مقایسه مصرف انرژی و انتشار کربن سازه های فولادی و بتن آرمه

توسط: دکتر حسین تقدس، مهندس پوریا مهرزاد

۱- مقدمه

مصالح مختلفی نظیر فولاد، بتن، آرماتور، چوب و … قابلیت اجرا در المان های سازه های ساختمانی را دارند. از میان این مصالح،  قاب های بتن آرمه و فولادی در کشور ما بیشتر از سایر قاب های ساختمانی مورد استفاده قرار می گیرند، بطوری که طبق آمار منتشر شده توسط مرکز آمار کشور در بهار سال ۱۳۹۸، تعداد ۳۶۵۳۷ پروانه احداث ساختمان در سراسر کشور صادر گردیده است که از این میان، ۵۵۰۸ سازه فلزی و تعداد ۲۵۶۵۱ سازه بتن آرمه بوده است.

در انتخاب متریال قاب های ساختمانی، می توان معیارهای متفاوتی از جمله هزینه، زمان و مسائل محیط زیستی را  مدنظر قرار داد. اسیدی شدن هوا و بارش باران اسیدی، کاهش منابع سوخت فسیلی، گرمایش زمین، آلودگی هوا، مصرف آب، نیتراته شدن آب ها، تخریب لایه اوزون و رها شدن مواد سمی در آب، هوا و زمین اثرات مخرب صنعت ساخت بر روی محیط زیست می باشند (یاتس و کاسترو، ۲۰۱۸).

بنابر نظر حسینی و همکاران ۲۰۱۹، گرمایش جهانی یکی از بزرگترین و احتمالا سخت ترین تهدیدات زیست محیطی، اجتماعی و اقتصادی است که جهان در قرن اخیر با آن مواجه گردیده است. بسیاری از محققان بیان کرده اند که در بین سالهای ۱۷۵۰ و ۲۰۰۵ انتشار CO2 بیشترین تاثیر را بر تغییرات اقلیمی داشته است. گازهایی که بطور معمول در صنعت ساخت منتشر می گردند کربن دی اکسید، متان و نیتروس اکسید می باشند و دلیل بیش از ۹۷ درصد گرمایش زمین هستند (پمپونی و همکاران، ۲۰۱۸). همچنین انیش و شیواپراساد در سال ۲۰۱۷ عنوان کردند که صنعت ساخت عامل ۴۰ درصد از مصرف انرژی، و ۴۰ الی ۵۰ درصد از تولید گازهای گلخانه ای می باشد.

بررسی مسائل محیط زیستی مربوط به مصرف انرژی و گرمایش زمین در کشور ما از آنجایی اهمیت افزونی در مقایسه با سایر کشورها دارد که کشور ما یکی از بالاترین رتبه ها را در میان تمام کشورهای جهان در زمینه مصرف سوخت دارد. ایران پس از ونزوئلا, عربستان سعودی, و کانادا, دارای بزرگترین منابع نفت ثابت در جهان می باشد و همچنین بزرگترین مخازن گاز طبیعی پس از روسیه را دارا می باشد. فراوانی عظیم سوخت های فسیلی و عدم تدوین سیاست های کلان در خصوص کاهش مصرف انرژی در کشور ما یاعث گردیده است که سرانه مصرف انرژی در کشورمان ۵۷ درصد بالاتر از میانگین جهانی بوده و از لحاظ تولید CO2 رتبه هفتم را دارا باشد (حسینی و همکاران، ۲۰۱۹).

جهت کاهش مسائل محیط زیستی مربوط به مصرف انرژی و گرمایش زمین، کشورهای مختلف میزان مالیاتهای متفاوتی را به ازای تولید کربن دی اکسید معادل وضع کرده اند. بنابر گزارش بانک جهانی، این میزان در سال ۲۰۱۴ برای کشور پرتغال ۵ یورو و برای کشور فرانسه ۷ یورو به ازای تولید هر تن کربن دی اکسید معادل می باشد. در کشور ما سیاست به خصوصی در زمینه کاهش میزان کربن دی اکسید معادل تولیدی اتخاذ نگردیده است. اما در پژوهشی که در سال ۱۳۹۸ توسط فرازمند و همکاران انجام شد، بیان گردید که هزینه های اجتماعی مربوط به این مسئله محیط زیستی در سال ۱۳۹۵ به میزان۵۱۳،۸۹۱  ریال در ازای تولید هر تن کربن دی اکسید معادل می باشد.

با توجه به وجود منابع عظیم سوخت فسیلی در کشور ما و سهم عظیم صنعت ساخت در مصرف این منابع، اثرات مخرب فراوان ناشی از مصرف سوخت فسیلی و عدم تدوین سیاستهای متناسب در راستای کاهش میزان مصرف انرژی (نظیر اخذ مالیات) بررسی و مقایسه سهم احداث سازه های بتن آرمه و فولادی در بروز این مسائل ضروری می باشد تا بدین طریق با اخذ تصمیم مناسب در انتخاب مصالح قابهای ساختمانی بروز مسائل محیط زیستی ذکر شده را در کشور کاهش داد.

۲- بررسی مسائل محیط زیستی به روش ارزیابی چرخه حیات

جهت بررسی مسائل محیط زیستی، ارزیابی چرخه حیات در ایزو ۱۴۰۴۴ (ایزو، ۲۰۰۶) به عنوان یک روش مناسب جهت ارزیابی تاثیرات محیط زیستی تولید و مصرف مصالح در سراسر چرخه عمر یا در یک بازه زمانی خاص معرفی گردید (راسی، ۲۰۱۷). چرخه عمر یک ساختمان شامل مراحل تولید و حمل و اجرای مصالح، بهره برداری (نگهداری)، بازسازی و تخریب می باشد و مسائل محیط زیستی سازه های ساختمانی عمدتا به مرحله تولید و حمل مصالح، و اجرای آن ها  باز می گردد و با توجه به سهم کم مرحله تخریب می توان از بررسی آن صرف نظر نمود (یوسفی و قلی پور، ۱۳۹۷). با توجه به تفاوت آنالیز انرژی دوره بهره برداری از سایر مراحل مذکور و تاثیر متغیرهای متعدد بر مقایسه مصرف انرژی بهره برداری سازه های فولادی و بتن آرمه نظیر نحوه پوشش المانهای پیرامونی  توسط متریال نازک کاری، از بررسی انرژی مصرفی این مرحله نیز صرف نظر می گردد.

۱-۲- ارزیابی مرحله تولید و حمل چرخه عمر ساختمان

جهت ارزیابی مسائل محیط زیستی این مرحله، نیاز به داده های معتبری می باشد. در کشورهای مختلف داده های مختلفی توسط سازمان های مربوطه آن کشورها تهیه گردیده است، اما در کشور ما چنین اطلاعاتی از جانب این سازمانها تهیه نگردیده است. جهت بررسی این موضوع گل زاده و رمضانیان پور در سال ۱۳۹۴ در پژوهشی به بررسی مسائل محیط زیستی تولید و حمل مصالح در ایران پرداختند و با بررسی میزان تولید کارخانه های مختلف تولید مصالح و تکنولوژی های مورد استفاده در خصوص تولید مصالح و همچنین در نظر گرفتن شهر تهران به عنوان مورد مطالعاتی خود مقادیر درج شده در جدول ذیل را به عنوان پروفیل های محیط زیستی تولید و حمل مصالح ساختمانی در داخل کشور معرفی کردند. تولید CO2 محصول مصرف سوخت فسیلی است.

در بررسی و مقایسه اطلاعات ارائه شده در خصوص مصرف انرژی و تولید کربن دی اکسید، باید اشاره کرد که مصرف انرژی با انتشار CO2 رابطه مثبتی دارد و هرچه مصرف انرژی افزایش یابد، کربن دی اکسید بیشتری نیز تولید می گردد (حسینی و همکاران، ۲۰۱۹). علاوه بر مصرف انرژی واکنش تجزیه سنگ آهک جهت تولید سیمان مقدار زیادی کربن دی اکسید تولید می کند (گل زاده و همکاران، ۱۳۹۴). در نتیجه میزان کربن دی اکسید مندرج در خصوص مصالح فولادی شامل فولاد و میلگرد فقط ناشی از انرژی مصرفی زمان تولید و حمل آنها می باشد، در صورتی که در خصوص مصالح اصلی تشکیل دهنده بتن (سیمان، آب، سنگدانه) به علت تولید کربن دی اکسید در زمان تولید سیمان، این مورد ناشی از مصرف انرژی تولید و حمل مصالح و همچنین واکنش های صورت گرفته در هنگام تولید سیمان می باشد.

جدول۱- مقادیر مصرف انرژی و تولید کربن دی اکسید معادل در تولید و حمل و استفاده مجدد مصالح فولادی در ایران

مصالح  (kg/m3) وزن مخصوص  (Gj/ton) انرژی نهفته  (ton/ton) کربن دی اکسید معادل  
میلگرد ۷۸۵۰ ۲۶٫۲۷ ۲٫۱۲
فولاد ۷۸۵۰ ۲۳٫۴۳ ۱٫۶۱

 

جدول۲- مقادیر مصرف انرژی و تولید کربن دی اکسید معادل در تولید و حمل بتن در ایران

مصالح  (kg/m3) وزن مخصوص  (Gj/m3) انرژی نهفته (ton/m3) کربن دی اکسید معادل  
بتن ۲۴۰۰ ۲٫۲۳ ۰٫۲۶

 ۲-۲- ارزیابی مرحله ساخت چرخه عمر ساختمان

سوخت مصرفی توسط ماشین آلات و تجهیزات سهم عمده ای در مصرف انرژی و تولید آلاینده های محیط زیستی مرحله اجرا دارند و سایر مسائل به تجهیزکارگاه ساخت و انرژی مصرفی کارگران و … مربوط می باشد. بنابر توضیحات مندرج در نشریه شماره ۴۴۹ منتشر شده توسط سازمان برنامه و بودجه کشور هنگامی که يك موتور بنزينی تحت شرايط استاندارد بكار گرفته ميشود، ۰٫۲۲۷  ليتر سوخت به ازای هر اسب بخار ساعت قدرت انتقالی به چرخ ها مصرف ميكند. در حاليكه موتور ديزل حدود  ۰٫۱۵  ليتر سوخت به ازای هر اسب بخار ساعت قدرت انتقالی به چرخ ها مصرف ميكند.

مقدار سوخت مصرفی این مرحله از چرخه حیات یک ساختمان سهم اندکی از میزان کل انرژی مصرفی چرخه حیات آن را شامل می شود. بنابر نتایج پژوهش انجام شده توسط هروی و همکاران در سال ۲۰۱۴، میزان مصرف انرژی دوره ساخت در خصوص موردهای مطالعاتی مختلف بتن آرمه ساخته در ایران بین ۰٫۰۱ الی ۰٫۰۸ گیگاژول به ازای اجرای هر متر مربع می باشد، در حالی که این میزان برای ساختمان های فولادی بین ۰٫۰۶ الی ۰٫۳۴ به ازای اجرای هر متر مربع زیربنا می باشد. نتایج آن ها نشان دهنده میزان انرژی مصرفی بیشتر سازه فولادی نسبت به سازه بتن آرمه می باشد.

۳- بحث

با بررسی مسائل محیط زیستی مورد نظر توسط نویسندگان این مقاله در خصوص احداث یک سازه ی مطالعاتی مسکونی پنج طبقه در شهر تهران با مساحت زیربنای ۶۵۰ متر مربع و با در نظر گرفتن یک نوع طرح اختلاط برای بتن مصرفی و همچنین قاب خمشی متوسط برای سیستم باربری جانبی در سازه های فولادی و بتن آرمه مشخص گردید که میزان انرژی مصرفی سازه ی بتن آرمه ۱٫۳۱ گیگاژول به ازای هر متر مربع و میزان تولید کربن دی اکسید معادل آن ۰٫۱۷ تن به ازای هر متر مربع می باشد، در صورتی که میزان مصرف انرژی و تولید کربن دی اکسید معادل برای احداث ساختمانی در همان محل و با همان تعداد طبقات و مساحت برای سازه ی فولادی به ترتیب ۱٫۸۴ گیگا ژول به ازای هر متر مربع و ۰٫۱۲ تن به ازای هر متر مربع می باشد.

نتایج پژوهش هروی و همکاران در سال ۲۰۱۴ در مورد مقایسه احداث پروژه های ساختمانی مسکونی با قاب ها و تعداد طبقات مختلف نشان داد که میزان مصرف انرژی مرحله تولید و ساخت هر متر مربع سازه های ساختمانی در خصوص موردهای مطالعاتی مختلف متفاوت می باشد. همچنین بنابر پژوهش آن ها بطور میانگین مصرف انرژی در سازه های با قاب بتن آرمه کمتر از سازه های با قاب فولادی می باشد. اما در پژوهشی در سال ۲۰۱۶ توسط پاکوا و همکاران که در مورد پروژه های ساختمانی کشور سنگاپور انجام گردید استفاده از سازه های فولادی در مقابل سازه های بتن آرمه جهت کاهش مصرف انرژی و تولید کربن دی اکسید معادل در این کشور پیشنهاد گردید. علت وجود اختلاف در میان این پژوهش ها، نشانگر تاثیر متغیرهای متعدد بر روی این مقایسات می باشد.

مقادیر مصرف انرژی و تولید کربن دی اکسید معادل برای سازه های فولادی و بتن آرمه رابطه مستقیمی با مقدار مصالح مصرفی هر کدام از قاب های ساختمانی دارد. پاکوا و همکاران (۲۰۱۶) با بررسی آیین نامه مورد استفاده در کشور سنگاپور جهت طراحی سازه های ساختمانی (ACI) بیان کردند که جهت تبدیل یک سازه فولادی به بتن آرمه، به ازای هر کیلوگرم فولاد ۱ الی ۴٫۵ کیلوگرم آرماتور و بتن مورد نیاز می باشد. گرچه به ظاهر میزان مصالح مورد استفاده در سازه بتن آرمه بیشتر از سازه فولادی در یک ساختمان مشابه می باشد، اما با توجه به تفاوت میزان مصرف انرژی تهیه و تولید مصالح تشکیل دهنده آنها و همچنین وجود متغیرهای وابسته فراوان نظیر نوع سیستم باربری جانبی، تعداد طبقات و …، نوع و زمان متفاوت ماشین آلات مورد استفاده در اجرای آنها نمی توان بصورت دقیق بیان کرد که کدام یک از مصالح فولاد و یا بتن آرمه را در زمان احداث قابهای ساختمانی در کشور مورد استفاده قرار داد تا بدین طریق انرژی کمتری مصرف گردیده و همچنین اثار مخرب مربوط به گرمایش زمین کاهش یابد.  

در خصوص علت وجود این اختلاف و نتایج متناقض باید اشاره کرد که برخی عوامل وابسته نظیر نوع خاک محل اجرای ساختمان و زلزله خیزی آن منطقه بر روی مصرف انرژی و گرمایش زمین ناشی از احداث قابهای ساختمانی اثرگذار هستند، بدون آنکه بتوان به راحتی آنها را تغییر داد و اثرشان را در بروز این مسائل کاهش یا افزایش داد. اما برخی متغیرهای وابسته نظیر نوع قاب ساختمانی (بتن آرمه یا فلزی)، نوع سیستم باربری جانبی قاب ها، تعداد طبقات، طرح اختلاط بتن، نوع اتصالات قاب و فاصله کارخانه تولید مصالح تا محل اجرا، از عواملی هستند که بر روی مصالح مورد نیاز و مسائل محیط زیستی ناشی از آن تاثیر گذار هستند و با تصمیم گیری مناسب در خصوص آنها می توان این مسائل را کاهش داد.

اخذ مالیات یکی دیگر از روش های کاهش تولید کربن دی اکسید می باشد که این موضوع بطور مستقیم بر روی کاهش مصرف انرژی تاثیر به سزایی دارد. با توجه به نتایج بدست آمده بر روی مورد مطالعاتی مذکور مشخص گردید که در صورت اخذ ۱،۲۵۰،۰۰۰   ریال مالیات به ازای تولید هر تن کربن دی اکسید معادل، میزان مالیات مربوط به سازه بتن آرمه ۲۱۲،۵۰۰ ریال به ازای هر متر مربع  و میزان مالیات سازه فولادی ۱۵۰،۰۰۰ ریال به ازای هر متر مربع می باشد که در صورت اخذ چنین میزان مالیاتی، سهم اندکی از هزینه های کلی را شامل می گردد و احتمالا تاثیر چندانی بر روی تصمیم گیری ذی نفعان پروژه در خصوص انتخاب نوع مصالح سازه های ساختمانی نخواهد گذاشت.

۴- نتیجه گیری

به دلیل سهم بالای صنعت ساخت در بروز مشکلات محیط زیستی، مصرف انرژی، و گرمایش زمین نگرانی های فراوانی در سطح جهانی وجود دارد. در کشورهای مختلف جهت کاهش و جبران هزینه های اجتماعی ناشی از آن به ازای تولید هر تن کربن دی اکسید معادل، مالیات اخذ می گردد. اما در کشور ما تصمیمی در خصوص کاهش این مسائل محیط زیستی اتخاذ نگردیده است و حتی در صورت اخذ مالیاتی به میزان ۱،۲۵۰،۰۰۰ ریال به ازای تولید هر تن کربن دی اکسید معادل نیز، این میزان میزان کمی از کل هزینه ،های احداث سازه های ساختمانی را شامل می گردد و تاثیر چندانی بر روی تصمیم گیری عوامل سازنده نخواهد گذاشت. اما با اخذ تصمیم گیری مناسب تر در مورد نوع قاب های ساختمانی قسمتی از این مسائل محیط زیستی کاهش خواهد یافت .

علیرغم میزان مصرف انرژی بیشتر احداث سازه فولادی نسبت به سازه بتن آرمه در مورد مطالعاتی عنوان شده، نمی توان این موضوع را برای تمام ساختمانهای احداثی در سراسر کشور تعمیم داد و بررسی دقیق همانطور که بیان گردید نیاز به در نظر گرفتن تمام متغیرهای مربوط و مقایسه آن ها می باشد. همانطور که در بخش قبلی عنوان گردید، میزان مصرف انرژی و تولید کربن دی اکسید معادل در سازه های ساختمانی، ارتباط مستقیمی با میزان مصالح مصرفی آن ها دارد. میزان مصالح مصرفی به عوامل متعددی بستگی دارد که برخی از عوامل نظیر لرزه خیزی محل اجرای ساختمان، ثابت بوده و برخی دیگر نظیر طرح اختلاط بتن مورد استفاده در سازه های بتن آرمه، متغیر می باشند.

جهت مقایسه دقیق و کامل مسائل محیط زیستی مذکور در اجرای سازه ی ساختمانی از میان مصالح مورد استفاده در سازه های فولادی و بتن آرمه، نیاز به مقایسه تمام حالتهای ممکن شامل انواع طرح اختلاط، انواع سیستم های باربری جانبی و … در طراحی سازه های فولادی و بتن آرمه می باشد تا بتوان از میان آنها گزینه ای را انتخاب کرد که باعث بروز مسائل محیط زیستی کمتری می گردد.

۵- منابع

مرکز آمار ایران (بهار ۱۳۹۸) اطلاعات پروانه های ساختمانی صادرشده توسط شهرداریهای کشور، تهران، دفتر ریاست، روابط عمومی و همکاری های بین الملل

سازمان برنامه و بودجه کشور (۱۳۹۷) آنالیز دفترچه فهرست بهای کشور

سازمان برنامه و بودجه کشور (۱۳۸۸) مدیریت بهره برداری ماشین آلات (نشریه شماره ۴۴۹)

فرازمند، حسن ؛ صلاح منش ، احمد؛ اندایش، یعقوب؛ رضایی، محمدرضا ( ،)۱۳۹۸برآورد هزینه اجتماعی کربن در ایران : مفاهیم و نتایج مدل  DICE-2016Rو رویکردهای جایگزین- نشریه علمی (فصلنامه) پژوهش ها و سیاست های اقتصادی

گل زاده، پویا ؛ رمضانیان پور، امیر محمد (۱۳۹۴)، مطالعه و بررسی نقش مواد و مصالح در اجرای ساختمانهای بتنی معمولی بر اساس معیارهای توسعه پایدار- پردیس دانشکده فنی دانشگاه تهران

یوسفی، فاطمه ؛ قلی پور، یعقوب (۱۳۹۷)، ارزیابی مصرف انرژی طول عمر یک ساختمان مسکونی واقعی در شهر تهران- نشریه هنرهای زیبا- معماری و شهرسازی

Aneesh, N. R., Shivaprasad, K. N., & Das, B. B. (2018). Life cycle energy analysis of a metro station building envelope through computer based simulation. Sustainable Cities and Society, ۳۹, ۱۳۵-۱۴۳٫

Fenner, A. E., & Kibert, C. J. (2016). Sustainable manufacturing: Design and construction
strategies for manufactured construction (1st Edition ed.). Gainesville: University of
Florida.

Hosseini, S. M., Saifoddin, A., Shirmohammadi, R., & Aslani, A. (2019). Forecasting of CO2 emissions in Iran based on time series and regression analysis. Energy Reports, ۵, ۶۱۹-۶۳۱٫

ISO 2006. Environmental management – Life cycle assessment – Requirements and guidelines ISO 14044:2006(E). International Organization for Standardization

Pomponi, F., De Wolf, C., & Moncaster, A. (2018). Embodied carbon in buildings: Measurement, management, and mitigation. In Embodied Carbon in Buildings: Measurement, Management, and Mitigation. https://doi.org/10.1007/978-3-319-72796-7

Heravi, G., Nafisi, T., & Mousavi, R. (2016). Evaluation of energy consumption during production and construction of concrete and steel frames of residential buildings. Energy and Buildings, ۱۳۰, ۲۴۴-۲۵۲٫

Kua, H. W., & Maghimai, M. (2017). Steel‐versus‐Concrete Debate Revisited: Global Warming Potential and Embodied Energy Analyses based on Attributional and Consequential Life Cycle Perspectives. Journal of Industrial Ecology, ۲۱(۱), ۸۲-۱۰۰٫

Rraci, D. (2017). Interoperability between architectural and structural BIM software in the case of a mall. December.

World bank, (2014), Putting a price on carbon with a tax. Available on: www.worldbank.org

Yates, J. K., & Castro-Lacouture, D. (2018). Sustainability in Engineering Design and Construction. In Sustainability in Engineering Design and Construction. https://doi.org/10.1201/9781315368665

انتشار کربن در چرخۀ حیات ساختمان

توسط: نوشین ابوالحسنی، معمار و متخصص انرژی

تغییرات اقلیمی و گرمایش زمین ناشی از آثار انتشار گازهای گلخانه‌ای ازجمله دی‌اکسید کربن به اتمسفر است. مطالعه‌ای که سازمان ملل انجام داده، نشان می‌دهد در بسیاری از کشورها تمامی فعالیت‌های مربوط به ساختمان‌سازی، بیش از یک‌سوم گازهای گلخانه‌ای را تولید می‌کنند (UNEP 2009). با توجه به بیانیه مجمع بین‌المللی تغییرات آب‌وهوایی[۱]، بخش ساختمان به‌صرفه­ترین فرصت­ها را برای کاهش انتشار کربن ارائه می­دهد (Zhou et al. 2014). این مقاله به‌منظور آشنایی با اصطلاحات مورد استفاده برای تعریف انتشار کربن در مراحل مختلف چرخۀ حیات ساختمان و فراورده‌های ساختمانی تدوین شده است. توضیح این نکته لازم است که مراحل مختلف چرخۀ حیات ساختمان طبق مراحل تعریف شده در استاندارد EN 15978 مطابق شکل ۱ است (EN 15978 2011).

شکل ۱٫ جایگاه کلیدواژه‌ای مرتبط با انتشار کربن در مراحل چرخۀ حیات ساختمان مطابق استاندارد EN 15978

 

انتشار کربن[۲]: به انتشار گازهای گلخانه‌ای اشاره می‌کند.

  • انتشار کربن فراتر از چرخۀ عمر[۳]: میزان کربن منتشر شده یا میزان کاهش انتشار کربن به وسیلۀ استفادۀ مجدد یا بازیافت مصالح است. همچنین کربنی است که از انتشار آن به دلیل استفاده از دورریزها به‌عنوان منبع انرژی جلوگیری شده است (بخش د). در نظر گرفتن بخش «د» کلیدی برای افزایش بهره‌وری منابع و مصالح در چرخۀ حیاتشان است.
  • کربن نهفته[۴]: کربن نهفته در ارتباط با انتشار کربن مصالح و فرایند ساخت در سراسر چرخۀ حیات ساختمان است. کربن نهفته شامل این مراحل است:
    • استخراج مصالح (الف-۱)؛
    • حمل به شرکت تولیدکننده (الف-۲)؛
    • فراوری و تولید مصالح (الف-۳)؛
    • حمل به سایت (الف-۴)؛
    • ساخت (الف-۵)؛
    • بهره‌برداری (ب-۱)؛
    • نگهداری (ب-۲)؛
    • تعمیر (ب-۳)؛
    • جایگزینی و تعویض (ب-۴)؛
    • نوسازی (ب-۵)؛
    • تخریب (ج-۱)؛
    • انتقال به محل دپوی فراورده‌های ساختمانی (ج-۲)؛
    • فراوری (ج-۳)؛
    • دفن (ج-۴).
  • انتشار کربن در پایان چرخۀ حیات[۵]:
  • انتشار کربن در ارتباط با تخریب و باز کردن ساختمان (ج-۱)؛
  • انتقال به محل دپوی فراورده‌های ساختمانی (ج-۲)؛
  • فراوری دورریز (ج-۳)؛
  • دفن (ج-۴) و به عبارت دیگر مرحله‌ای که بعد از مرحلۀ بهره‌برداری قرار دارد.
  • انتشار کربن بهره‌برداری[۶]: انتشار کربن ناشی از مصرف انرژی (ب-۶) در فاز بهره‌برداری ساختمان است.
  • انتشار کربن پیش از بهره‌برداری[۷]: انتشار کربن ناشی از تولید مصالح و مرحلۀ ساخت ساختمان (الف ۱-۵) و پیش از مرحلۀ بهره‌برداری ساختمان را در بر می‌گیرد. برخلاف سایر انواع انتشار کربن، این نوع انتشار پیش از بهره‌برداری از ساختمان به جو وارد می‌شود.
  • انتشار کربن نهفته در دورۀ بهره‌برداری[۸]: انتشار در ارتباط با مصالح و فرایندهای مورد نیاز برای نگهداری ساختمان در طول دورۀ بهره‌برداری مانند بهسازی بنا است. این گزینه‌ها اضافه بر انتشار کربن ناشی از مصرف انرژی برای گرمایش و سرمایش و تجهیزات و … است.
  • انتشار کربن در کل چرخه[۹]: انتشار کربن در کل چرخۀ حیات که شامل انتشار کربن بهره‌برداری و کربن نهفته است.

 

فرصت‌ها برای کاهش انتشار کربن

انعکاس تصمیمات طراحان و سازندگان در صنعت ساختمان برای کاهش اثرات مخرب زیست‌محیطی، ساختمان با انتشار کمِ کربن است. میزان انتشار کربن تحت تأثیر عوامل مختلفی قرار می‌گیرد؛ از جمله شکل ساختمان، انتخاب نوع سازه، مصالح استفاده‌شده با توجه به میزان کربن نهفته از زمان فراوری، حمل، ساخت، نگهداری و تخریب ساختمان. فرصت‌های کاهش یا توقف انتشار کربن با تغییر کاربری ساختمان، نوع و محل احداث پروژه ممکن است تغییر کند. در کل بهترین زمان برای بیشترین کاهش انتشار کربن، مراحل ابتدایی طراحی است. در گام‌های نخست طراحی، تصمیم‌هایی دربارۀ فرم، جهت‌گیری، سطوح نورگذر، مصالح و … گرفته‌ می‌شود. این تصمیمات کیفیت ساختمان را تعیین می‌کند و تأثیر بسیاری بر کارایی انرژی و زیست‌محیطی طرح نهایی دارد. در این مرحله از طراحی، جزئیات و اطلاعات مربوط به طرح بسیار کمتر و آزادی عمل در تصمیم‌گیری بسیار بیشتر است. هرچه طرح کامل‌تر شده و جزئیات آن بیشتر می‌شود، آزادی عمل در تصمیم‌گیری کمتر می‌شود و با پیشرفت پروژه چالش‌ها و هزینه‌ افزایش می‌یابد.

شکل ۲٫ پتانسیل کاهش انتشار کربن در چرخۀ حیات ساختمان (Adams et al. 2019)

 

 

منابع:

EN 15978 (2011): Sustainability of construction works–Assessment of environmental performance of buildings–Calculation method. In Brussels, Belgium: European Committee for Standardization.

UNEP (2009): Common Carbon Metric for Measuring Energy Use & Reporting Greenhouse Gas Emissions from Building Operations. In United Nations Environment Programme (UNEP) (500), p. ۱۰۰۰٫

Zhou, Yuyu; Clarke, Leon; Eom, Jiyong; Kyle, Page; Patel, Pralit; Kim, Son H. et al. (2014): Modeling the effect of climate change on US state-level buildings energy demands in an integrated assessment framework. In Applied Energy 113, pp. 1077–۱۰۸۸٫


[۱] IPCC

[۲] Carbon emissions

[۳] Carbon emissions Beyond the lifecycle

[۴] Embodied carbon

[۵] End of life carbon

[۶] Operational carbon

[۷] Upfront carbon

[۸] Use stage embodied carbon

[۹] Whole life carbon

طراحی و توسعۀ فرازا (Regenerative)

ترجمه بخشی از کتاب: Regenerative Development and Design: A Framework for Evolving Sustainability
By: Pamela Mang, Ben Haggard, Regenesis group
ترجمه: هدی همایونی

جنبش پایداری، دهه‌ها پس از پیدایش همچنان جنبشی ناتوان تلقی می‌گردد، زیرا این سوال که پایداری به واقع چه معنایی دارد هنوز به پاسخ روشنی نرسیده است. چه از روی تنگنا اکثر مردم به این اتفاق نظر رسیده‌اند که فعالیت‌های انسانی پایدار آن‌هایی هستند که می‌توانند در مدت‌زمان طولانی بدون ایجاد مشکل برای نسل‌های آینده حفظ شوند. مردم همچنین به این اتفاق نظر رسیده‌اند که به طور کلی پایداری به تغییرات اساسی و بنیادین در روش‌های زندگی انسان‌ها نیاز دارد. اما وقتی صحبت از تدوین استراتژی می‌شود آنچه فقدان آن حس می‌شود داشتن درک کافی از هدف غایی طراحی پایدار است.
در پاسخ به این فقدان، گروه ریجنسیس (Regenesis)، اولین بار واژۀ توسعۀ فرازا (Regenerative development) را در سال ۱۹۹۵ مطرح کرد. بر اساس دیدگاه توسعۀ فرازا، پایداری به عنوان یک سیر تکاملی مشارکتی بیان می‌شود، که در آن انسان‌ها به گسترش حیات کمک می‌کنند. جوامع انسانی تا زمانی ‌که در تعامل با طبیعت و همسو با آن به ایفای نقش پرداختند، همیشه در حال پیشرفت بوده‌اند. ما به ‌تدریج در حال کشف این حقیقت بنیادین و تصور راه‌هایی برای اعمال آن در عصر پسا ‌صنعتی هستیم. از دیدگاه سیر تکاملی مشارکتی، انسان نه یک عامل خارجی بلکه ایفا کنندۀ نقش مفید و متمایزی در طبیعت است.این دیدگاه رویکردی جهت افزایش توانایی موجودات برای همکاری و هم‌افزائی را بیان می‌کند، تا این سیارۀ خاکی بتواند همچنان قابلیت¬های خود را در تنوع، پیچیدگی و خلاقیت به ظهور رساند.
شراکت با طبیعت برای تکامل، به تغییر جهت تمامی سامانه‌هایی که فعالیت‌های انسانی را با سیر تکاملی نظام‌های طبیعی مرتبط می‌سازند، نیاز دارد. به زبان ریموند کول (Raymond Cole)، نظریه‌پرداز برجستۀ دانشگاه بریتیش کلمبیا، این بدان معنی است که به جای طراحی اشیا، باید “قابلیت” محیط مصنوع (و فعالیت‌های انسانی) را برای حمایت از سیر تکاملی مشارکتی مثبت میان سامانه‌ها و نظام‌های انسانی و طبیعی طراحی کنیم.


تصویر ۱- سطوح عملکرد: هر سامانۀ زنده، درگیر عملکردی می‌شود که برای تداوم قدرتش در پیمودن سیر تکاملی امری ضروری است. “به‌کار‌گیری” و “نگهداری” در حالی‌ که عملکرد و کارایی را افزایش می‌دهند، بر روی حفظ موجودیت فعلی متمرکزند؛ . “بهبودبخشی” و “فرازایش” با معرفی عامل خلاقیت و حیات بالقوه، این کلیت را پیشرفته‌تر می‌سازند.
Copyright@Regenesis Group, Inc. Illustration by Kronosphere Design

انسان‌ها قابلیت آن‌که با مشارکتی آگاهانه در سیر تکاملی سامانه‌های زنده، نقش منحصر‌ به ‌فردی را ایفا کنند دارا هستند. متاسفانه، بیشتر مواقع ما به جای همسو ساختن خود با اکوسیستم، در حال مبارزه با آن هستیم. نظام‌های طبیعی ذاتا پیچیده هستند، با این حال اغلب روش‌های مهندسی ما سعی می‌کند آن‌ها را ساده سازد. برای مثال، ما برای مهار رودها، برای این‌که آن‌ها را با اهداف انسانی خویش مطابق سازیم، کانال‌کشی کرده و سد احداث می‌کنیم. اما در این فرایند ما توانایی آن‌ها برای مدیریت سیل، رسوب خاک، سنگریزه‌ها و ذرات معلق درآن، و تجدید زیستگاه را کاهش می‌دهیم (تصاویر ۲ و ۳). با تبدیل رودخانه‌ها به مجرایی ساده برای انتقال یا حذف سیلاب، ما نقش پیچیدۀ رودخانه‌ها در پایدارسازی و حیات بخشیدن به اکوسیستم‌های متعدد را کم ارزش تلقی می‌کنیم.


تصویر۲- سیستم فاضلاب مهندسی شدۀ لس‌آنجلس نمایانگر تخریب کل نظام طبیعی رودخانه است.
Copyright @ trekandshoot/Shutterstock.com


تصویر ۳- در مقایسه، نظام زهکشی طبیعی یک رودخانۀ سالم نشانگر تغذیۀ کل حوزۀ آبخیز و گونه‌های در حال تکامل آن در یک شبکۀ پیچیدۀ روابط متقابل می‌باشد.
Copyright@Vladimir Melnikov/Shutterstock.com

از آنجا که ما انسان‌ها، موجودات زنده و حاصل روند سیر تکاملی هستیم، همان پیچیدگی که در طبیعت می‌بینیم را در رفتارهای اجتماعی و سازمانی خود نمود می‌بخشیم. در دراز مدت، سیر تکاملی همان گرایش به تمایز، همکاری، نوع‌دوستی، و کل‌گرایی که در مجموعه‌های طبیعی اتفاق می‌افتاد را در مجموعه‌های انسانی، بروز می‌دهد. یادگیری نحوۀ ماندن و تداوم حیات در جریان سیر تکاملی، و هماهنگ‌سازی الگوهای انسانی، با فرایندهای تکاملی، تنها راهی برای زنده ماندن نیست بلکه راهی برای پیشرفت و سعادت انسان است.

References:

MANG, P., Haggard, B., Regenesis, 2016. Regenerative Development and Design: A Framework for Evolving Sustainability [WWW Document]. Wiley.com. URL https://www.wiley.com/en-us/Regenerative+Development+and+Design%3A+A+Framework+for+Evolving+Sustainability-p-9781118972861 (accessed 2.3.19).

Ray Cole, “New Context, New Responsibilities: Building Capability,” ۲۰۱۰ (accessed July 2, 2015), http://bookooqc.org/d1343144.html

مفهوم توسعه پایدار و ارزیابی پایداری

توسط: سید حمیدرضا هاشمی نسب، تیم ارزیابی پایداری سپید

در صورتی که فقر مطلق را درآمد پایین­تر از ۲ دلار در روز بدانیم؛ براساس آمار بانک جهانی در سال ۱۸۲۰، ۹۴ درصد از انسان­ها در فقر مطلق بوده­اند. در آن زمان، عموما افراد شب­ها گرسنه به خواب می­رفتند و کودکان برای تأمین زندگی خود و خانواده در سن ۱۰ سالگی مجبور به کار می­شدند. در حالی که در سال ۲۰۱۵ این آمار با نموداری نمایی به کمتر از ۱۰ درصد کاهش یافته ­است.

کاهش فقر و افزایش درآمد خانواده­ها، منجر به شکل­گیری الگوی جدیدی از زندگی شده­است که در آن منابع با سرعت بالاتری مصرف شده و خصوصا پس از انقلاب صنعتی، آلاینده­ها به سرعت محیط زیست را آلوده و ناپایدار کرده­اند. با وجود بهبود شرایط زندگی انسان­ها در کره زمین، تنها یک میلیارد نفر از ساکنین آن دسترسی به منابع و کیفیت بالای زندگی را دارند و مسابقه بهبود کیفیت زندگی، مصرف­گرایی و بکارگیری منابع محدود کره زمین همچنان در جریان می­باشد. در صورتی که با ثابت نگه داشتن سطح تکنولوژی، همه انسان­ها بخواهند در سطح زندگی یک شهروند متوسط آمریکایی زندگی کنند، نیاز به استفاده از منابع چهار سیاره مشابه زمین می­باشد. لذا بدیهی است افزایش کیفیت و تمایل به الگوی زندگی غربی در آینده نزدیک منجر به محدودیت­های جدی زیست محیطی خواهد شد.

برطرف شدن نیاز انسان­ها، شامل افزایش درآمد، سلامتی، امنیت، و غیره مستلزم افزایش پروژه­های توسعه­ای و زیربنایی می­باشد. در این راستا هدف اولیه توسعه که تبدیل مواد خام به محصولات و کالای مصرفی بود، در اواسط دهه ۱۹۷۰ به تأمین نیاز انسان تغییر یافت. بر این اساس توسعه (توسعه اقتصادی) و مرتفع شدن نیاز انسان­ها (توسعه اجتماعی)، نیازمند درنظر گرفتن توانایی نسل­های آینده (پایداری) در تأمین نیاز ایشان از منابع طبیعی (توسعه محیط زیستی) است که این همان مفهوم توسعه پایدار می­باشد. مطابق تعریف بیان شده، توسعه پایدار دارای پایه­های سه­گانه (اقتصادی، اجتماعی، و محیط­زیستی) می­باشد.

اقتصاد دانان می­خواهند توسعه اقتصادی پایدار باشد، متخصصان محیط زیست نیز تمایل به پایداری در توسعه محیط زیستی  و منابع طبیعی دارند، همچنین جامعه شناسان خواهان توسعه اجتماعی پایدار می­باشند. لذا تحقق این سه هدف به صورت همزمان موجب می­شود توسعه یک پروژه پایدار باشد. به عبارت دیگر در صورتی که بخواهیم میزان همسویی یک پروژه را با اهداف توسعه پایدار ارزیابی کنیم، ارزیابی اقتصادی، اجتماعی و محیط زیستی به تنهایی کفایت نمی­کند و یکپارچگی در ارزیابی حوزه­های مختلف پایداری از اهمیت بالایی برخوردار است. لذا عموما در روش­های ارزیابی صنعتی (استانداردها و سیستم­های ارزیابی پایداری) و علمی-تحقیقاتی، از روش­های ارزیابی مبتنی بر شاخص­ها جهت ایجاد این یکپارچگی استفاده می­شود. شاخص­ها نماینده و معیارهای حوزه­های سه­گانه توسعه پایدار می­باشند و متضمن ارزیابی یکپارچه هستند.

به منظور ارزیابی پایداری یک پروژه ساخت، معیارهای متنوعی در استانداردها و تحقیقات گذشته تعریف شده و برای ارزیابی پایداری در پروژه­های صنعت ساخت بکار گرفته شده­اند. از جمله این منابع می­توان به اهداف و شاخص­های پایداری سازمان ملل(که در سال ۲۰۱۵ ارائه شده­است) یا استانداردهای ساختمان سبز مانند LEED، BREEAM و… اشاره نمود. برای مثال در شاخص­های سازمان ملل به پایه­های سه­گانه توسعه پایدار اشاره شده­است:

  • شاخص­های حوزه محیط زیستی: انتشار گازهای گلخانه­ای، تنش آب، تخریب زمین و…
  • شاخص­های حوزه اجتماعی: خط فقر، بیماری­های شغلی، حوادث خطرناک، آموزش و…
  • شاخص­های حوزه اقتصادی: بهره­وری انرژی، نرخ بازگشت سرمایه، اشتغال، سرانه تولید، ریسک­های مالی و…

بدیهی است شاخص­های سازمان ملل به دلیل عمومیت زیاد، نیاز به اصلاحات و بومی سازی جهت کاربرد در کشوری خاص و برای صنعتی مشخص را دارد. گفتنی است، مبتنی بر شاخص­های سازمان ملل تا کنون تحقیقات زیادی در زمینه ارزیابی پایداری در حوزه­های مختلف پروژه­های ساخت و ساز انجام شده است.

پس از تعریف و تعیین معیارهای ارزیابی، روشی که عموما سیستم­های ارزیابی پایداری استفاده می­کنند، بکار گیری یک سیستم امتیازگیری مبتنی بر آستانه­های تجربی است. آستانه­هایی که توسط بهترین پروژه­های قبلی و محدوده­های حداقلی استانداردها تنظیم می­شوند.

نهایتا امتیاز پایداری که مبنای صدور گواهی نامه های پایداری می­باشد، برای یک پروژه ساخت از مجموع امتیازات حاصل از چارچوب ارزیابی فوق، محاسبه می­شود. امروزه سیستم­های ارزیابی متنوعی در دنیا توسعه داده شده­است و ساختمان­های زیادی در سراسر دنیا گواهی نامه­های ساختمان سبز را دریافت کرده­اند. طبق آخرین آمار تا کنون در حدود ۱۰۰ هزار ساختمان موفق به دریافت گواهی­نامه­های LEED و در حدود ۵۷۰ هزار ساختمان گواهی­نامه­های BREEAM را دریافت کرده­اند.

از پاریس ۲۰۱۵ تا اینچئون ۲۰۱۸

توافق پاریس که در دسامبر ۲۰۱۵ بین ۱۹۶ دولت عضو در جریان COP21 پذیرفته شد، به دنبال آنست که با کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای توسط دولت‌های عضو، میزان افزایش دمای متوسط جهانی کره زمین را در سطحی به مراتب کمتر از ۲ درجه سانتیگراد (بالاتر از دمای متوسط دوره پیش-صنعتی) نگاه دارد، و اینکه دولت های عضو تلاش کنند این افزایش را محدود به ۱٫۵ درجه سانتیگراد کنند، چرا که این محدودیت ریسک ها و تأثیرات تغییرات اقلیم را به مراتب کاهش خواهد داد. در همان زمان دانشمندان معتقد بودند که کاهش مورد نظر گازهای گلخانه‌ای به ۵۵ گیگاتن در سال ۲۰۳۰ به گونه‌ای است که کم‌هزینه‌ترین مسیر را برای محدود کردن افزایش دما به کمتر از ۲ درجه سانتیگراد دنبال نمی کند. به عبارت دیگر هزینه عواقب زیست‌محیطی این کاهش کُند، به مراتب بیشتر از هزینه‌ای است که با دنبال کردن یک روند سریعتر (مثلاً ۴۰ گیگاتن در ۲۰۳۰) تحمیل خواهد شد.

در نشستی که از ۱ تا ۵ اکتبر ۲۰۱۸ در اینچئون کره جنوبی برگزار شد و گزارش آن در ۸ اکتبر منتشر گردید، دانشمندان گزارش دادند که عواقب افزایش ۲ درجه ای دما به مراتب شدیدتر از آنست که در گزارش سال ۲۰۱۳ (که مبنای توافق پاریس بود) در مقایسه با افزایش ۱٫۵ درجه ای دما مطرح شده بود. لذا امید آن می‌رود که در جلسه متعاقبی که در ماه دسامبر در لهستان برگزار خواهد شد، این یافته‌ها تبدیل به راهکارهای عملی شوند.

از جمله یافته هایی که طی سال های اخیر دانشمندان را نگران‌تر از پیش کرده و در گزارش ۸ اکتبر مطرح شده، می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • محدود کردن افزایش گرمایش جهانی به ۱٫۵ درجه به جای ۲ درجه باعث می شود که ۴۲۰ میلیون نفر کمتر در معرض موج مکرر گرمای شدید قرار گیرند.
  • شدت باران های سنگین در مناطق شمالی با افزایش ۱٫۵ درجه ای به مراتب کمتر از شدت یافتن این بارش ها در شرایط ۲ درجه افزایش دما خواهد بود.
  • در شرایط ۱٫۵ درجه افزایش دما، سیستم های انسانی و طبیعی در معرض ریسک کمتری قرار می‌گیرند و توانایی سیستم‌های مزبور برای سازگاری افزایش می یابد که این امر، مزایای زیادی برای اکوسیستم‌های تالابی، ساحلی، اقیانوسی (شامل مرجان ها و …)، سیستم‌های آب شیرین، سیستم‌های تولید غذا، سلامت، گردشگری، سیستم‌های انرژی و حمل و نقل خواهد داشت.
  • افزایش نیم درجه ای فوق باعث تشدید ریسک های مرکب می شود که با خود خطرات جدیدی را ایجاد می‌کنند و مناطق جدیدی را درگیر می کنند، به خصوص جزایر و جمعیت‌های آسیب پذیر بیشتر در معرض ریسک قرار می‌گیرند.
  • در شرایط ۲ درجه افزایش، هر ۱۰ سال احتمال ذوب کامل یخ‌های قطبی در یکی از تابستان ها وجود دارد در حالیکه در حالت افزایش ۱٫۵ درجه هر ۱۰۰ سال ممکن است این اتفاق بیفتد.
  • افزایش سطح متوسط جهانی اقیانوس‌ها تا پایان قرن، برای حالت ۱٫۵ درجه افزایش دما، ۱۰ سانتیمتر کمتر از حالتی است که دما ۲ درجه افزایش پیدا کند.
  • درصد گیاهان و جانورانی که بیش از نیمی از منطقه جغرافیایی خود را به خاطر افزایش ۱٫۵ درجه دما از دست می‌دهند نسبت به حالت ۲ درجه بین ۵۰ تا ۶۶ درصد کمتر است. همچنین ریسک اتفاقاتی مثل آتش سوزی جنگل ها، حمله گونه‌های مهاجم، آفات و بیماری ها در حالت ۱٫۵ درجه به مراتب کمتر از حالت ۲ درجه است.
  • مساحت مناطقی که در معرض تحول اکوسیستمی هستند در حالت ۱٫۵ درجه حدوداً نصف حالت ۲ درجه است. در افزایش دمای فراتر از ۱٫۵ درجه مناطق کویری و خشک در حوزه مدیترانه و خاورمیانه به گونه‌ای گسترش می‌یابد که در ۱۰۰۰۰ سال گذشته بی‌سابقه بوده است.
  • همچنین این افزایش دما همراه با اثرات منفی فراوانی در مناطق مرتفع است. به خصوص جنگل‌های تندرا در ارتفاعات در معرض ریسک‌اند به‌گونه‌ای که درختچه‌ها در حال گسترش به مناطق تندرا هستند.
  • محدود کردن افزایش دما به ۱٫۵ درجه از ذوب حدود ۲ میلیون کیلومتر مربع از یخکره (Permafrost) نسبت به حالت ۲ درجه جلوگیری می کند.
  • در اکوسیستم‌های اقیانوسی با افزایش دمای ۱٫۵ درجه تغییرات دمای آب باعث جابجایی گونه‌های مختلف دریایی به عرض‌های جغرافیایی بالاتر می شود اما گونه‌هایی که توانایی جابه‌جایی کمتری دارند، مانند مرجان ها و جنگل‌های دریایی، با افزایش دمای بیش از ۱٫۵ درجه بین ۷۰ تا ۹۰ درصد جمعیت آنها از بین می‌رود.
  • ریسک کاهش تولید اقیانوس‌ها، جابه‌جایی گونه‌ها و تخریب اکوسیستم‌ها، از بین رفتن ماهیگیری در عرض‌های پایین‌تر و تغییرات شیمیایی اقیانوس‌ها (مانند اسیدی شدن، کمبود اکسیژن، و مناطق مرده) در حالت ۱٫۵ درجه به مراتب کمتر از حالت ۲ درجه است.
  • نگاه داشتن افزایش دما در حد ۱٫۵ درجه موجب می‌شود که درصدی جمعیتی از جهان که از کمبود آب رنج می‌برند، نسبت به حالت ۲ درجه نصف شود.
  • در حالت ۱٫۵ درجه نسبت به حالت ۲ درجه افزایش، اثرات تغییر اقلیم بر محصولات کشاورزی و مواد مغذی آنها کاهش می‌یابد که اثرات اقتصادی مخرب آن برای بسیاری از مناطق کمتر خواهد بود.
  • ریسک کمبود غذا در اروپا، مدیترانه، خاورمیانه، آمریکای جنوبی و آفریقا در حالت ۲ درجه نسبت به حالت ۱٫۵ درجه شدیدتر است.
  • ماهیگیری در شرایط افزایش ۱٫۵ درجه با توجه به اسیدی شدن و گرم شدن آب دریاها به‌خصوص در عرض‌های جغرافیایی پایین‌تر با توجه به بستگی آنها به زیستگاه‌های دریایی مثل مرجان‌ها، گیاهان کرانه زی، علف‌ها و جنگل‌های دریایی، در معرض کاهش است، که این امر در ۲ درجه تشدید می شود و امنیت غذایی و زندگی در سواحل و صنایع مربوطه را تحت تأثیر قرار می‌دهد.
  • تقریباً تمام مسیرهای جلوگیری از افزایش دما به بیش از ۱٫۵ درجه شامل تغییرات کاربری زمین خواهد بود. غالباً برای جلوگیری از افزایش دمای بیش از ۱٫۵ درجه از روش‌هایی نظیر حذف دی اکسید کربن (Carbon Dioxide Removal or CDR) استفاده می‌کنند که از میزان بالایی از بیوانرژی و جذب و ذخیره کربن (Bioenergy with Carbon Capture and Storage or BECCS) یا جنگلکاری (Afforestation/Reforestation or AR) استفاده می‌شود.
  • اجرای BECCS یا AR در سطح وسیع می تواند اثرات نامطلوب زیادی به‌لحاظ تنوع زیستی و تولید غذا داشته باشد که این امر بستگی به روشهای محافظت از ذخیره کربن زمین و محدود کردن گسترش کشاورزی برای حفاظت از اکوسیستم‌های طبیعی و پتانسیل افزایش بهره‌وری کشاورزی دارد.
  • اثرات CDR گسترده می‌تواند با متنوع‌سازی گزینه‌های CDR و به‌کارگیری یک سیاست جامع برای مدیریت زمین و نیز کاهش تقاضا برای زمین از طریق تغییر روش زندگی و رژیم تغذیه کاهش داده شود.
  • گرمایش جهانی بر سلامتی انسان اثرات نامطلوبی دارد و این امر در شهرها به دلیل وجود جزیره گرمایی تشدید می‌شود. تغییر ۲ درجه ای دما این اثرات نامطلوب را تشدید می‌کند.
  • نشان داده شده که با افزایش دمای جهانی، مهاجرت از مناطق کشاورزی و روستاها تشدید می‌شود و این امر در فاصله ۱٫۵ تا ۲ درجه نیز تداوم خواهد یافت
  • با ۲ درجه افزایش دما رشد اقتصادی برای بسیاری از کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه پایین تر خواهد بود و این تفاوت میزان رشد در کشورهای با درآمد کم یا متوسط بیشتر خواهد بود. در صورت توقف افزایش به ۱٫۵ درجه می توان خسارت‌های اقتصادی را نیز محدود کرد.
  • خطرات اقلیمی نظیر سیل‌های ساحلی و اثرات آن بر جمعیت، تأسیسات، سرمایه‌ها، تنش آبی و ریسک های مرتبط با اکوسیستم های دریایی و مشاغل مرتبط مانند توریسم هنگام افزایش دما از ۱٫۵ درجه به ۲ درجه تشدید خواهد شد و امکان سازگاری کاهش یافته و خسارت‌ها افزایش خواهد یافت. مهاجرت از مناطق کم ارتفاع مانند جزایر و نقاط ساحلی برای بهبود شرایط زندگی و به دلیل بالارفتن ارتفاع سطح دریا یا تغییر درصد نمک آب دریا و یا اسیدی شدن آن تشدید می شود.
  • از زمان AR5(گزارش ارزیابی منتشر شده در سال ۲۰۱۳) سطح ریسک ناشی از افزایش دمای ۲ درجه‌ای در اغلب موارد نگران کننده، به میزان قابل ملاحظه‌ای افزایش یافته و این به دلیل مشاهدات و یافته‌های جدید علمی است که از آن زمان تا کنون به دست آمده است.

افزایش دمای متوسط جهانی در سال ۲۰۱۷ از مرز ۱ درجه سانتیگراد عبور کرده است. باتوجه به شتابی که در توسعه ناپایدار همچنان وجود دارد، کُند کردن سرعت این فرایند و عکس کردن جهت آن نیازمند به‌کارگیری مؤثر و بیش از پیش خرد جمعی اهالی این نقطه آبی کمرنگ (یعنی کره زمین) است. با نگاهی به موارد فوق می‌توان دریافت که نشان کردن ۲ درجه سانتیگراد، جهان را با اثراتی مواجه خواهد کرد که یا غیر قابل برگشتند و یا تنها با هزینه‌های سنگین می‌توان آنها را جبران کرد. از یافته‌های دانشمندان می‌توان چنین فهمید که نشان کردن ۱٫۵ درجه سانتیگراد کم‎ هزینه تر است. به‌نظر می‌رسد اهالی پاریس ۲۰۱۵ لازم است در تعهداتشان تجدید نظر کنند.