更好的建筑
2021年11月23日

回到原点:木材和循环经济

不列颠哥伦比亚省的木材建筑部门和更好的建筑设计如何支持向循环经济的转变。

不列颠哥伦比亚省的建筑行业又回到了原点——对他们指定的材料对环境的影响有着不同的思考。他们正在寻找从“索取、制造、浪费”的方式向更循环的经济转变的方法。它考虑的是建筑材料的寿命。当设计时考虑到这一点,建筑就像生物过程本身一样,可以有一个更再生的生命周期。在向更持久、更可持续的设计转变的过程中,木材等自然可再生产品发挥着重要作用。

在圈子里思考|木材创新和设计中心的设计深度关注可重复、可重复使用、预制结构,这是循环经济的关键原则。绝大多数的建筑,包括交叉层压木材(CLT)面板和胶合木(胶合木)柱和梁,在其功能寿命结束时都可以拆卸,木材产品将用于未来的结构。|图片来源:教育津贴Peter摄影由MGA | Michael Green Architects提供

围成一圈

什么是循环经济?

当13个新房主明年搬进他们在温哥华芒特普莱森特社区的联排别墅时,他们将成为循环经济的一部分。

被称为特纳一家乳制品,该项目是一个适应性重用两座百年木结构建筑它从奶牛场发展到其他工业用途,如箱包厂、图书出版、蜡烛制造和家具仓库。第三栋建筑被拆解,打捞出了备受追捧的大型建筑花旗松梁。的废弃的老木材提供了一个美丽耐用的紧纹美学。它含有的能量比新制造的木材少12倍,根据一项研究

参与打捞工作的公司,Unbuilders而且传统的木材,正进军循环经济。

左顺时针方向:Unbuilders解构旧的特纳奶牛场建筑再利用|图片来源:Unbuilders |前特纳奶牛场建筑由Unbuilders提供|新特纳奶牛场内部渲染由AMC项目开发提供

Unbuilders,顾名思义,就是把木结构建筑拆解,以减少浪费。它的姐妹公司Heritage Lumber是一家回收木材经纪公司,专门经营从旧建筑、谷仓和构筑物中回收的老道格拉斯冷杉和西部红杉木。

科尼尔是该省越来越多具有生态意识的企业家中的一个例子,他们希望改变我们建造和解构建筑的方式。他们希望看到,无论是单户住宅、多户项目,还是更大的公共和商业基础设施,都能转向更可再生、更少浪费的方法。

但“循环经济”到底是什么意思呢?经济发展专家保罗·肖特豪斯(Paul Shorthouse)说,虽然这些原则并不新鲜,但这一术语反映了业内将可持续建筑努力更无缝地连接起来的势头。肖特豪斯十多年来一直站在推动绿色和循环经济的最前沿。他担任公司的总经理循环经济领导加拿大和主导完成了最近的报告循环经济与加拿大的建筑环境部门

右图:正在拆卸木质建筑|的工人图片来源:Unbuilders

致胜演说

如果你把它拆掉,他们就会来

循环思维正在进入黄金时期。就连CBC的龙穴也意识到了木材打捞业务的潜力。看Unbuilders”赢得。

跑圈

循环经济的投入和产出是什么?

“循环经济就是要摆脱投入和产出的线性模式。这是关于在整个生命周期中提取原始资源。它是在以一种更再生的方式思考如何构建产品和资产,使它们更持久,更耐用,随着时间的推移可修复。它确保我们在这些资源的生命结束时能充分利用它们的价值。这是一个完整的循环,让材料重新进入供应链,用于二次或第三次使用,”肖特豪斯解释说。

再生经济原则,当应用于建筑环境部门时,可以减少浪费,重获失去的价值,实现新的经济、社会和环境效益。在制造建筑产品时,这意味着寻找对环境影响更低的更多循环投入,如自然可再生材料。当涉及到产出时,它意味着在产品的整个生命周期中最大化效益和最小化负面影响。

左:不列颠哥伦比亚省戈登河的森林采伐。图片来源:尼克·韦斯特

木材、竹子、大麻、稻草和其他农业纤维是天然可再生、可重复使用和生物降解的材料。从这个角度来看,可持续收获和生产的自然可再生产品非常适合循环经济。

“木材在循环经济中具有一些显著的优势。木制品因能够吸收碳而对环境有利。它们不需要投入大量的能源来生产——树木是靠阳光生长的,生产可以使用可再生的生物质能。作为一种较轻的材料,它可以减少运输排放。BC在国内的可持续木材产品供应方面具有优势,”Shorthouse进一步解释道。

右图:木材干燥堆|图片来源:Nik West

大量木材是一个机会,可以取代与能源密集型承重材料相关的产出。

大量木材对于我们建筑中使用的一些钢铁和混凝土来说,这是一个更可持续的选择。它是安全的,防火的,并具有相当的强度。它重量更轻,随着时间的推移适应性更强。木结构建筑系统可以相对轻松地拆卸和翻新,或者以不同的方式使用。他们的价值可以在生命结束时重新获得,”肖特豪斯补充道。

而工厂建造、精确制造的木结构建筑可以更好地利用资源,减少交付到建筑工地的数量,进而减少整体车辆排放。废料可以被重新利用或用作生物能源。

在Shorthouse看来,考虑到建筑和拆除废物所代表的隐含能源,以及持续处理材料的影响,木材的自然可再生性使其成为低碳未来的有效建筑材料。

左图:工人使用桥式起重机在CLT面板制造|图片来源:Swanky Photography

赢家的圆

在建设循环经济方面,不列颠哥伦比亚省的本土优势

“木材在循环经济中具有一些显著的优势。木制品因能够吸收碳而对环境有利。它们不需要投入大量的能源来生产——树木是靠阳光生长的,生产可以使用可再生的生物质能。作为一种较轻的材料,它可以减少运输排放。加拿大循环经济领导机构董事总经理Paul Shorthouse解释说:“加拿大的循环经济和建筑环境部门在国内具有可持续木材产品的供应优势。”

木质未来

木材支持循环经济的四种方式

手握树苗的图标

自然可再生,持久耐用

木材是一种有弹性的、自然可再生的材料,如果保养得当,可以使用几十年,甚至几百年。古老的木质建筑仍然矗立着,包括8世纪的日本寺庙,11世纪的挪威五边形教堂,以及许多英格兰和欧洲的中世纪柱梁结构建筑。木材是为数不多的可以利用阳光种植的结构建筑材料之一,同时吸收大气中有害的CO₂排放。当树木进行光合作用时,它们从大气中吸收二氧化碳,然后将碳储存在木材产品中。

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减少废物和减少排放

木材建筑可以通过工厂建造、计算机化的预制来帮助减少现场施工浪费,这可以优化组装和简化现场安装。这些制造技术的使用可以补充预制木材系统的环境效益,导致更高的生产率(如劳动力、材料),施工过程中更少的更改订单,以及更少的整体浪费。与其他常用的建筑材料相比,木制品对空气和水的污染更低,含有更少的隐含碳。

名词重用

回收和适应性再利用

木材是一种非常适合重复使用的材料,无论是通过现有结构的适应性重复使用,还是通过解构和拆卸。特别是,现有建筑和结构中长期存在的坚固、沉重的木材因其耐久性和强度,以及其美感和历史意义而受到追捧。由于其不断上升的价值,越来越多的公司专门从事这种类型的木材的解构和再利用。

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解构和拆卸

当建筑的原始使用寿命结束时,木材非常适合进行解构和拆卸。现代木质建筑可以由模块化组件设计而成,这些组件可以根据需要进行翻新,也可以重新制造成新产品。例如,随着时间的推移,结构元素可能被拆卸并设置成新的配置,或者木地板可能被拆卸并用于镶板。

支离破碎

为拆卸而设计的木质工业建筑

StructureCraft是一家由工程师领导的创新木结构制造商,在工业木结构建筑设计中设立了一个新的标准。该公司4700平方米的制造设施展示了工业建筑的工程效率的新水平,结合了各种大体积木材和工程木材产品,包括榫压片木材(DLT),层压条木材(LSL),钉压片木材(NLT)和胶合层压木材(胶合木)。为了展示大量木材在工业建筑中的灵活性,StructureCraft将整个建筑设计为可拆卸结构,提供了扩展或移动设施到一个全新的位置的灵活性。

木结构上层建筑的安装工作在一个星期一开始,工作人员在同一个星期五完成了整栋建筑的安装。仅仅一个星期,所有的四面墙和屋顶都安装好了。建筑按照解构和再利用的设计原则进行规划。

图片来源:Calvin Owen Jones,由StructureCraft提供

零碎的东西

木材回收、再利用和拆卸设计(DfD/A)如何支持循环经济

回收再利用木材已经显示出良好的迹象,这不仅在财政上可行,而且对当地经济有相当大的促进作用。

“经济动机正变得越来越明显。在“索取、制造、浪费”的旧模式下,我们把钱放在桌子上。我们需要解决这个问题,循环经济的机会就在这里,”温哥华经济委员会经济转型、脱碳和公正转型经理乔治·帕特里克·理查德·本森(George Patrick Richard Benson)说。

一个2020年的报告由温哥华经济委员会(Vancouver Economic Commission)、Unbuilders和不列颠哥伦比亚理工学院(British Columbia Institute of Technology)共同撰写的报告发现,按照目前的估值,在温哥华地铁区(Metro Vancouver)的780多处住宅拆迁中,估计每年可回收木材的价值约为3.4亿美元。

除了打捞,拆卸设计(DfD/A)在不列颠哥伦比亚省和加拿大的建筑行业正在增长。尽管复苏是逐步的,但也有一些例子正在帮助为更广泛的行业奠定基础。根据定义,DfD/A是一种为回收系统、组件和材料而预期未来更改和拆除(部分或全部)的建筑设计。这意味着大部分建筑构件在使用寿命结束后可以尽可能有效地重复利用,避免拆除和垃圾填埋,减少自然资源的压力。

Shorthouse和Benson都解释说,虽然目前还不是主流,但DfD/A和循环建筑原则在全省和整个加拿大都有发展势头。

建于1996年,昌才大厦英属哥伦比亚大学是一个早期的例子,除了应用DfD/A原则外,它还因广泛的材料回收和再利用而得到认可。该项目自始至终使用可重用组件和模块化设计。回收的重型木材提供了60%的主要木结构。超过50%的建筑材料是重复使用或来自可回收资源的例子。这包括钢材、胶合板、框架木材和门。

左:CK Choi Building |图片来源:Don Erhardt

木材创新设计中心是最近的一个例子,它的设计深度关注可重复、可重复使用的预制结构。它的特点是木地板由重叠的3层和5层CLT面板用粘合剂和网格连接器连接在一起,减少了所需的混凝土量,使大部分结构更容易拆卸和重用。事实上,绝大多数的建筑——包括CLT面板和胶合木柱和梁——可以拆卸在其功能寿命结束时,木制品在未来的结构中使用。

总部位于英国不列颠哥伦比亚省的户外设备零售商MEC有着长期的生态友好基础,它将功能融入到他们的一些商店的设计Nd结构支持循环原则,以及在某些情况下未来的重用和回收。这包括裸露的木材结构框架与螺栓连接,木甲板是螺钉固定,使拆卸和重用更容易。作为一般规则,大块木材是一种非常适合重复使用的材料,MEC在全国的大部分商店都使用这种材料,包括它的温哥华旗舰店.除了大量木材,该公司还承诺将其所有零售网点的环境影响降到最低。

图片来源:Michael Elkan Photography

适应性重用

循环经济新老结合

适应性重用是更循环经济的一个基本组成部分。新旧结合在这个有百年历史的木制仓库顶部有一个四-现代商业办公室大量增加木材。比蒂街837号是一幢现有的三街前仓库位于温哥华市中心,是独特的68街区历史仓库集合的一部分。这座爱德华七世时期的工业遗产建筑建于1911年,是早期二十世纪建筑热潮使得福斯克里克附近建造了大量仓库,跨越了曾经的加拿大太平洋铁路公司的耶鲁城土地。


比蒂街837号修复与扩建效果图,由mcfarlane biggar architects + designers公司提供。

做不完的事

木结构的工艺优化如何支持循环经济?

为了充分实现循环经济和木材的潜在贡献,专家指出,越来越需要促进整个行业的优化,供应链上的每个参与者都要进行更大的整合。

Benson说:“诸如建筑信息建模(BIM)、模块化建筑、循环经济和大质量木材等优化工具——所有这些组件都具有难以置信的协同作用。”他补充说,把一座建筑想象成一个零件组合,不仅可以减少现场施工过程中的浪费,还可以使建筑更容易拆卸或适应新用途,并使整个行业更有效地合作。

越来越多的基于bc的项目及其设计团队正在帮助推进大规模木结构的优化。这包括准时制施工和数字技术。

BIM和虚拟设计与施工(VDC),以及数字双胞胎(DT),在世界上最高的木质建筑之一的设计中发挥了核心作用,布洛克Commons Tallwood House.从设计造型通过对建筑造型对于现场组装,设计团队利用这些工具的全部能力进行测试,排除故障,并最终简化整个端到端施工过程。除了减少浪费和简化生产,卑斯省建筑部门的创新努力将高大的木塔组装成一套部件,使建筑更容易解构和在其寿命结束时重新使用。

图源:KK Law |效果图由CadMakers Inc.提供。

其他一些大规模的木材项目也展示了它的可能性预制木结构优化朗斯代尔大道商业大厦1号完全由CLT和胶合板建造,使用先进的BIM和虚拟设计工具帮助缓解a的挑战0多.说到循环经济,该项目展示了可再生建筑材料——在这种情况下,clt——如何被用来作为防火墙,取代更多的能源密集型材料。这数字化方法还有助于实现精确的密闭性施工,这对获得被动式房屋认证至关重要。

右图:Lonsdale大道1号商业建筑项目|的大量木材构件的3D模型。图片来源:KK Law

总部位于bc的公司Naikoon Contracting Ltd、Hemsworth Architecture、Timber Engineering、MCW Consultants和Peel Passive House一起合作,充分利用这些数字工具的好处。团队成员认为,这种大规模木材项目的集体成功至关重要的是新的、更协作的方法。在现场开始工作之前,使用计算机软件测试整个组装序列的虚拟建造最小化了错误,减少了浪费,同时加快了施工进度。

左:1 Lonsdale Avenue商业大楼虚拟模型|效果图由Naikoon Contracting Ltd提供。

回到原点

我们将何去何从?

转向循环经济并非没有挑战。这需要消费者、企业、政府和行业之间的重大协调,才能从“回收、制造、浪费”的方式转变为更循环、更再生的方式。

Benson说,bc省制造的木材产品将发挥重要作用,而且势头正在增强。需要继续重视减少浪费;优化;数字技术;设计耐用性、可拆卸性和可重用性。

对于该省来说,解决办法就在我们的后门。公元前的app雷竞技 意味着我们可以减少对能源密集型和不可再生材料的依赖,同时在国内创造更环保的就业机会。

右图:一辆平板卡车上的CLT面板被起重机吊到合适的位置,安装在北温哥华的Lonsdale |

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