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以下内容来源于碳领导论坛Carbon Leadership Forum，下文简称CLF。

项目信息

项目名称：特伦特大学法医学犯罪现场实训中心（Trent University Forensics Crime Scene Facility）

区域：加拿大东部

位置：加拿大安大略省彼得伯勒市

建筑类型：教育类 – 学院/大学

建筑类型：第5类（并非加拿大的正式分类）

总建筑面积：约 418 平方米

竣工年份：2021 年

 

项目团队

建筑师：Christopher Z. Tworkowski 建筑师事务所

结构工程师：Building Alternatives

总承包商：Gerr Construction

业主：特伦特大学

其他团队成员：

零碳设计与施工顾问：Endeavour Centre/Builders for Climate Action
机电工程师与光伏设计：ZON Engineering

 

隐含碳亮点

• 用于基础、基础墙和楼板的混凝土使用辅助胶凝材料（矿渣替代了 35-45%的波特兰水泥）；
• 使用来自佛蒙特州北部的泡沫玻璃骨料作为板下保温材料，替代泡沫塑料；
• 使用两种大麻基材料：来自加拿大阿尔伯塔省一家公司的预制大麻混凝土砌块（替代混凝土砌块），以及魁北克省制造的大麻纤维絮垫保温材料（替代喷涂泡沫墙体系统）；
• 木屑绝缘混凝土模板基础；
• 用木纤维板替代泡沫塑料作为外墙连续保温材料；
• 用安大略省制造的纤维素保温材料替代矿物纤维屋面保温材料；
• 采用本地采伐木材烧杉板作为外墙挂板，并在教室区域使用生物基亚麻油地板。

1. 项目总览与项目目标

特伦特大学法医学犯罪现场实训中心是加拿大大学校园内建造的首个此类专业法医学培训建筑。这座约 418平方米的建筑内设有独特的空间和设备，开创了教学和探索法医学方法论的新途径。该项目是该校首次在校园内设计和建造零能耗建筑的尝试，项目团队秉持“更少排放，更多储存”的口号。所有产品和材料均以尽可能低的隐含碳为标准进行选择和采购，并尽可能纳入尽可能多的碳储存产品。除材料选择外，设计团队还追求高度的能源效率，提高了保温水平（阁楼 RSI-5.28，墙体 RSI-7.4，基础和楼板RSI-4.93），并实现了高度气密的外围护结构（满足被动房最低每小时0.6次换气的要求）。该建筑采用空气源热泵进行供暖和制冷，屋顶设有43kWh的光伏阵列，建筑能耗需求极低，并能够通过现场发电实现年度自给自足。

特伦特大学着手建造该项目，以体现该校在校园内实现积极气候目标的承诺。校方希望能够量化其目标，并决定采用国际未来生活研究所的零碳认证，因为该认证不仅要求卓越的运营减排，还要求降低隐含碳。校方决定尝试在隐含碳方面达到与运营碳相同的“净零”水平，利用产品中储存的新型生物碳来抵消制造产品所产生的排放。

该项目是加拿大首个获得国际未来生活研究所零碳认证的建筑，该认证是经第三方验证、行业认可的标准，用于验证已建成项目的运营和隐含碳排放已被中和。获得零碳认证的建筑需经过 12 个月的性能期和第三方验证，以确保其节能、无燃烧（或正在逐步淘汰燃烧）并使用可再生能源供电。根据竣工时有效的零碳认证 1.0 版，该项目的总隐含碳必须控制在 500 kg CO₂e/m² 以内，且隐含碳比基准情景至少减少10%。

部分基于该项目的成功范例，特伦特大学于 2023 年通过了可持续发展与能源计划，设定了到 2050 年实现运营温室气体净零排放的目标，并完成范围三温室气体清单的编制。

2. 项目是如何减少隐含碳的？

项目团队寻求新颖的生物基产品来实现项目的碳储存目标，而不是依赖大量木材产品，因为他们认为短周期作物和废物流原料的碳储存价值评估比原生木材产品更有说服力。该项目使用的生物基产品包括两种不同的大麻基材料、木屑绝缘混凝土模板基础、纤维素保温材料、亚麻油地板和木材挂板。

 

团队还寻求使用尽可能低隐含碳的、无法被生物基替代品取代的产品版本，例如用于基础的膨胀玻璃骨料保温材料。泡沫玻璃砾石是一种轻质、隔热的骨料，由消费后回收的玻璃制成。这种轻质材料每厘米提供约 RSI-0.032 的热工价值，并具有较高的结构承载力，使其能够用一种产品替代板下泡沫保温和板下骨料。

 

该项目使用的绝缘混凝土模板采用废弃木屑与水泥结合而成，替代了典型的泡沫保温材料。对于基础、基脚、墙体和楼板中使用的预拌混凝土产品，团队采购了含有矿渣的混凝土——矿渣是钢铁制造过程中的废料副产品，用作辅助胶凝材料——替代了混合料中 35-45% 的波特兰水泥。

来自阿尔伯塔省一家公司的预制大麻砌块被用作承重墙，替代了混凝土砌块；大麻纤维絮垫保温材料被用于填充墙骨柱空腔，替代了喷涂泡沫。大麻纤维重量轻，是非常有效的绝热材料。大麻混凝土砌块等产品由大麻秆芯、石灰和水制成。

 

基准条件是如何确立的？

特伦特大学为校园内的新开发项目制定了统一的设计和施工指南。该项目的设计团队能够利用这些指南构建基准模型，作为“常规做法”下本会采用的设计和产品规格的有力指标。

团队使用 BEAM 工具检查建筑的基准模型，以识别隐含碳热点，并利用该工具的比较功能来识别低碳及/或生物基替代方案。随后对这些方案进行研究，以确定各自在成本、规范、性能和隐含碳方面的属性，最终选择能够满足所有法律和性能要求且成本影响最小的方案。

 

注：BEAM（Building Emissions Accounting for Materials，建筑材料排放核算工具） 是一款由加拿大非营利组织 Builders for Climate Action 开发的免费建筑隐含碳估算工具，旨在帮助建筑从业者轻松计算和比较建筑材料的碳足迹。

 

3. 生命周期评估（LCA）方法

所使用的生命周期评估工具/软件：

BEAM 测试版，其生物碳处理方法已调整以与 BEAM v1 保持一致

4. 基于基准线的隐含碳减排效果

结果以单位建筑面积的全球变暖潜能值（kgCO2e/m²）表示（即隐含碳强度），基于BEAM工具的输出结果。总建筑面积由项目团队提供。

• 基准线全球变暖潜值 (A1-A3)

518 kgCO2e/m²

• 设计方案全球变暖潜值 (A1-A3)

不计生物碳：224 kgCO2e/m²

计入生物碳：77 kgCO2e/m²

• 估算的隐含碳减排量 (A1-A3)

不计生物碳：57%

计入生物碳：85%

*这些数值是BEAM 测试版工具计算的”碳储存”清单指标，代表单位材料中储存的碳。这与生物碳流动不同。本分析包括来自农业或林业残余物及回收流转生物基材料的碳储存。原生森林产品（包括结构用木材、胶合板、定向结构刨花板、木桁架或工字梁）不计入碳储存。

5. 项目亮点与经验总结

在该项目中，达成隐含碳目标最终比实现净零运营能源目标更容易。例如，对承包商而言，学习如何进行先进的被动房级别的气密性密封，比学习安装不同类型的絮垫保温材料或浇筑低碳混凝土更独特于其常规实践，也更具挑战性。

这是许多施工团队成员首次接触这些创新材料，并在施工过程中体会到了一些益处。他们发现，安装大麻纤维絮垫保温材料不会像有时安装典型玻璃纤维絮垫那样引起瘙痒和咳嗽。木屑绝缘混凝土模板基础是另一种在现场广受欢迎的材料。这种材料可以用普通的木工工具切割，使得安装快速简便。

Endeavour Centre 团队负责大麻砌块的安装，这对整个团队来说是一种新产品，它要求基础找平到能够适应仅 1/8 英寸公差的”卡合式”大麻砌块，这是一个耗时的过程。

安装泡沫玻璃板下保温材料让承包商意识到这是一种节省劳动力的做法，因为它是一个单步骤过程，取代了先浇筑并找平砾石、然后在管道、开孔和角落周围切割和修剪典型泡沫板的两步骤过程。

除去光伏系统，该项目的单位面积成本最终与特伦特大学校园内典型项目的成本大致相同。

 

认证与荣誉

• 加拿大首座获得国际未来生活研究所零碳认证的建筑 – 特伦特法医学设施成为加拿大首座获得国际未来生活研究所零碳认证的建筑 – 新闻报道

案例研究贡献者

• Chris Magwood，RMI 与 Builders for Climate Action
• Niusha Manavi，Bora Architecture & Interiors

更多项目信息

• 特伦特大学法医学专业
• Endeavour Centre 可持续建筑学校 – 系列施工博客文章