拆解设计指南

拆解设计指南插图 Wooden Nursery by Djuric Tardio Architectes is a nomadic object. Image © Clément Guillaume

    近年来,"拆解设计"(简称DfD)的概念得到了越来越多的关注,因为它回应了建筑行业内资源消耗大、回收率低的问题。下面的文章详细介绍了便于拆解的未来建筑的设计方式以及指导方针。在当前实践和循环经济的大框架下,以下指南让人们更好地理解这一原则。

    什么是拆解设计?

    拆解设计指南插图1 Wooden Nursery by Djuric Tardio Architectes is a nomadic project. Image © Clément Guillaume

    从定义上看,拆解设计是指建筑设计过程中,为未来考虑到方便修缮、拆解部分或整体建筑,使得能够回收某些系统、部件或者材料。通过拆解设计,从而确保建筑在其寿命结束时,能够尽可能有效地循环利用。该战略建立在人们越来越认识到,大多数建筑环境的寿命是有限的,每座建筑都是资源的储存地的基础之上。这些资源与其最终被送往垃圾填埋场,不如重新回到"减少、再利用、再循环"的循模式中去。因此,DfD包括了解结构的完整生命周期,并为其各部分的再利用作出规定,从而达到减少资源消耗和减轻污染的目的。

    拆解设计指南插图2 NASA’s Sustainability Base was designed for disassembly. Image Courtesy of William McDonough + Partners

    这最初是在20世纪90年代被提出的,是一个相对较新的概念,因此很少有项目在设计时考虑到拆解的问题,更少有项目对该战略的结果进行测试。尽管如此,这种追求现在正在进入主流的建筑实践之中,其中一个例子是新的伦敦计划,它将要求规划申请以证明建筑部件如何拆卸和再利用。此外,欧盟的"建筑材料库(BAMB) "和美国环境保护局(EPA)都为这一设计过程制定了指导方针,同时一些可持续性认证也为拆解设计加分。

    机会和挑战

    拆解设计指南插图3 The Circular Building by Arup was designed for disassembly and reuse. Image © Simon Kennedy

    建筑业是世界上最大的原材料消耗产业,而其中大多数材料永远不会回到材料循环中去。将DfD战略纳入建筑过程将减少建筑业的能源消耗和碳排放,因为它将大大减少第一次使用材料的消耗。然而,DfD并非没有挑战。有限的对于回收材料的规范和废旧材料的数量和质量上的不确定性都会形成DfD方案的阻碍。目前,另一个重大的挑战是这一过程的成本和速度,因为拆除被认为比逐个拆解建筑更便宜和更快。然而,美国环境保护局研究表明,如果有足够的可回收材料和良好的市场价值,以抵消较高的劳动力成本,那么拆解在成本上可以与拆迁相媲美。

    设计原则

    拆解设计指南插图4 The Urban Village Project by EFFEKT and Space 10 will create a closed loop where the buildings are disassembled and recycled when they no longer fit the needs of the users. Image © EFFEKT Architects for SPACE10

    DfD过程需要在设计阶段的早期进行大量的规划,并且有一些策略和原则需要考虑,以确保建筑在其寿命结束后保持价值。以下是在进行拆解设计时需要遵循的几个一般准则。

    规划拆解

    拆解设计指南插图5 Construction diagram of The Circular Building by Arup. Image © Arup Associates

    DFD要求生成一份详细的拆解计划,包括元素的拆解说明,以及对建筑构件和材料的审查,以及如何对它们进行再利用、回收或再生。RotorDeconstruction是比利时回收建筑构件领域的先驱,对材料进行拆解、调理和再销售,而Arup在《建筑环境中的循环经济》研究中,预见了使用基于云端的BIM模型来记录和跟踪材料和构件的整个生命周期,以及使用从设计到拆解的材料全生命周期的标准合同。

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    评估材料

    拆解设计指南插图6 Lendager Group’s Wasteland exhibition. Image © Rasmus Hjortshøj

    拆解设计需要对建筑材料进行广泛的研究,以选择无毒、高质量(经得起组装和拆卸)和具有良好回收潜力的材料。这种设计方法中,选择材料的过程围绕着这样的问题展开:一个部件在其寿命结束后会发生什么?如何重复使用它们,或者是否可以退回给供应商?有一些软件可以通过输入特定材料的生命周期评估(LCA)来帮助进行这种评估。

    选择连接细节

    拆解设计指南插图7 Details of Nest We Grow / Kengo Kuma & Associates + College of Environmental Design UC Berkele. Image © Shinkenchiku Sha

    DFD的一项基本原则是建立外露的接口,并选择适当的连接方式,以方便拆卸,同时避免使用重型设备或过多的工具。重点应放在机械连接上,使用螺栓、螺丝或钉子连接,而不是使用不可拆卸的化学连接,如粘结剂、密封剂、胶水或焊接,这样会使材料难以分离和回收。

    适应性设计

    拆解设计指南插图8 the aluminium facade of Østre Havn Parking House G2 by SANGBERG Architects was designed to be easily dismantled and recycled. Image © Rasmus Hjortshøj

    虽然"拆解设计"的重点是建筑的寿命终结,但这种方法也可以是延长建筑使用期限的绝佳策略。因此,分离不同的建筑系统并降低更换单个系统对整体建筑的破坏性,为未来的改造创造了更大的机会。机械、电气和管道系统的情况就是这样,其寿命比建筑内其他系统的寿命要短得多,DfD可以使有选择地拆除特定部分变得更加容易,从而减少浪费。在装配和部件的设计过程中,倾向于模块化和标准化,也有利于重复使用。

    拆解设计指南插图9 Rio 2016 Olympic Handball Arena by OA | Oficina de Arquitetos, Lopes Santos, Ferreira Gomes Arquitetos was deigned to reuse the modular structures in order to build four schools in the city of Rio de Janeiro. Image © Leonardo Finotti

    目前,拆解设计并不是一项容易的工作,它包含了额外的责任,并要求包括建筑师在内,所有参与施工过程的各方作出重大努力。另一个扫兴的因素是现有少数包含拆解设计的范例中,是否会按照建筑师的设想进行拆解和再利用的不确定性。由于DfD还处于起步阶段,最终结果还未见分晓,未来几十年后才能得出结论。不过,针对建筑业每年消耗大量的资源和使用过多的第一次使用材料,应该不遗余力地采取各种策略,以减少浪费。

    翻译:Nan

    本文源自ArchDaily七月主题:再生材料。每个月,我们会以文章、访谈、新闻与项目的形式来深度探索一个主题。您可以在此阅读过往月度主题内容。ArchDaily一如既往地欢迎读者的贡献;如果你希望提交一篇文章或项目,请联系我们。

    参考文献

    • Brad Guy and Nicholas Ciarimboli, Design for Disassembly in the built environment: a guide to closed-loop design and building, 2005
    • The American Institute of Architects, Buildings that last: design for adaptability, deconstruction and reuse
    • Akinade, O.O., et al. Design for Deconstruction (DfD): Critical success factors for diverting end-of-life waste from landfills. Waste Management, 2016, available here.

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Andreea Cutieru

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