回收城市︱从旧建筑中挖掘绿色材料:建筑师怎么样应对气候平均状态随时间的变化(两则)

发表时间:2024-01-26 17:59:22 来源:小9直播app

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  原标题:回收城市︱从旧建筑中挖掘绿色材料:建筑师怎么样应对气候平均状态随时间的变化(两则)

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  建筑行业为全球变暖贡献了27%的二氧化碳排放。从日本的废弃农舍到纽约的水塔,建筑师们正从现存的建筑结构中挖掘材料来新建更绿色的建筑。则一分析了世界各地建筑师们在旧建筑回收再利用方面的探索,特别是对于废旧木材的发掘、回收和再利用,以及他们目前所面临的挑战。

  建筑环境所产生的排放量占全球燃料燃烧产生的二氧化碳总排放量的约40%,占全球温室气体(GHG)总排放的25%。水泥生产是排放最高的行业之一,占全球二氧化碳排放量的7%。因此为在2050年实现净零排放,水泥和混凝土行业需要快速脱碳。因此则二介绍的是麦肯锡在瑞士达沃斯举行的世界经济论坛2023年年会上举办了一个互动小组,讨论水泥及混凝土行业的未来。他们讨论了行业现在能采用什么行动,循环经济如何发挥有价值的作用,以及价值链上的利益相关者该如何合作以取得成功。

  图一、由建筑师Takumi Osawa所修复并搬迁至神奈川县的Minka房屋。

  东京市郊,Takumi Osawa跪在一间木屋的狭窄露台上,描述一百四十年前,工人们如何将桑叶用吊篮运送至二楼喂养桑蚕。当桑蚕进食,响声如同漱漱下雨一般。

  这种就地取材而又精心雕琢的建筑在日本叫做Minka。Minka拥有标志性的斜屋顶,从几百年前开始就被用作农民,手艺人和商贩的住所。图中的这一间始建于1879年,一楼住着一家人,二三楼用于养蚕。Minka的设计通常像一个环环相扣的拼图,不使用钉子和螺丝。得益于此,Osawa和他的工匠团队才能将其轻易地拆解,运送,并重新组装于90公里以西一个离东京更近的地方。如今,它已是一对夫妇的爱巢。

  由于人口的下降和年轻一代向城市流动,日本的空置房屋慢慢的变多。官方的多个方面数据显示,日本有整整八百万空置房屋,其中很多都是在二战后至八十年代的建筑热潮中兴建的。

  本州岛是日本的主要岛屿。在本州岛西北部的山峦中,被废弃的Minka点缀着乡村的小路和偏僻的村庄。只需要几个冬天,他们的屋顶就会因大雪而坍塌,并成为被拆除的对象。因此,Osawa在1997年专门成立了一个组织,搜寻仍有居住潜力的废弃Minka,并将他们搬迁和重新组装。

  对保护日本建筑遗产的渴望支撑着Osawa的事业。Osawa关注使用本地产高质量建材、手工打造、并集功能性,适应性和可回收性于一身的建筑。这也令他加入了一场由进步建筑师和城市设计师主导的全球运动。这场运动旨在改变人们对建筑的目的和生命周期的看法:从设计到拆除。从Minka的精神中,他们看到了可持续发展未来的历史蓝图。

  “日本木质建筑最棒的一点是,他们能够轻松拆解”Osawa说,“如果能做到小心地重新拼装,我们就可以毫无浪费地重建同样的建筑”

  随着森林砍伐,地球环境的不稳定性日益增加,改革建筑建造行业的紧急程度到了从未有过的地步。建筑贡献了超过40%的二氧化碳温室气体。依据环境非盈利机构 “建筑2030”的预计,到2060年,全球建筑面积还将翻一倍。

  实际上,27%的建筑环境排放都来自运作层面,即像冷却、加热和照明这样的程序。其他的部分,则来自于建材结构本身的挖掘,制造,和运输。建筑排放对实现2015巴黎协议的“2度”目标造成如此大的威胁,而延长建筑寿命、提高效率和回收建材则为建筑行业脱碳指了一条明路。

  几千年来,建筑师们一直在翻新旧建筑和回收贵重材料上不惜余力。然而,曾经充满临时性、投机的做法正因环境危机的紧迫性必须改变。我们一定要将回收再利用的原则贯彻到建筑周期的每一个环节,并实现大规模应用。

  这意味着,我们要从已有的城市中测绘出材料库,并在国际甚至大洲的层面,建成支持可持续建筑的城市数据库。这也代表着,我们要设计可兼作材料库的新建筑,就像Osawa的Minka一样 - 可以反反复复经受拆解和重装,再次变成新建筑。而这,就是大写的循环经济。

  “在一些建材将要使用殆尽之时,日本的Minka向我们展示了未来建筑处理的模范”, 英国建筑师、《再利用图集》的作者Duncan Baker-Brown如此说道,“我称之为人类世时代的挖矿:我们得好好利用已有的一切。

  在Osawa和Baker-Brown这样的建筑师的推动下,政府部门也许会考虑新的途径以实现雄心勃勃的减排目标。在去年联合国推动的的谈判和本月在沙姆沙伊赫举办的的COP27气候峰会上,建造环境相关的讨论被走到了聚光灯下。但是纵观历史,城市再生项目往往都是一次性的开发项目,着手于巨型单体建筑的改造,却忽略周围的社区,而且其主要的目标,通常是重振当地经济。

  随着气候初创公司打入房地产开发领域,他们开始使用新技术对整座建筑从天花板到洗手池进行数字编码,推动一种更全面、系统和规模化的新方法论。

  荷兰银行位于阿姆斯特丹泽伊达斯区的玻璃幕墙Circl大楼正体现了这种新思想。支撑穹顶的落叶松梁用螺栓, 而非胶水固定在一起,因此未来可被拆解。为了将来更容易被新建筑再利用,横梁被有意设计得比实际的需求更长一些。会议室中的窗棂,则是使用从飞利浦公司回收的办公室建材再造的。

  同时,Circl大楼有一本属于自身个人的三维“建材护照”。该“护照”罗列了大楼的各个部件,它们的组装以及的拆解方式。这样的文件能够在一定程度上帮助我们记录建筑结构未来蕴藏的价值,并为再利用项目提供便利。

  “向循环经济转型过过渡的一大障碍是,二手建材常被认为价值较低”荷兰银行的一位发言人在邮件中写道。

  建筑估值方式的变化直接影响其生命周期。许多国家的税收优惠规则都鼓励商业公司尽快将建筑物的价值折旧为零。但如果我们将产生高碳建筑过程,或包括采石伐木的原材料生产的全部过程中的环境成本也记录在案,企业就有更多动力来延长建筑和建材的寿命。

  在欧洲,持续不断的发展的法规正在朝这个方向努力,如法国的RE2020条例就限制了建造新建筑的隐含碳排放 (译者注:隐含碳排放是指在大楼建造过程中所产生的碳排放总和,包括但不限于原材料开采、加工、运输、安装等过程中产生的碳排放)。在伦敦,市长正在向建筑上施压,要求他们说明他们在建筑营造和结构生命周期中如何最小化排放。

  但在可持续建筑领域,荷兰才是一马当先的开拓者。荷兰致力于2050年实现零排放经济,并计划在本世纪末减少一半的原材料使用量。

  用Longevity Partners的可持续发展咨询师Clodagh Cant的话说,这种转变正在欧洲引发“翻新浪潮“。Longevity Partners为像万豪国际这样的客户提供关于如何减少建筑气候影响的建议,“翻新旧建筑和新建建筑相比,至少可减少60%的隐含碳排放”哪怕在美国,翻新建筑的数量也在20年来首次超过了新建筑。

  这位像Metabolic这样的气候咨询机构带来了机会。Metabolic帮助开发商和政府部门量化隐含碳排放。这家荷兰的咨询机构使用模型计算建筑翻新或拆除时可释放的建材类型和数量,并预测如何能够最好地在新项目中重新使用它们。企业、城市和政府正越来越需要这样的计算以追踪自己的碳排放。

  为了厘清拆除或翻新570栋建筑所产生的气候影响,费城市政府联系上了Metabolic。后者的分析发现,如果市政府将从扶梯到通风系统在内的全部建筑部件拆除并回收,将可减少14,500吨二氧化碳排放。

  与采购类似的新材料相比,打捞回收这13吨建材还可为当局节省至少四千八百五十万美元。这家咨询机构又把目光投至荷兰格罗宁根、德伦特和弗里斯兰等三个省份,并确定至2030年,从拆除建筑上能得到的二手建材将由将近两百万吨,价值约1.36亿欧元(1.4亿美元)。

  截至目前,荷兰以将其 700 万吨建筑垃圾中的约 88% 向下回收利用于道路等设施,重新利用供应链已生产的材料以避免额外排放。不过,向上回收能更好地保留建材的价值,并且可能继续延长建材的使用周期。(译者注,向下回收指将损耗后的高品质材料回收用来生产低品质材料,向上回收又名创意回收,指回收被认为是低价值的材料制造更高价值的产品,如艺术品等---)

  ”木窗棂的价值远远不止碎玻璃和木屑”Metabolic咨询师Merlin Blok在一篇博客中写道。

  虽然像Metabolic和Longevity这样的公司已为政府和公司可以提供加大力度跟踪和评估材料回收利用的技术和战略,但在建筑规范未能激励翻新的国家,这样的努力还未成气候。

  在纽约市,开发商和建筑师正在从屋顶和被遗忘的仓库中挖掘宝藏,并利用材料本身的历史来创造价值。Tri-Lox是一家总部在绿点区的木材供应和制造商(译者注:绿点区是位于纽约布鲁克林最北部的一个区)。它从即将退役的水塔中回收旧木材,并将这些材料用于为 Shake Shack 和 Vice Media Inc 等客户制作室内装潢和建筑元素。十多年前,Alexander Bender和儿时好友们在明尼苏达创立了此公司。对于他来说,使用可持续采伐的木材连接了他的设计哲学中的美学成分和对他环境的考量。

  这种鉴赏力在 Tri-Lox 的仓库中得到了展现,这是一座紧邻汽车修理厂的红砖建筑,音响系统播放嘻哈音乐,台锯发出呜呜声。从废弃水箱上拆下的、混杂泥土色和古铜色的直纹红木正堆放在角落里晾干。

  “未来的建筑应该大量使用木材,不仅从碳经济的角度看更好,也可以加快建造的速度“Bender说,“它呈现了人们所向往的美学:亲自然设计。亲自然设计的概念代表着建造类似自然空间一样的建筑空间。挖掘我们与自然的内在联系是一件很具有力量的事情。”

  如果能有一种方式能将Bender和Osawa等人的个人努力和Metabolic 与 Longevity这样的公司的大型减碳战略连接起来,那就是正式地承认:这个随意拆旧建新和大量浪费的经济模型确实需要改变了。

  日本政府致力于将碳排放至2030年前减少46%,到达2013年的水准。目前,我们并不清楚这其中是否包含对废弃建筑和老建筑的情况排查和价值打捞。尽管环境部近期开始推广在住宅建造和家具制造上使用回收木材,一位发言人表示,目前还没有针对回收利用的补贴或激励政策。

  与此相对的是,Nils Wetterlind告诉我们,Minka的硬木横梁通常在结构早已变得不适合居住且难以保存的情况下,依然能回收使用。他的Heritage Homes Japan机构专注于搬运和修复本州岛西部山区的乡村木建筑,和来自京都的传统联排别墅。此外, Wetterlind 还从印度尼西亚、泰国和他的祖国瑞典的房屋中回收优质木材。

  这意味着,像Wetterlind和Osawa这样的个人都在孤身奋战。多年以来,他们广泛地通过口耳相传建立关系网,以发现被废弃、出售、和计划拆除的房屋。

  十一月上旬,Osawa自称为“Minka资源库”的Japan Minka Revival Association网站列出了三十多坐可供出售的木质房屋。这些列出的建筑物修建于江户中期、明治、大正和昭和初期,到1960年为止,跨度约为180 年。

  找到买家后,Osawa就会和当地的木工协会合作,先对每个木制构件做编号,再拆解建筑,一梁接一梁,并在新地点重建。重建时,通常会加上舒适的现代化设施。由于每个 Minka 都是独一无二的,为了适应特定的气候、功能,甚至是构成其骨架的硬木木材的自然曲线而精心打造,搬迁可能需要数年时间,常常要数十名工人。

  在近期的一次探访中,我们正真看到东京城外的养蚕屋成为了一座平和的绿洲,坐落在许多更小的房屋和多层公寓楼之间,洗净的衣物在晚秋的太阳下,晾晒在阳台上。百米之外的高速公路横贯地平线,从二楼远眺,可以看见一家高尔夫商店和一家马自达经销店的标志。

  尽管Osawa为了提振需求做出了不懈努力,他预计全日依然有几百间Minka面临被抛弃的风险,部分原因是人们认为它们缺乏便利的现在设施,以及异地重构并更新Minka的费用比修建新房的费用要高许多。

  因此,他与美国人 Brent Potter 合作创办了 Kyoto Trove,旨在为海外建筑师和建筑商提供从老式纸推拉门到完整住宅的一切。具有讽刺意味的是,Osawa 认为出口一些 Minka 可能会重新引起国内的兴趣,并激发人们对建筑遗产和更新的态度的转变。

  “现代建筑最美的时候就是他们刚开完工的时候”,然而跟着时间的推移,他们会逐渐褪色,他说“另一方面,Minka越老越美丽”。

  水泥和混凝土行业如何在2050年实现净零排放?麦肯锡在达沃斯举行的世界经济论坛2023年年会上主持了专题讨论,并发表了他们的见解。

  建筑环境所产生的排放量占全球燃料燃烧产生的二氧化碳总排放量的约40%,占全球温室气体(GHG)总排放的25%。水泥生产是排放最高的行业之一,占全球二氧化碳排放量的7%。因此为在2050年实现净零排放,水泥和混凝土行业需要快速脱碳。尽管该行业的许多公司都承诺要实现脱碳,事实上假如没有另外的生态系统或行业的的从旁支持,任何一个企业都没办法实现这一目标。

  麦肯锡在瑞士达沃斯举行的世界经济论坛2023年年会(AM23)上举办了一个互动小组,讨论水泥及混凝土行业的未来。该小组聚集了这条价值链上的利益相关者,包括来自全球各地的投资者和银行,他们讨论了行业现在能采用什么行动,循环经济如何发挥有价值的作用,以及价值链上的利益相关者该如何合作以取得成功。

  在讨论水泥和混凝土价值链的未来时,参会者提出了四个关键主题:水泥和混凝土脱碳的可能性、循环经济创造价值的机会、投资和绿色企业建设的新机会,以及合作在脱碳中发挥的关键作用。

  水泥制造业应其巨大的排放量,成功成为脱碳需努力的一个重要领域。除了二氧化碳排放的环境成本,财务成本受碳定价系统的影响,也在同步增加。如将时间推算到2050年,全球货币成本可能高达1800亿欧元。尽管如此,水泥仍然是头号建筑材料:每年生产40亿吨水泥,相当于5万架满载飞机的产量。更准确地说,AM23上的建材企业强调了对低碳建筑材料,特别是绿色水泥的需求增加。

  为了满足对可持续生产材料的需求,水泥和混凝土制造商可以在价值链上采取以下措施来实现脱碳:

  减少水泥中熟料的用量。熟料约占水泥生产中排放的90%,这使得熟料成为行业参与者解决实际问题的重中之重。为了使水泥行业脱碳,水泥生产商可优先考虑用其他材料代替熟料,如粉煤灰、金属渣或煅烧粘土。除此之外,他们还能够最终靠在施工、设计和材料混合方面的创新,以及开发低粘结剂水泥和可重复使用的混凝土模块,来减少所需的熟料量。

  减少生产的全部过程中能源消耗的二氧化碳。为减少与能源相关的排放,利益相关者们正在探索替代燃料和窑炉电气化等的新技术。此外,水泥和混凝土生产商正在发展专门的废物回收业务,以使用工业和城市废物为发展目标。

  储存或利用剩余的二氧化碳排放。所有利益相关者(包括水泥和混凝土制造商、建筑材料供应商与投资者)都感兴趣的一个主要话题是二氧化碳的储存和再利用。例如,水泥和混凝土的利益相关者们描述了在建筑和拆迁废物回收时,二氧化碳如何储存在混凝土骨料中,投资者强调了他们对旨在捕获和利用工业碳排放的企业的特殊兴趣。

  循环性也成为了本次圆桌会议的重要主题。会议成员指出,为实现绿色建筑环境,再生水泥和混凝土材料能够适用于新建筑建设,既可当作可重复利用的模块,也可可以被分解并纳入新建筑材料。在全世界内,已经有水泥和混凝土回收的案例,包括北欧。建筑公司利用拆除的混凝土用于新建项目的建造。进一步来说,甚至整个建筑都能够适用于重复使用或重新利用。废弃的仓库可以改造成零售商店、办公大楼或者住宅。用这种方式重新利用建筑物能解决当前迫切的社会需求,例如可以为当前受限的市场提供新的住房而不需要重新建设。

  尽管大部分的技术都相对较新,且尚未大规模应用,但该领域参与者的兴趣和行动正在增长。据估计,到2050年,通过对水泥和混凝土应用循环解决方案,能够尽可能的防止或减轻大约 26 亿公吨的二氧化碳排放量。到2050年,这些经济上和二氧化碳的节省每年可能为建筑环境贡献高达1100亿欧元的EBITDA(税息折旧及摊销前利润)。

  虽然行业走向循环的动力很强,但利益相关者仍需要应对几个挑战。例如,循环解决方案要求行业适应并建立新的供应链和技术。并且在建筑环境工程中实现循环需要相关支持性法规和行业标准。

  人们对于如何更好地投资水泥和混凝土价值链充满热情,但存在不确定性。今天,开发必要的技术的主要瓶颈是确定和推动正确的项目。

  当涉及建筑环境脱碳时,尤其是水泥和混凝土行业,必须重新考虑其筹集资本的方法,并远离大型绿色转型基金,因为这些基金规模不足,范围也不易界定。相反,投资者应该采用一种考虑到整个价值链的项目融资方法,制定新的战略,以最佳方式在整个价值链上配置资金。对小型专业初创企业的投资将加速开发创造下一代绿色建筑材料所需的技术。这些投资不应侧重于收购上市公司;相反,投资者应该一个项目一个项目地进行,直到具有信誉和回报的合适的技术出现,从而证明成立更大规模的转型基金是合理的。虽然调动这些资金将是困难的,但对于加快这些解决方案至关重要。

  由于水泥和混凝土价值链的脱碳不会立即实现,该行业应继续投资于现有的绿色技术。例如,投资现有的回收材料和废物市场将随着混凝土循环经济的出现而为这些空间做好准备。

  水泥和混凝土的价值链遍及全社会,一端连接材料供应商,另一端连接在业主、用户,以及其他六到七种群体之间。(例如,建筑师和设计师、施工公司、供应商等)。

  为使产业链循环,需要多方合作。否则,该行业将无法快速地发展,无法为寻求投资的参与者创造着迷的环境。小组成员提到,将回收材料引入水泥价值链在大多数情况下要多达 15 方的合作。由于这些参与方中的许多群体通常不会相互交流,因此建立循环供应链具有挑战性;例如,价值链末端的一方在大多数情况下要将废物材料输送回起点。

  除了许多参与者之间的协调之外,跨行业协作还面临其他挑战。例如,小组成员发现,建筑规范变化缓慢导致的延误可能会阻碍脱碳技术的发展。尽管这些规范提供了必要的支撑,但如果不让管理机构加入进来,他们将始终落后于建筑材料的创新。此外,价值链中的步骤,例如废物回收,通常发生在非常局部的层面。然而,要使这些技术发挥作用,它们需要由多个利益相关者共同打造的全球解决方案。因此,合作伙伴关系必须跨越地域,以有效推进并应用创新的机会。

  举办论坛和集体活动将各方聚集在一起的机制是克服这些阻碍的关键点。幸运的是,努力已初见成效——由麦肯锡发起的净零建筑环境委员会是个很好的例子。7此类伙伴关系将促进整个价值链的协作,将循环经济的每个方面纳入其中,这样当关键技术出现时,任何商业模式都不可能会成为障碍。

  尽管该行业正在快速地发展,但仍需采取进一步行动来建立净零价值链。麦肯锡在达沃斯主持的小组讨论表示了整个行业的参与者对致力于实现净零建筑环境的解决方案的持开放态度,并强调了整个价值链已经产生很大的影响力。诸如本次和理事会主办的多方讨论将继续推动这一领域的发展,并将跨行业的利益相关者聚集在一起,以促进跨行业合作。

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