众所周知，碳早已成为老生常谈的话题。不仅在此地，几乎到处都有人会谈论到温室效应，二氧化碳，化石燃料，碳固存等等深奥的术语，而这些词汇已经愈发广泛地渗透到我们生活的方方面面。为什么碳如此重要？为什么作为建筑师、建筑学学子或者建筑爱好者的我们必须要关注这看似无形的东西？
要回答这些问题，我们首先不得不重新回归到化学课和元素周期表上，对此我深感抱歉。碳作为一种化学元素，具备与其他元素相结合而形成分子的能力。当碳原子与二价氧相结合时，会生成二氧化碳（CO2）.二氧化碳是一种无色无味的气体，本身并无害处。但是，当空气当中的化学物质失去平衡而导致大量二氧化碳释放出来时，它将对大气产生破坏。植物能够通过光合作用吸收二氧化碳并释放出氧气；相反，动物则需要从空气中吸入氧气并释放二氧化碳。我们的身体有18%是由碳元素组成的，植物则有50%由碳元素组成，它是第四大储量最为丰富的化学元素。
千百年来，动植物经历生老病死，它们的遗骸被埋葬于地下，接受着地下的压力与热的作用，转化为所谓的化石燃料，成了嫩能够满足人类生存和发展需求的宝贵能源。石油、天然气和煤炭就是这类化石燃料的典例，它们碳含量丰富，燃烧时会把封存的碳以碳氧化物的形式排到空气当中。
空气当中本身就有碳元素的存在，除了以前面所述的二氧化碳的形式存在，还以一氧化碳、甲烷和氯氟烃（CFC）等形式存在。这些气体对于生物的生存至关重要，因为它们可以吸收地球表面的辐射热，而这种“温室效应”能够帮助地球上的生物维持在适当的温度范围。
然而，随着近百年来工业化的迅猛发展，人类对化石燃料大肆开采和使用的脚步从未停歇，导致储存在地面以下或植物中的固碳大量释放到大气之中，进一步致使当今碳吸收和碳排放之间的极大不平衡。严重的后果是，碳的一再积累使得更多的热量被大气吸收，导致地球温度一再上升，进而引发不堪设想的气候变化。
可能有人会问，这些与我们有什么关系。建筑师朋友们，我们正身处在一个产生巨大温室气体的行业当中工作。建筑物每年几乎都会产生接近全球总排放量40%的温室气体，其中在建造过程中产生11%，在施工操作中产生28%。【1】鉴于城市人口正在逐年激增，可想而知当前的城市化建设速度将于未来几十年里继续迅速增长，因此，减少建筑行业各环节的碳排放对于应对气候变化而言至关重要。
每种建筑构件或者材料都有一个比其他材料更大的碳“足迹“。木材就是一个例子：在树的生长过程中，树木体内储存了大量的碳。经过砍伐、搬运、运输、安装等一系列过程之后，大量的碳会释放到大气当中，但可能会少于树木在其生长过程中所消耗的碳。为了便于量化我们在设计过程当中的每个决策对环境产生的影响，我们对材料当中存在的碳进行定义。它是指与结构的制造、维护和拆除相关的温室气体的排放，通常以千克二氧化碳（kg CO2）作为单位。
生命周期评估可以衡量产品在整个使用寿命，包括在加工的过程中对环境产生的影响，这是目前最广为接受的方法。这种方法使用户可以计算在建筑材料的制造、运输和建造过程当中，以及后续在使用、维护、翻新、拆除和处理的过程当中对环境所造成的影响。全球变暖是生命周期评估最重要的参考指标之一，它同时还可以得出产品在整个使用寿命中对于环境的消耗、破坏情况，例如烟雾的产生、水的污染程度和废物的产生。
生命周期评估可以应用于任何类型的产品，上到整个建筑，下到单个的组件。当这种评估在运行时考虑到整个建筑项目的情况时，可以将它称为对建筑整个生命周期的评估。它使项目团队和利益相关者可以更好地了解建筑物以及建筑当中每个部分对环境可能的影响。如果要评估整个建筑物含碳的情况，则需要访问建筑物在整个生命周期当中所涉及的所有相关的材料和过程的碳排放数据。
对具体的某座建筑而言，它们的材料、基地位置都各不相同。要想实现比较的有效性和合理性，必须使用相同的参考标准来获得有关该建筑性能的重组信息。要想实现为未来的可持续建筑制定有效的目标，获得足够多的相关信息显得尤为重要。为了建立现有信息的数据库，需要在相同的范围内对建筑进行一系列的碳评估。加拿大的不列颠哥伦比亚大学多年来一直在针对这个问题进行研究。《UBC生命周期建筑学习》一文中记录了该团队对校园内的三座建筑进行的九次谈评估。该报告使用了三种不同的工具：Athena IE4B, One Click LCA, 和EC3。这项研究可以便于我们更好地理解项目团队在制定用于量化特定建筑材料的用料清单之时所面临的重重挑战、不得已的让步、存在的信息差以及它们对碳封存的影响。
要实现建组生命周期的评估，从业人员首先应该做到能够完全控制建筑物中用到的各种材料和具体的数量。物料清单是不可或缺的，它的制定过程中的一些决策和假设也会导致生命周期评估结果产生变化。在进行分析前，必须确定评估的目的和范围。这些前期的决策为后续的成功与否奠定基础，概述了明确定义的相关参数，如评估的目标、范围、时间和数据来源等等。
为了得到更为全面的评估，通常会使用一些特定的工具，并从“BIM“文件当中获取相关的信息，例如材料、尺寸、造型等等。而评估的对象是主要的建筑元素，例如地基，地板结构、梁和柱，屋顶覆盖物以及外墙的结构等等。通过整合所有的信息，我们就可以确定哪些建筑部件最容易导致全球变暖，它们在建筑物总体的排放量之中占比有多大，以及在他们呢的生命周期的哪个阶段对环境可能产生的影响最大。在这个过程中至关重要的是，应该保证信息的更新过程，以保证能够得到更为可靠的结果。上述提及的材料清单以及BoM（建筑体量范围内包括的预估用材量，通常不包括建筑副产品中的残留物）的制定必须遵循一种方法，并需相关其他信息的共同配合以得到可靠的分析结果。报告还对相关的方法进行了说明，在UBC EMBODIED CARBON PILOT: Bill of Materials Generation Methodology中对每个步骤都进行了说明。
如果可以在设计阶段就完成对建筑整个生命周期的分析，那么在选择设计方案时就会变得更加容易。只需要花一些时间衡量它们对环境所产生的影响，即可实现在项目的实际需求与环境友好之间取得平衡。计算潜在的产品或项目对环境所产生的影响有助于减少碳排放，改进建筑的总体能耗。这项功能在建筑行业当中正变得越来越紧缺。
译者：商海渝
