Embodied Carbon Benchmarking for Low-Carbon Smart Buildings in Saudi Arabia Waqar Hussnain

あらゆる建物は、その扉が一般に公開されるずっと前から、カーボンフットプリントを残しています。建物の生涯における暖房、冷房、照明のためのエネルギー消費には多くの関心が集まってきましたが、総排出量の大部分は建設が始まる前にはじまり 않습니다。この「エンボディド・カーボン（内包炭素）」として知られる隠れたコストは、原材料の抽出、それらの製造、建設現場への輸送、そしてそれらを組み立てる物理的な行為から発生します。建物がよりエネルギー効率的になり、運用時の排出量が減少するにつれ、この事前の炭素負担は総環境負荷における大きな割合を占めるようになっています。ビジョン2030の下で巨大な新都市や観光拠点が増速しているサウジアラビア王国にとって、この事前のコストを理解し測定することは極めて重要です。明確な測定方法がなければ、設計者や建設業者はこれを効果的に削減することができません。

新しい研究の中で、研究者のワカール・フスネイニアン氏は、大規模な商業ビルのエンボディド・カーボンを測定し比較するための実用的なフレームワークを作成することにより、王国におけるこの問題の解決に向けた第一歩を踏み出しました。この研究は、特定のギャップに対処しています。すなわち、欧州や北米の建物に関する国際的なデータは存在するものの、サウジアラビア独自の材料、気候、および建設慣行に合わせたものがないという点です。本研究は、巨大なホテル、複合用途のタワー、観光コンプレックスなど、景観を再形成している「ギガ・プロジェクト」に焦点を当てています。実際のプロジェクトデータを分析することで、建築家やデベロッパーが、現在の基準、ベストプラクティス、および将来の目標に対して、自らの設計がどのような位置にあるかを確認できる一連のリファレンス・ポイント（基準点）を確立しています。

研究者は、建物のライフサイクルを最初から捉えることで問題にアプローチしました。彼らは、原材料の抽出から建物が実用的に完成し、使用可能になるまでの期間を範囲（スコープ）として定義しました。この期間には、原材料の供給、工場への輸送、製造プロセス、建設現場への輸送、および最終的な設置が含まれます。研究者がこの特定の窓口を選んだのは、設計上の決定が排出量に最も直接的な影響を与える段階であり、かつ、国際的な研究において最も一貫して測定されている建物のライフサイスの部分だからです。彼らは建物の日常的な運用や最終的な解体による排出量を除外し、構造物そのものを作り出すための事前のコストに焦点を絞りました。

測定を有用なものにするため、本研究では標準的な比較単位として、建物の総床面積1平方メートルあたりに排出される二酸化炭素換算量を採用しました。このアプローチにより、規模の異なる建物間での公平な比較が可能になります。データは、現在サウジアラビアで開発が進められている実際の商業および複合用途プロジェクトの詳細な材料リスト、いわゆる「数量明細書（ビル・オブ・クオンティティーズ）」から直接取得されました。これらのリストには、これらの構造物に使用される膨大な量のコンクリートと鋼材の詳細が記載されていました。研究者は、これらの数量を既存の材料の炭素強度に関するデータベースと照合し、特に主要な成分であるポルトランドセメント、フライアッシュやシリカフュームなどの補完材料、および鉄筋を精査しました。

研究の結果、王国内のすべての材料に対する完璧にローカル化された環境データ・データベースはまだ存在しないものの、実行可能なフレームワークを構築することは可能であると判明しました。研究者は、建物の性能を分類するために4段階のティア（階層）システムを提案しました。第1ティアは、現在の建築基準に沿った最低限受け入れ可能な限界を設定しています。第2ティアは、現在のプロジェクトの典型的な性能を表しており、今まさに起きていることのベースラインとなります。第3ティアはベストプラクティスを反映しており、コンクリートのカーボンフットプリントを削減するために補完的なセメンティシャス製品などの高度な材料を使用した場合に何が可能であるかを示しています。最後のティアは、王国の長期的な脱炭素化の野心に沿った最大限の削減を目指す、志の高い目標を設定しています。

主要な知見の一つは、セメントに大きく依存するサウジアラビア特有の材料構成には、単に他国の数値をコピーするのではなく、独自のベンチマークが必要であるということです。本研究は、コンクリートの炭素コストを下げることができる補完材料の広範な使用が、すでに一部のプロジェクトにおいて要因となっており、より良い性能への道として認識されるべきであることを強調しています。しかし、研究は重要な障壁についても指摘しています。それは、現地で生産された材料に関する詳細な環境データの不足です。現在の分析の多くは、地域的な材料に関する環境製品宣言（EPD）が依然として乏しいため、国際的なデータベースからの一般的なデータに頼らざるを得ませんでした。これはある程度の不確実性をもたらすことを意味しており、現在のベンチマークは強力な出発点ではあるものの、より多くのローカルデータが入手可能になるにつれて洗練させていく必要があります。

この研究の究極の目的は、これらのベンチマークを「モスタダム（Mostadam）」として知られる国家的なグリーンビルディング格付けシステムに統合することです。これらの4つのティアを認証プロセスに組み込むことで、サウジアラビアは建設部門に対して脱炭素化への明確で実践的な経路を創出できると本研究は示唆しています。これにより、業界はパフォーマンスを推測する段階から、進捗を測定するための構造化された透明性の高い方法へと移行することができます。このフレームワークは、デベロッパーが設計段階で具体的な目標を設定することを可能にし、ビジョン2030のギガ・プロジェクトによって生み出される膨大な建物ストックが、最初の日からより低いカーボンフットプリントで建設されることを保証します。

本研究は、あらゆるデータ上の課題を解決したと主張するものではありませんが、極めて重要な基礎を提供しています。適切なシステム境界を設定し、最も重要な材料に焦点を当てることで、王国のユニークな建設環境に適合したローカルなベンチマークを作成することが可能であることを実証しています。この研究は、歴史的に住宅建築や異なる気候に焦点を当ててきた世界の文献における決定的な空白を埋めるものです。サウジアラビアのギガ・プロジェクトのパイプラインを支配する商業および複合用途の類型に合わせてカスタマイズされた構造を提供することで、本研究は建物の脱炭素化という世界のパズルにおける貴重なピースを加えています。今後の研究では、これらの数字の精度を高めるために、地域からのより具体的なデータを収集する必要があるでしょうが、フレームワーク自体は、王国のより緑豊かな建造環境に向けた、明確で実行可能な道筋を提示しています。