筑和低碳建筑的評(píng)估,往往只關(guān)注在建筑建成后的使用運(yùn)行階段,忽略了建筑材料的全生命周期評(píng)估。
當(dāng)廢棄的木制品被用作燃料或堆肥時(shí),儲(chǔ)存在體內(nèi)的二氧化碳就被釋放出來。但與化石燃料的碳排放相比,燃燒木材不會(huì)向大氣中增加額外的二氧化碳量。而且釋放的二氧化碳又被新種植和生長(zhǎng)的樹木通過光合作用吸收,如此循環(huán)往復(fù)。
現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑實(shí)現(xiàn)建筑物最小碳足跡
迄今為止,關(guān)于建筑物對(duì)環(huán)境的影響,爭(zhēng)議焦點(diǎn)主要集中在建筑使用階段(從建筑完工到拆除的時(shí)間段)。即使我們建造零能耗建筑,建筑材料的生產(chǎn)和建筑施工仍對(duì)氣候有巨大的負(fù)面影響。所以,為了更全面地了解能源消耗情況,我們還應(yīng)該關(guān)注材料生產(chǎn)和建筑施工階段,使用碳足跡最小的建筑材料和施工方法至關(guān)重要。
現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑滿足建筑對(duì)氣候的影響小和建筑節(jié)能的雙向需求。木材是大自然本身面對(duì)氣候問題的調(diào)節(jié)適應(yīng)和解決方法。當(dāng)我們考慮可持續(xù)發(fā)展需求時(shí),木材絕對(duì)是明智選擇。
根據(jù)瑞典中部大學(xué)的研究,、一棟四層的木結(jié)構(gòu)建筑可以凈儲(chǔ)存(除去木材生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸和施工建造過程中的能耗)150噸二氧化碳,而其他大規(guī)模使用的建筑材料都沒有這種能力。
在瑞典,木結(jié)構(gòu)建筑有著悠久的歷史。木材始終代表著傳統(tǒng)、生態(tài)意識(shí)和可持續(xù)性。
木材是一種可再生的天然材料
在瑞典,每年建筑業(yè)的碳排放量,相當(dāng)于每年所有汽車交通碳排放量的總和,高達(dá)1000萬(wàn)噸二氧化碳。很多評(píng)論員表示,人們必須重新審視目前的建造方式和建筑對(duì)氣候的影響。
《京都議定書》中關(guān)于減少二氧化碳排放的國(guó)際承諾,有利于促進(jìn)木材在建筑中的使用。許多國(guó)家已經(jīng)提議用木材取代高能耗的建筑材料,將木結(jié)構(gòu)方案作為國(guó)家戰(zhàn)略的一部分。全世界對(duì)木結(jié)構(gòu)技術(shù)的興趣和投資都在增長(zhǎng),甚至在森林資源很少的國(guó)家也是如此。
木結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)點(diǎn)可以總結(jié)為五點(diǎn),其中前四點(diǎn)與材料直接相關(guān),第五點(diǎn)與施工技術(shù)有關(guān):
1.砍伐森林獲取木材的過程能耗較低,并且木材中儲(chǔ)存著大量碳中和(碳中和:木材作為燃料被燃燒提供能量時(shí)釋放的二氧化碳量與樹木最初吸收的二氧化碳量相等)生物能。因此,大氣中不會(huì)產(chǎn)生額外的二氧化碳。在木結(jié)構(gòu)建筑中儲(chǔ)存二氧化碳是一種周期延長(zhǎng)的碳中和。
2.在木材產(chǎn)品使用階段,木材產(chǎn)品儲(chǔ)存的二氧化碳量約與木制品自重相當(dāng)。
3.在木結(jié)構(gòu)拆卸后,木材作為燃料被燃燒,釋放的能量通常比建造木結(jié)構(gòu)時(shí)所消耗的能量更多。這就是碳中和的能源,可以取代化石能源。
4.與其他建筑材料形成鮮明對(duì)比的是,木結(jié)構(gòu)建筑使用的是可再生的自然資源,不消耗不可再生的原材料。
5.木結(jié)構(gòu)建筑施工節(jié)約資源,運(yùn)輸簡(jiǎn)便和施工快速。此外,施工場(chǎng)地不大,噪音小,對(duì)周邊環(huán)境的影響小。
正如文章開頭所說,全球正在實(shí)行各種戰(zhàn)略方案以達(dá)成碳中和。木結(jié)構(gòu)建筑和木材產(chǎn)品可以充分發(fā)揮固碳能力,為盡早實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)做出貢獻(xiàn)。