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

在建筑物的门扉向公众开放之前，其碳足迹就已经留下了。虽然人们一直关注着建筑物在其生命周期内用于加热、冷却和照明所消耗的能源，但其总排放量中的很大一部分发生在施工开始之前。这种被称为“隐含碳”（embodied carbon）的隐藏成本，源于原材料的开采、制造、运输至施工现场以及物理组装的过程。随着建筑物的能源效率不断提高，其运营阶段的排放量逐渐下降，这部分前置的碳负担在总环境影响中所占的比例也变得越来越大。对于在“愿景2030”计划下正经历大规模新城市和旅游枢纽快速崛起的沙特阿拉伯王国而言，理解并衡量这一前置成本至关重要。如果没有明确的衡量方式，设计师和建造者就无法有效地降低这一成本。

在一项新的研究中，研究员瓦卡尔·胡斯南（Waqar Hussnain）通过创建一个实用的框架，来衡量并比较大型商业建筑的隐含碳，从而为解决王国的这一难题迈出了第一步。这项工作解决了特定的空白：虽然存在针对欧洲或北美建筑的国际数据，但尚未有针对沙特阿拉伯独特的材料、气候和施工实践而定制的内容。该研究聚焦于正在重塑景观的“巨型项目”（giga-projects），例如大型酒店、综合用途塔楼和旅游综合体。通过分析真实的工程数据，该研究建立了一套参考点，使建筑师和开发商能够了解他们的设计如何与当前标准、最佳实践及未来目标进行对比。

研究人员通过观察建筑物的全生命周期来切入问题。他们定义的范围涵盖了从原材料开采到建筑物基本完工并投入使用的整个阶段。这一时间跨度包括原材料的供应、运往工厂、制造过程、运抵施工现场以及最终的安装。研究人员选择这个特定的窗口期，是因为在这个阶段，设计决策对排放量的直接影响最大，且这是国际研究中最一致衡量的建筑生命阶段。他们排除了建筑物日常运营及最终拆除时的排放，而是专注于创造结构本身的前置成本。

为了使测量结果具有实用价值，研究使用了标准的比较单位：每平方米建筑总面积所排放的二氧化碳当量。这种方法允许在不同规模的建筑之间进行公平比较。数据直接来源于目前正在沙特阿拉伯开发的实际商业及综合用途项目的详细材料清单（即工程量清单）。这些清单详细列出了这些结构中使用的海量混凝土和钢材。研究人员将这些数量与现有的材料碳强度数据库进行了交叉比对，特别关注了主要成分：波特兰水泥、辅助材料（如粉煤灰和硅灰）以及钢筋。

研究发现，尽管目前在王国内还不存在一个针对每种材料都完美的本地化环境数据数据库，但仍可以构建一个可行的框架。研究人员提出了一个四级系统来对建筑性能进行分类。第一级设定了符合当前建筑规范的最低可接受限值。第二级代表了当前项目的典型表现，作为现状的基准。第三级反映了最佳实践，展示了当建造者使用先进材料（如辅助胶凝材料以降低混凝土碳足迹）时所能达到的水平。最后一级则设定了一个远大目标，旨在推动实现符合王国长期脱碳雄心的最大减排潜力。

其中一个关键发现是，由于沙特阿拉伯使用的特定材料组合高度依赖水泥，因此需要其独特的基准，而非简单地复制其他地区的数值。研究强调，广泛使用可以降低混凝土碳成本的辅助材料，已成为部分项目的现实情况，并应被视为提升性能的路径。然而，研究也指出了一项重大障碍：缺乏针对在当地生产的材料的详细环境数据。目前的分析在很大程度上必须依赖来自国际数据库的通用数据，因为区域性材料的具体环境产品声明（EPD）仍然匮业。这引入了一定程度的不确定性，意味着目前的基准是一个强大的起点，但随着更多本地数据的获得，仍需进一步完善。

这项工作的最终目标是将这些基准整合到国家绿色建筑评级系统——Mostadam中。通过将这四个等级纳入认证流程，研究表明沙特阿拉伯可以为建筑行业创造一条清晰、务实的脱碳路径。这将使行业从“凭感觉猜测性能”转向拥有一个结构化、透明的进度衡量方式。该框架为开发商在设计阶段设定具体目标提供了一种方式，确保由“愿景2030”巨型项目所产生的庞大建筑存量，从第一天起就是以较低的碳足迹进行建造的。

虽然该研究并未声称已经解决了所有的统计数据挑战，但它提供了一个至关重要的基础。它证明了通过正确的系统边界并聚焦于最重要的材料，完全有可能为王国独特的建筑环境创建一套本土化的基准。这项工作填补了全球文献中的一个关键空白，因为以往的研究更多地集中在住宅建筑和不同的气候条件下。通过提供专门针对主导沙特巨型项目领域的商业及综合用途建筑类型的框架，这项研究为全球建筑脱碳的拼图增添了重要的一块。未来的工作需要收集更多来自该地区的具体数据，以提高这些数字的准确性，但该框架本身已为王国的绿色建筑环境提供了一条清晰且具操作性的前进路径。