建築生命週期的蘊含碳排
建築物生命週期的視野
碳足跡最重要的視野在於生命週期(Life Cycle)的理論。所謂生命週期LC就是由出生到滅亡的時間。建築物的生命週期評估LCA(Life Cycle Assessment)就是由建材生產、營建運輸、建築使用到建築物拆解、廢棄物處理等過程的環境衝擊評估,亦即從建築物的「搖籃到墳場」進行全面性、系統性的環境影響評估。
日本曾以辦公建築五十年生命週期來進行經濟評估,發現初期的企畫、設計、營建成本僅佔26﹪,完工後的營運、修繕、更新佔了27﹪,五十年的水電能源支出佔了21﹪,稅金、利息、保險等一般管理費佔了26﹪(日本建築士連合會,1994,p8)。亦即從經濟投資之LCA來看,辦公建築的初期成本約僅佔四分之一,完工後的運轉成本高達初期成本的三倍。就建築物碳排的LCA結果來說,完工後日常使用的碳排常為完工前的七、八倍以上。此現象就如下圖所示:建築物新建初期的環境衝擊僅是冰山一角,但完工之後的環境衝擊有如隱藏於水面下的冰山,佔有絕大部分的權重。
圖1 建築物命週期的環境衝擊
過去,包括林憲德教授以及日本的一些研究都指出市面上建築物平均壽命約介於30~40年。但此30~40年的建築平均壽命乃屬社會層面的耐用年數,並不能作為建築LCA的依據,因為隨著建築產業的進步,建築物的平均壽命正逐步上昇中,例如日本由1941~45年代到1966~1970年代的建築平均壽命由34.2年上昇至56.9年。過去的建築壽命統計充斥許多建管制度不佳時期的低施工品質、違章建築、低耐震標準的建築物,其建築平均壽命顯然偏低,但最近在耐震規範、施工品管標準日漸強化的情況下,建築平均壽命有逐步上昇之勢。尤其本書的碳足跡評估法可被利用為建築產業財務計畫與產業經營之評估工具,其評估對象並非一般庶民的建築物,而是社會上較優質的建築群,其建築之生命週期似乎應採較高之標準才合理。 過去在日本在環境建築評估中常採35年之LCA評估間距,在財務LCA評估上也有採50年或65年評估的。在日本建築學會的建築物LCA指針中,則建議以100年為建築長壽化設計的比較對象。過去在台灣的綠建築評估常採取40年LCA的習慣,但這是社會耐用年數的概念,在財務計畫與產業經營上並不合理,今後在建築長壽命化與新耐震規範之趨勢下,尤其建築碳足跡評估以評估優質建築為主,應採取較長之LC標準才能更契合務實的目的。有鑑於英國對於住宅採用60年的LCA評估間距(經濟部能委會,2002),而日本BELCA對於價值工程減價償還計畫多以60年來模擬(BELCA,2012),因此林憲德教授建議RC結構建築物之LC也採用60年為標準。
林憲德教授同時建議採用IFRS的理論以掌握建築之LCA。所謂IFRS就是國際財務報告標準International Financial Reporting Standard的簡稱,從2005年以來已適用於歐盟七千家企業各種連結財物表格,成為目前有一百個國家採用的會計標準。IFRS的基本原則是時價主義,亦即盡量以公正價格來評價資產與負債。IFRS對於固定資產之價值評估,建議採用「分項會計(component accounting)」方式來進行,它對於建築投資的財務評估,也建議採用建築結構體、內裝、外裝、建築設備等分項構成來評估,每個分項各有其適當的LC,因為它較符合營造分項發包施工之習慣。有鑑於此,林憲德教授參照日本長壽命建築推進協會BELCA推薦的耐用年數表,制訂台灣RC類建築物工程分項的生命週期LC與生命週期更新次數RT(Life Cycle Renovation Times)之標準應用。
建築生命週期與更新次數
構件計算範疇 |
構件構造類別 |
高耗損建築 (商店商場、旅館、餐廳、運動、醫療、娛樂、交通旅運設施) |
中耗損建築 (出租辦公建築、工廠、公共廳舍、教育文化設施) |
低耗損建築 (自用辦公建築、倉庫、住宅、住宿類建築) |
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LCi |
RTi |
LCi |
RTi |
LCi |
RTi |
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地上層RC、SRC、S主結構體(另外:輕鋼構為48年、木構造為30年)*1 |
60 |
0 |
60 |
0 |
60 |
0 |
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非結構工程 |
傳統 窗牆 |
1.傳統RC外牆外裝*2 |
RC牆貼磁磚、鋼件掛石材 |
基層60 表層30 |
基層0 表層1 |
基層60 表層30 |
基層0 表層1 |
基層60 表層30 |
基層0 表層1 |
|
RC牆塗料外裝 |
基層60 表層15 |
基層0 表層3 |
基層60 表層15 |
基層0 表層3 |
基層60 表層15 |
基層0 表層3 |
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2.外窗 |
金屬、塑鋼類外窗 |
60 |
0 |
60 |
0 |
60 |
0 |
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木製外窗 |
20 |
2 |
20 |
2 |
20 |
2 |
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3.帷幕窗牆 |
帷幕外牆 |
金屬、PC類帷幕牆 |
60 |
0 |
60 |
0 |
60 |
0 |
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帷幕外窗 |
金屬、塑鋼類外窗 |
60 |
0 |
60 |
0 |
60 |
0 |
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4.內隔間*3 |
內隔間(非結構牆) |
20 |
2 |
30 |
1 |
60 |
0 |
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5.室內地坪*2*4 |
PU、Epoxy樹脂、水泥磁磚、石材、金屬類 |
基層30 表層15 |
基層1 表層3 |
基層60 表層20 |
基層0 表層2 |
基層60 表層40 |
基層0 表層0.5 |
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實木、板材、塑膠類 |
基層30 表層10 |
基層1 表層5 |
基層60 表層15 |
基層0 表層3 |
基層60 表層30 |
基層0 表層1 |
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6.戶外地坪*2*4 |
RC基層地坪 |
基層60 |
基層0 |
基層60 |
基層0 |
基層60 |
基層0 |
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表層15 |
表層3 |
表層20 |
表層2 |
表層30 |
表層1 |
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碎石基層地坪 |
基層60 |
基層0 |
基層60 |
基層0 |
基層60 |
基層0 |
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表層10 |
表層5 |
表層15 |
表層3 |
表層20 |
表層2 |
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*1:本表LCi與RTi僅適用於RC、SRC、S等構造建築物,若為輕鋼構建築物時,其LCi與RTi以本表數據乘上0.8認定之;若為木構造建築物時,其LCi與RTi以本表數據乘上0.5認定之。 *2: 基層指打底整平之泥作工,表層指在泥作基層上再施工之泥作或木作工,注意兩者之LCi與RTi差異。 *3:內隔間只評估泥作隔間,木作或組裝式隔屏視同室內裝修工程或家具,不予評估。 *4:建築樓板結構上之陽台露臺地坪應視為室內地坪(其碳排數據應依附錄二所示室內地坪碳足跡資料庫B-LC來認定),戶外地面上之地坪才視為戶外地坪。 |
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淨零建築的雙軌標示制度
于國際能源署的「2050淨零路徑」報告書,揭露全球建築營建部門的能源消耗與溫室氣體排放約占全球35%、37%,彰顯了建築部門節能減碳的重要性。在這38%的溫室氣體排放比例中有28%是建築能源使用部分的溫室氣體排放,另有9%是鋼筋、水泥、玻璃等建材的製造運輸與施工的溫室氣體排放(圖 2),前者稱為使用碳排OC(Operational Carbon),後者稱為蘊含碳排EC(Embodied Carbon)。傳統所謂的建築節能政策通常只聚焦於前者28%部分,卻忽略了後者全球溫室氣體排放占比9%的建材製造運輸與施工部分之減碳政策,顯然有遺珠之憾。如今國際先進國家頻頻倡議應以圖 3所示的建築全生命週期評估(Whole Life Cycle Assessment) 的觀點執行淨零建築政策,亦即應以建築能效評估制度來抑制使用碳排OC,同時以低碳建築評估制度來減少蘊含碳排EC。
圖2 全球建築物使用碳排OC與蘊含碳排EC在全球溫室氣體排放占比高達28%與9%(改繪自IEA,2021)
建築物生命週期的蘊含碳排
所謂蘊含碳排(Embodied Carbon , EC)是由消費者角度「隱藏看不到」而內含於建築物生命週期過程,包括由建材的原始資材挖掘、運輸、工廠生產、運至工地、現場施工、更新維護、拆除廢棄等過程的碳排。
圖3 建築全生命週期總碳排