建筑作为未来材料的储备,轻巧且可拆卸的解决方案

建筑作为未来材料的储备,轻巧且可拆卸的解决方案

在2016年威尼斯建筑双年展上,策展人亚历杭德罗·阿拉维纳(Alejandro Aravena)决定重复使用上届艺术双年展所丢弃的100吨材料来打造新的展览馆。除了保留10,000平方米的石膏板和14公里的金属结构外,该倡议希望可以通过设计让那些原本会被当作废物丢弃的东西产生价值。该项目还阐明了另一种观点:作为建筑师,我们通常着眼于建筑的设计阶段、施工阶段甚至使用阶段。但是我们几乎没有想到当它们的使用寿命结束被拆除时,它们将变成什么样子,这个问题亟需思考。

众所周知,建筑业在建筑项目的整个生命周期中,使用了大量的自然资源、水和能源来执行和维护项目,对地球产生了重大影响。根据《2019年循环差距报告》 [1],建筑业使用的材料几乎占全球材料用量的50%(424亿吨)。同时建筑业也是最大的废物产生者之一,其中许多废物难以再利用或回收。更糟糕的是,建筑材料通常被随意处置,使其在以后的土建施工中无法再次利用。

Instituto Biodesign C de la Universidad Estatal de Arizona / ZGF Architects. Image © Hall+Merrick
Instituto Biodesign C de la Universidad Estatal de Arizona / ZGF Architects. Image © Hall+Merrick

建筑业通常采用的线性模式(开采-制造-使用-丢弃)对地球产生了巨大的负面影响和不可逆转的后果。可选择的另一种模式是所谓的循环经济,它受到自然生态系统的启发,在自然生态系统中,整个流程是可回收可循环的,所以在循环经济中,使用了回归自然的方法,对环境的负面影响很小。根据这个模式,当一种材料不再满足其预先设定的用途时,可以对其进行修复、再利用或循环利用,使资源几乎可以无限期地重复利用,同时在安全健康的经济中循环,为人类和自然服务。

这个方法理论上似乎很简单。但在实际操作中,我们如何回收已经达到其使用年限的建筑呢?如果一栋建筑不能被重新设计以适应性再利用,我们如何通过改造其材料,赋予其新的生命,以减少堆积在垃圾填埋场的过时材料? 城市采矿的概念提供了一个有趣的方法。在拥有大量建筑存量的城市中,很大一部分原材料不再位于原来的来源处,而是位于新的人为仓库(即建筑物)中。换句话说,城市可以被认为是巨大的产品和原材料的储存库。

Cabaña Kalundewa / Earth & Space Architects. Image © Pasindu Kithmina
Cabaña Kalundewa / Earth & Space Architects. Image © Pasindu Kithmina

另一个有趣的概念是20世纪90年代开始的叫做“为了拆除而设计(DfD)”的运动。根据定义,DfD要求建筑(的部分或全部)便于未来拆除,以回收系统、部件和材料,从而保证建筑在其生命周期结束时能够尽可能有效地回收。这一战略的基础是,人们越来越认识到,大多数建筑环境的寿命是有限的,每一座建筑都代表着资源的沉淀,与其最终被填埋,不如回到“减少、再利用、再循环”的循环中去。因此,DfD包括了解一个建筑的完整生命周期,并预测其部分的再利用,从而减少资源消耗和污染。

在实践中,我们应该考虑的不是拆除,而是拆解。这种方法包括对建筑的部件进行仔细的解构,使其可以在其他建筑中进行修复或再利用,或者定向回收。为了使这一过程更加有效和成功,重要的是不同的材料可以相互分离。易于分离的结构和建筑产品是高质量回收过程的核心。根据Annette Hillebrandt[2]的观点,通过可拆卸连接件连接的结构可以快速、经济地拆除,这样的结构是现在广泛使用的胶合连接和复合连接结构的可行替代品。可拆卸连接件使结构可以在没有其他物质粘附的情况下回收材料,这对于有效的回收来说是至关重要的。可拆式连接还便于在建筑物使用时进行维修,使其更具弹性和可持续性。

Cortesia de weber Saint-Gobain
Cortesia de weber Saint-Gobain

但如果没有来自建筑业和制造业的技术贡献,设计师最终只能束手束脚,使用不便于拆卸和回收的材料。圣戈班伟伯(Saint-Gobain Weber)公司注意到,复合保温系统缺乏可回收性,该系统的各种材料被混在一起。该公司开发的产品是首个由可拆卸和完全可回收的隔热材料组成的复合保温系统。基层抹灰中使用的是特殊开发的分离织物,以及整个系统中没有胶水,所以它可以完全拆卸和分离。由伟伯公司设计的复合保温系统在其使用寿命期间,都能达到与其他经建筑部门认可的保温复合系统相同的耐久性和安全性要求。由于其结构的特点,使其组件可以回收利用,并便于转换,为未来的技术进步铺平了道路。在其使用寿命结束后,这些组件被用于制造新的高质量产品。该系统甚至获得了德国最大的州生态设计奖——联邦生态设计奖

除此之外,也有其他材料拥有再利用和回收的可能性。例如,通风外墙提供了干式组装和拆卸,使其部件可以轻松拆卸。

Cortesia de weber Saint-Gobain
Cortesia de weber Saint-Gobain

对于隔音保温系统,有许多有趣的选择。圣戈班的ISOVER为墙体、天花板和地板的隔热和隔音提供了多种可能性,这些产品可以很容易地回收利用。其中包括Isofacade、Politherm、Kontur等产品,每种产品都适用于不同地方的不同建筑系统。该公司制定了废弃物管理方案,对报废的材料进行适当的收集、分类和处理,以形成新的玻璃棉保温材料或制造其他有用的产品。

用于内墙和外墙的石膏板,如Glasroc® X,在建筑生命周期结束后完全可以回收利用。特别是石膏,是一种具有高回收潜力的材料。回收石膏废料,可以产生新的石膏原材料来替代普通原材料。

Cortesia de Saint-Gobain
Cortesia de Saint-Gobain

其他的产品和解决方案除了可以方便拆卸外,还可以使施工变得更轻量、更简单。CLIMAVER是一种用于空调、通风和供暖系统的自支撑风管,与传统的由绝缘体包围的金属风管相比,每平方米的重量减少了3倍以上(从6kg/m²以上减少到2kg/m²)。它们使用高达60%的可回收材料生产,玻璃则为100%,如果它们在机械上完好无损,完全可以在其他建筑中重复使用。

CID Centro / NGNP arquitectos. Image © Jesús Granada
CID Centro / NGNP arquitectos. Image © Jesús Granada

设计建筑时支持改造、拆卸和再利用,可以减少浪费,延长建筑材料的使用寿命,为建筑商、业主、住户和社区提供经济和环境效益。在设计时考虑到这种循环经济,设计者将能控制大部分过程,并能做出减少环境影响、节约资源和降低成本的决定。这种方法论涉及到从考虑可移除和可拆卸的连接,到在所有阶段指定可回收和可持续的材料。为实现真正的可持续发展,不能指望未来的建筑永远持续下去。

翻译:赖求佳

Cortesia de weber Saint-Gobain
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参考文献

[1] Hillebrandt, Annette; Riegler-Floors, Petra; Rosen, Anja; Seggewies, Johanna-Katharina. Manual of Recycling: Building as Sources of Materials. Edition Detail. 2019

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关于这位作者
引用: Souza, Eduardo. "建筑作为未来材料的储备,轻巧且可拆卸的解决方案" [Soluções leves e desmontáveis: edifícios como reservas de materiais para o futuro] 14 3月 2021. ArchDaily. (Trans. Milly Mo) Accesed . <https://www.archdaily.cn/cn/958319/jian-zhu-zuo-wei-wei-lai-cai-liao-de-chu-bei-qing-qiao-qie-ke-chai-xie-de-jie-jue-fang-an>

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