如何实现轻体量和可拆卸建筑:未来的建筑即是材料仓库
Lightweight & Detachable Solutions: Buildings as a Reserve of Materials for the Future
由专筑网K&C,小R编译
2016年的威尼斯建筑双年展,策展人Alejandro Aravena决定回收并重复利用上届艺术双年展后废弃的100吨材料,来打造新展览馆。因此近10,000平方米的石膏板和14 km的金属结构得以保留,这样的行为说明,被丢弃的物品只要通过设计,也能带来价值。行为背后还引申出一个事实:建筑师在思考建筑时,通常目光局限在限制在设计阶段、施工阶段,最多也就到使用阶段而已。我们几乎没有想到当建筑使用寿命到头,即将被拆除时,建筑会变成什么样,这个问题本身就应该是设计的一部分。
众所周知,建筑业的整个生命周期会依赖大量自然资源、水源和能源来进行建设和维护,对地球的影响不可忽视。根据《2019年循环经济报告》[1],建筑行业所需物资几乎占全球消费物资的50%(424亿吨)。建筑业也是最大的废物产生者,大部分建筑很难回收再利用。不仅如此,建筑废料处理方式太过随意,根本无法用于之后的民用建筑。
Image © Hall+Merrick
传统建筑行业的工作流程,即提取-制造-使用-处置,会对地球产生实质性的负面影响和不可逆转的后果。而今取代这种模式的,是受到自然生态系统启发的“循环经济”,自然生态系统有着回收和循环利用的工作流程,这种自然回归方式可以对环境造成较小的负面影响。同理,如果某种材料不再只按固定用途使用,而是可以对其进行修复并回收再利用,资源就几乎可以无限期地循环,在保证人类和自然双重安全的经济环境中流通。
这样的理论当然浅显易懂。但是,我们如何在实践中真正回收已达到使用年限的建筑物呢?如果重新配置具备适应性再利用的建筑材料这一条路难以实现,什么样的办法才能让垃圾填埋场中的累积材料变废为宝?城市矿业的概念为我们提供了一种有趣的思路。在钢筋混凝土密集耸立的城市中,原材料不再来自其发源地,而是位于新的人为存储库,即建筑物中。也就是说,把城市当做产品和原材料的大型仓库。
Image © Pasindu Kithmina
另一个有趣的思路来自上世纪90年代“解构主义(DfD)”运动。解构主义的主张是方便拆卸(部分或全部)的建筑设计,以便整体回收或者部分组件和材料的回收,从而保证建筑物在生命周期结束时可以尽可能实现高效的回收利用。解构主义的提出源于日益突出的现实矛盾,即多数建筑的寿命是有限的,但每栋建筑的建造实质上是资源的累积,不应该终结于垃圾填埋场,必须重新回到“减少、重用、回收”的循环链当中。在这样的主张下,解构主义开始探索结构的生命周期,并预想每个部件该如何重复使用,从而减少资源消耗和环境污染。
因此在实践中,我们应该考虑“拆卸”而不是“拆除”。这种方法需要对建筑物组件进行严谨的解构,既可以对其进行维护,或重复使用到其他建筑物中,也可以将材料定向回收利用。想要有效和成功地实现这种过程,重点是分离开不同的材料。易于分离的结构和建筑组件是实现高质量回收过程的核心。Annette Hillebrandt [2]认为,可拆卸结构的建筑在拆除过程中非常高速和经济,比如当下广泛使用的胶合接头和复合接头结构。它们可以被回收,不会粘附到其他材料上,这对于有效回收非常重要。可拆卸结构还能对建筑物的维护起到更加便利的作用,使其更具弹性和可持续性。
Cortesia de weber Saint-Gobain
但是,如果没有建筑业和制造业共同努力,仍然使用不能轻易拆卸和回收的材料,设计师也会独木难支。Saint-Gobain Weber就曾对缺乏可回收性的复合隔热结构表示不满,这种结构只能被整体拆掉。当时该公司就对此提出了解决方案,也就是第一个由可移动、并且可以全部回收的隔热材料结构。特殊隔离织物嵌入灰泥基础,不用胶板,因此可以完全分解和分离。建筑局规定的隔热复合材料系统所必须的耐久性和安全性,这种可回收复合保温系统在整个使用寿命期间都能达到其要求。并且这种结构还能回收组件并方便进行替换,也为将来的技术进步铺平了道路。使用寿命结束后,这些组件就可以用于搭建全新的高质量建筑。可回收复合保温系统斩获了联邦生态设计奖,这是德国最权威的生态设计奖。
Cortesia de weber Saint-Gobain
对于热声绝缘,也有许多有趣的选择。圣戈班集团的ISOVER系列产品提供各类隔热和隔音的墙壁、天花板及地板,这些材料也很容易回收利用。包括Isofacade,Politherm,Kontur等产品,每种产品适用于不同类别的建筑,以及建筑内的不同位置。集团有专门的废物管理计划,实现分类回收和废物处理,从而再生产新的玻璃棉绝缘材料,或用于制造例如砖之类的产品。
再说室内外墙体,Glasroc®X公司就推出过在建筑使用寿命到头后可以完全回收的石膏板。石膏其实具有非常高的回收潜力,石膏废料回收之后还可能产生一种代替石膏的新建筑材料。
Cortesia de Saint-Gobain
还有其他同时满足易拆卸、良好光照和通风的建筑材料。CLIMAVER(玻纤复合风管系统)是用于空调、通风和供暖系统的自支撑风道,与传统的金属风道相比,这种绝缘子系统每平方米的重量能减少三倍以上(从6 kg/m2减少到2 kg/m2)。该系统是用高达60%的可回收材料生产的,如果是用于生产玻璃回收率能达到100%,如果拆卸时系统并未损坏,就可在其他建筑物中完美地重复使用。
Image © Jesús Granada
在建筑设计阶段考虑适应性、拆卸性和回收再利用性,可以减少资源浪费并延长建筑物组件的使用寿命,为甲方、乙方,居民和社区都带来经济和环境效益。在设计阶段时刻考虑循环经济,责任人在掌控建筑过程的时候,就能够做出减少环境影响,节约资源和降低成本的决策。这种方法会涉及到全方面,从考虑可拆卸到实现可拆卸,并在任意阶段使用可回收和可持续的材料。要真正实现可持续发展,建筑一定不会永远停留在钢筋混凝土架构当中。
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