循环建筑设计应考虑哪些因素

Building being demolished.
An estimated 600 million tons of construction and demolition waste are created each year in the US.Image: 1unsplash/Gene Gallin
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  • 据估计,美国每年产生6亿吨建筑和拆除废弃物;到2060年,全球材料废弃物预计将翻一番。

  • 模块化建筑系统是减少废弃物的有效方式,因为其制造过程是在场外受控环境中进行的。

  • 这有助于节约材料,并打造能效更高的建筑。

  • 从一开始就按照循环理念设计建筑,是推动建筑行业真正实现循环化的最佳举措。

我们有超过90%的时间待在室内。你们大多数人此刻可能也在室内阅读这份通讯。你是否曾花时间思考建成环境中的循环经济?我今天思考的问题是:建筑能否真正实现循环?

当下,我们距离这一理想未来还很遥远,因此我查看了一些建筑和拆除(C&D)废弃物及建筑废弃物的数据,并提出几项策略,推动这一行业迈向循环化。

先来看几个惊人的数字:

  • 据估计,我们每年产生6亿吨建筑和拆除废弃物,仅美国就如此。这一数量是所有市政固体废弃物总量的两倍。

  • 大约一半我们开采的所有材料都用于建成环境。这包括道路、桥梁等非建筑基础设施;值得注意的是,这些材料往往与建筑中使用的材料非常相似,其再利用率也同样令人失望。

  • 多达30%的建筑材料运抵建筑工地后最终成为废弃物。

如果这些数字还不够糟,那么预计到2060年,全球材料使用量将增加一倍以上,其中三分之一的增幅将来自建筑和施工行业。我们还预计,新增的楼面面积将超过2万亿平方英尺,大致相当于在全球每月新增一个纽约市,持续40年。这有点像拿苹果和橘子作比较,但我们也知道,全球温室气体排放总量中近40%来自建筑物的建造和运营。

我很难想象这一开发规模有多大,但我们大概都能认同,这意味着大量新建筑和大量原材料开采。

那么,关键问题是,我们能做些什么来改善现状?循环建筑设计有无数种方法,都应结合起来考虑;但我先谈两种。

先从如何处理建筑废弃物谈起。如果运抵工地的材料中多达30%尚未用于建筑就被丢弃,那么我们显然面临一个需要解决的根本性设计问题。在这方面,我们可以借鉴各行业制造商的做法:自工业革命以来,甚至自人类开始群居以来,他们一直在努力减少废弃物。流程标准化、提前规划和自动化,都使几乎所有行业的制造效率显著提升。

有一些有效方法可以减少工地现场产生的建筑和拆除废弃物。首先,我认为也是最有力的方法之一,就是采用模块化建筑系统。在受控环境中制造建筑系统,并将工地作业限制在排序和组装环节,已被证明行之有效,但遗憾的是,这种做法仍未得到充分应用。

住宅建造商采用这种方法已有一个世纪,甚至更久。早期的例子包括20世纪初的西尔斯邮购住宅。这些住宅运抵时,许多部件都已按尺寸预先切割好,可直接组装。1908年至1940年间,西尔斯售出了7万多套邮购住宅。

当然,这种方法也有取舍。在这种情况下,废弃物会被转移到上游的制造商那里。话虽如此,制造工厂往往能实现一些现场无法实现的效率提升。进入21世纪后,这一点尤其明显:计算机程序可以优化制造流程的每个环节,以减少废弃物。无论是体积模块化(将完整房间运抵现场),还是板式模块化(墙体和楼板系统),都能节约材料,打造能效更高的建筑,也能大幅缩短施工时间。模块化的另一个好处是,许多建筑可以按需拆解和重新组装,因此它们更像是材料库,而非固定资产。

顺便说一句,我从小住在一栋模块化住宅里。父母卖掉房子几年后,新房主决定建一栋新住宅。有人买下了我们那栋旧模块化住宅,从中间拆开(就像它在20世纪70年代初最初运抵时那样),然后搬到自己的土地上,建在新的地基上。这无疑是一个很好的再利用案例;若是标准的现场建造住宅,这种情况几乎肯定不会发生。

从一开始就按照循环理念设计建筑同样重要。要从循环理念出发,就需要产品制造商、规格制定者以及建筑物所有者和开发商密切合作。我们看到,这类合作正通过一些项目逐步成形,例如mindful MATERIALS(没错,他们的名称就是这样大小写的)。mindful MATERIALS是一个协作平台,正在建立通用材料框架,帮助规格制定者作出更好的决策。它还支持多个建筑产品透明度项目(例如环境产品声明和成分披露),这些项目对于了解建筑在拆除或翻新时所包含的材料至关重要。

归根结底,只要我们投资并将相关举措置于设计工作的核心,就能推动建筑更加循环。与任何复杂的系统体系一样,这需要时间,也需要供应链上下游所有人的投入。此外,还需要开展教育,让买家认识到高品质、耐用且更符合循环理念的产品所具有的价值。

我们开始看到循环建筑行业的雏形正在眼前逐步显现,但所有参与这一行业的人——几乎可以说,我们每个人都以某种方式参与其中——都需要推动它向前发展。

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