可拆卸式设计,有利于大规模生产木材的循环使用

来源:建筑界编辑:袁斌发布时间:2021-08-05 13:59:57

[摘要] 建筑是原材料和能源的最大消费者,也是废物流重量的最大贡献者,可拆解设计考虑了在设计阶段做出的所有决定如何增加建筑部件在它们的使用寿命结束时重新使用这些部件的机会。

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  第一届式年迁宫于690年在日本三重县举行。它由一系列持续8年的仪式组成,从为建造新伊势神社而砍伐树木的仪式开始,最后由神宫神父移动神镜(天照大神的一种象征)到新神社结束。每20年,一座与现在的神社完全相同规模的新的神圣宫殿被建在与主圣所毗邻的土地上。式年迁宫与神道教对宇宙周期性死亡和更新的信仰联系在一起,同时也是人们世代传递古代木材建筑技术的一种方式。

  创建一个有截止日的建筑的想法并不常见。事实上,一个结构的使用寿命往往很少被考虑到。当被拆除后,这些材料会去哪里?它们会被在垃圾填埋场处理,还是会在新项目中重新使用?有某些施工方法和材料可以使这一过程更容易。另一些方法则由于多种因素,使重新利用难以实施。

  所谓的可拆解设计 (缩写DfD或Design for Disassembly) 考虑了在设计阶段做出的所有决定如何增加建筑部件在它们的使用寿命结束时重新使用这些部件的机会。根据美国环境保护署EPA (United States Environmental Protection Agency) 手册的定义,“解构设计(DfD)运动的最终目标是负责任地管理使用寿命结束的建筑材料,以尽量减少原材料的消耗。通过获取在建筑物翻新或拆除期间拆除的材料,并找到方法在其他建筑项目中重复利用或将其回收成新产品,可以减少报废建筑材料对环境的整体影响。建筑师和工程师可以通过设计促进适应和改造的建筑来为这一运动做出贡献。解构设计是为了使这些资源能够经济地回收和再利用。”以加拿大为例,建筑是原材料和能源的最大消费者,也是废物流重量的最大贡献者,相当于每年有340万吨建筑材料被送往垃圾填埋场,估计会释放180万吨合并碳。

  一个更广泛的概念是DfD/A,或拆卸和适应性设计(Design for Disassembly and Adaptability)。这也是一种策略,旨在延长建筑物及其部件的使用寿命周期,使建筑物能够更容易地更新、维护和修饰;但是,在其使用寿命结束时,拆卸仍然可以更有效地收集与重复利用材料和部件。管理公司、拆迁场地和材料回收设施回到价值链的回收和恢复是逆向物流的作用,是循环经济的基本原则,允许产品材料被回收、再利用和再制造。

  这些概念与线性模型形成对比,线性模型侧重于垃圾填埋场甚至不定期倾倒物中的材料的提取、使用和处置。DfD/A试图避免这种剥削系统,确保在拆除后,这些材料有一个已知的并且经过深思熟虑的目的地。这可以带来许多好处,包括减少建筑物中的废物和温室气体排放;提高建设中供应链的弹性;创造新的经济和就业机会,提供社会效益,和通过降低资源消耗来改善自然生态系统。

  这个理论模型运作得很好。但实际上,事情要复杂得多。拆毁通常进行得很快,使得大部分材料无法重复使用。首先,必须解决构成建筑的零部件的正确拆卸和分离问题。但同样重要的是,该项目从一开始就寻求减少或消除废物的方法和解决方案,包括易于分离和拆卸的产品,以及允许重复使用和避免有害、污染化学物质的高品质材料。

  但是选择材料或结构系统的决定,自然,并不仅仅取决于拆卸的要求。为了帮助选择,本文广泛讨论的寿命周期评估是一种常用方法,有助于阐明产品或过程从过程开始(原材料的提取)到过程结束(再利用、回收或处置)的影响。

  根据加拿大循环经济和建筑环境部门的说法,使用木材制品——特别是大众木材(胶层化木材、交叉层压木材等。)—可通过以下几种方式减少建筑的碳足迹:

  首先,木材是一种可再生资源,它的生长是通过光合作用,而不是通过采矿或开采。树木几乎可以在所有的气候中生长,使用当地物种可以大大减少运输所消耗的能量。当一棵树被收获制成木材和工程木材时,它会在建筑中储存碳。当另一棵树被种植在它的位置时,它也会吸收和储存碳。最后但同样重要的是,由于木材是多功能并且耐用的,它可以拆卸,然后重新组装成其他建筑或其他木纤维产品,只要它远离垃圾填埋场,它甚至可以更长时间使碳隔离。即使没有建筑用途,木材也可以变成各种有价值的生物基产品,如生物炭,它可以取代煤炭,也可以用作农业肥料。

  Delphi集团和Scius咨询公司的一份报告还指出,随着人们对建筑材料及其影响的认识加深,数字技术日益增长的趋势通过提高生产力、效率、过程改进和增强协作,使建筑环境中的循环经济成为可能。案例包括BIM软件、虚拟现实(VR)、无人机技术和改进材料流跟踪的新数字化工具。

  技术和古代技艺之间的结合,在最近创造的概念和自然观察之间,似乎是实现可持续未来和与自然和解的最佳方式,人类是自然的一部分,我们是变革的积极推动者。这包括理解构成整个施工寿命的材料和过程,这将帮助我们在可持续性和负责任的设计的指导下做出更有条理和正确的决策。

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