全球 78 亿人口中有一半以上居住在城市和市区。到 2050 年，将有另外25 亿人居住在那里。随着这个数字继续攀升，越来越多的人涌向大都市，希望过上更好的生活，最大的问题是：我们如何让每个人都融入其中？
城市开发商和城市规划者的工作是弄清楚如何建造或调整城市环境以适应快速增长的人口的生活和工作需求。人们普遍认为，更高、更密集的摩天大楼是前进的方向，因为它们优化了空间的使用，每平方米容纳更多的人，并限制了城市的扩张。
但鉴于全球对减排目标和减缓气候变化的承诺，从碳减排的角度来看，这是最可持续的解决方案吗？
我们最近的研究探讨了建造更密集和更高的建筑是否是实现可持续发展的正确途径，它打破了这个神话：我们发现，密集建造的低层环境更具空间和碳效率，而高层建筑的碳影响要高得多.
对环境的影响
我们评估了不同建筑和城市环境的碳排放的整个生命周期——即运营碳和“隐含”碳。建筑物在使用期间会产生运营碳。隐含碳是在用于建造建筑物的原材料的提取、生产、运输和制造过程中产生的所有隐藏的幕后碳，以及在维护、翻新、拆除或更换过程中产生的任何碳。
建筑业对环境影响的贡献。
这方面经常被忽视，特别是在建筑设计中，运营效率始终是最重要的。许多研究人员提出了在设计阶段减少碳排放的论点，并受到世界绿色建筑委员会等主要国际组织的关注。但它仍然在很大程度上被忽视，主要是因为体现影响评估是自愿的，并且没有关于它的立法。但如果我们要达到2050 年的排放目标，就必须提倡这一点。
在全球范围内，建筑部门对环境产生了重大影响，如下图所示。最大的贡献来自其对能源和资源的消耗，这归结为设计阶段——没有人关注的过程部分。
现在新建筑必须更加节能并且能源网正在脱碳，对于被动房设计（使用非机械加热和冷却设计技术的建筑标准）等项目，这种隐藏的隐含能源从11% 到 33%不等降低能源使用）到74%–100%用于接近零能源的建筑（高性能建筑，其中所需的少量能源主要来自可再生能源）。
鉴于专注于降低日常运营的能源影响，隐含能源消耗的比例份额已经上升。因此，当建筑物在使用时，能源需求会降低，首先建造它所需的材料和活动会在建筑物的整个生命周期内产生成比例的更多影响。例如，低能耗和接近零能耗的建筑是通过提高绝缘性和使用更多材料和附加技术来制造的，这大大增加了隐性能源影响和碳成本。
从较小的规模来看，建筑材料的隐含碳份额显示，迄今为止，矿物的比例最大，为45%。下图显示了材料的分解，其中混凝土在隐藏的碳贡献方面占主导地位。这很重要，因为摩天大楼严重依赖混凝土作为结构材料。因此，我们使用的材料类型、使用量以及使用方式至关重要。
建筑中使用的不同矿物的碳贡献
我们如何解决它
我们根据真实建筑物的数据开发了下图中显示的四种不同城市场景：高密度、高层（HDHR），高且靠近；低密度高层（LDHR），较高但更分散；高密度低层 (HDLR)，低且靠近；和低密度低层（LDLR），它们是低层且间隔更大的。
为此，我们将建筑存量分为五个主要类别：非住宅低层 (NDLR)；非住宅高层（NDHR）；国内低层（DLR）；国内高层（DHR）；和梯田/房子。我们收集了大量数据，包括高度、层数、建筑占地面积（建筑实际占用的土地面积）、立面材料和邻近限制。这包括一平方公里内街区和绿地的数量和面积，平均街道宽度和建筑物之间的平均距离。
这些参数都被输入计算机模型以分析以下数据：
1.全生命周期碳如何根据建筑物和 1km? 区域内容纳的人数而变化。
2.基于四种固定人口规模（20、30、40 和 5 万人）以及在四种不同城市情景下容纳他们所需的土地利用，整个生命周期碳如何因人口增长而发生变化。
研究中分析了四种城市情景
我们的研究结果表明，巴黎等高密度低层城市比纽约等高密度高层城市更环保。从固定人口场景看，当从高密度低层迁移到高密度高层城市环境时，全生命周期碳排放平均增加142%。
将此等同于人均潜在节省，基于固定的人口规模，与高密度高层相比，建造高密度低层每人可节省 365 吨二氧化碳当量。
是时候让城市规划者开始对建筑物的整个碳生命周期进行新的理解，平衡城市密度和高度的影响，同时适应不断增长的人口。为了实现城市可持续发展，世界将需要更多的巴黎人和更少的曼哈顿人。
