循环经济的设计创新

终末期建筑材料与设计交换项目 支持： Contents 1设置场景4 55714151818202122243235 2尸检-Frener的立面拆除&Reifer 2.3组件的重复使用和回收材料 3在末端跟踪立面材料生活 3.1参观拆除site3.2参观混凝土回收site3.3参观金属回收site3.4参观玻璃回收site 4开放式创新工作坊'Whitewaterevent' 6致谢，感谢和团队 设置场景 这个KTN项目研究了如何在建筑物寿命结束时拆除过程中更有效地回收安装的立面。人们认为这可以通过改进设计和更多考虑材料和组装方法的选择来更好地实现。 参与者第一次获得了如此复杂的练习的经验，并在多大程度上发现了个人 材料可以分开。团队很快理解了立面设计如何需要改变以降低复杂性并最大限度地减少使用的材料数量。 立法促使汽车设计师确保其车辆中使用的85%的材料能够被回收利用。 尸检结束后，一些团队跟踪了材料回收流，访问了一个拆除现场和几个不同的建筑材料回收设施，以遵循生命的终结路径。 许多汽车制造商公开宣传他们在新车型中使用再生材料来制造各种部件。 该项目的第二阶段使通过这种实际评估收集的数据和信息能够由行业和材料专家进行评估。 该项目的第一阶段涉及收集有关典型立面中使用的设计和材料的信息。 这是在一个名为“白水”的开放式创新研讨会上完成的，特别邀请的参与者聚集在一起听取调查结果，并通过一系列有重点的讨论，考虑了可以做些什么来提高立面再利用和立面材料回收的水平。这导致了一系列拟议的改进，参与者优先考虑揭示那些可能被认为是最有益和可能成功的想法。 此阶段的开幕活动是“尸检”或拆解，以拆卸2000年代初期设计的立面。立面制造商，立面组件制造商，立面设计师和说明符以及相关材料和回收专家参加了拆解。 尸检- Frener & Reifer的立面拆解 2.1 Introduction Frener&ReiferSrl是位于意大利Brixen/Bressanone的建筑立面的领先设计师和制造商，提供了团队可以拆卸的全尺寸模型立面。目标是： ›元素1和4-Spandrel 感兴趣的方面是所使用的不同材料的范围（包括木材，钢，铝和绝缘）;如何将它们组合在一起的设计观点，包括支架，盒子和使用绝缘来提供热障。 ›确定组件和材料重复使用或回收的机会和问题 ›发现拆卸装置是多么容易 ›元素2-框架中的双层玻璃单元 ›测量拆卸过程花费了多长时间 感兴趣的是各种组件可以多么容易地分离和元素的设计方面，特别是所使用的材料和连接方法。所使用的立面更代表基于粘性的结构，而不是单元化（或面板化）类型。 两名Frener&Reifer技术人员在团队的指导下仔细拆卸了外墙。 Arup的立面工程师已经确定了立面模型中的四个不同元素-参见图1-3（第6页）。 ›元件3-第二蒙皮-天气防护组件 这包括支撑在金属框架内的几个玻璃窗格。 3:Frener & Reifer的模型立面单元截面，显示元素1至4 2.2 •元素1和4-Spandrel 拱顶单元包括用于控制铝制板条百叶窗的操作机构和用于将外墙连接到建筑物的固定件。 4:上部拱顶单元 图5:下部拱圈单元 Frener&Reifer解释说，由于这是一个模型立面，因此模型中省略了某些组件，特别是与水管理有关的组件。 2.2 •拆卸模型单元的时间 两名Frener&Reifer技术人员使用了适当的工具、装配图和一个接入平台: ›拆卸元件3-天气保护组件大约45分钟›大约需要80分钟拆卸元件1-蝶板›拆卸元件4-蝶板大约60分钟›拆卸元件2-框架中的双层玻璃单元约50分钟 应该注意的是，团队定期中断拆卸过程以拍摄零件并提出问题，如果没有这些中断，拆卸可能需要100到120分钟。 组件的再利用和材料的回收利用 •重新使用移除的组件 如果新立面的设计相同，几乎所有在尸检中遇到的部件都可以重复使用，除了双层玻璃单元。双层玻璃单元中的吸湿材料的寿命通常为15年。超过这段时间，不能保证单元的性能。 鉴于客户风格要求的变化，材料和施工技术的改进以及建筑法规的持续发展，旧立面组件可以直接重复使用的可能性很低。即使重复使用像标准不锈钢帽螺钉这样简单的组件，也需要对其进行强度测试以确保没有降解。 维多利亚时代建筑人工制品蓬勃发展的填海市场需要扩展到包括从更现代的建筑中回收的组件。对此类组件的需求高度依赖于时尚周期。在原件的设计和其作为时尚产品的重新出现之间需要有足够的时间间隔。目前，我们估计这个间隔约为80年。 •回收 除夹层玻璃*、有机硅粘合剂、聚异丁烯粘合剂、三元乙丙橡胶密封件和三元乙丙橡胶水管理膜外，所有立面材料均可循环使用。 *尽管夹层玻璃可以在一定程度上回收，但目前的方法并不是特别有效。正在积极研究新技术。 尸检期间的讨论要点-影响立面再利用或回收的因素 ›拆除前建筑物的使用年限从3年到40年不等。建筑法规的变化和建筑技术的进步可能会限制组件的重复使用和材料。 ›传统建筑的外墙通常无法拆除，但在某些情况下，可能会在其上建造第二层（通常是玻璃）。›从具有40年历史的建筑物中简单而快速地回收组件可能会因无法获得原始设计图纸以及无法精确识别每种移除的材料而受到阻碍。›双层玻璃(DG)单元的设计寿命一般为15年，由密封和干燥剂的效率。当前的DG单元现在包含各种玻璃涂层，以提高热效率并减少太阳能传输，因此旧的回收的DG单元几乎没有商业价值或用途。一些新的单元现在可能这例如可以被指定为包括太阳能光伏发电,这将使回收和/或再利用进一步复杂化。›复合材料的再利用是困难的和/或劳动密集型的。通过造粒然后热降解来回收固有能量可能是当前唯一的经济选择。 ›建筑系统-建筑物可以在现场建造或在工厂制造并交付到现场（棒系统）。棒系统使用更多的材料，但施工更快。它还导致使用更具保护性的运输包装，其中大多数可以回收利用（主要例外是发泡聚苯乙烯）。从木棍建筑的外观应该更容易移除，然后回收，可能远离拆除现场。 ›通过设计对建筑物进行未来验证是困难的。预测未来的立法变化和客户选择会使重复使用的潜力复杂化。›使外墙更具能源效率和功能将使重复使用和回收变得更加困难。›要识别玻璃上的确切涂层（热红外，反射，发射率等）并不容易。需要有行业标准或政府推广的标记方案来唯一地识别涂层，以帮助其精确的化妆及其再利用或回收。 ›Incertaincircumstancesabuildingmayberefurbishedanddesignedforanalternativeusewhichextendsitslife.ExamplesincludeCentrePointinLondon,正在从商业用途转换为住宅用途。其他例子包括英国各地的19世纪仓库，这些仓库被转换为公寓，办公室或轻工业用途。›政府监管，特别是垃圾填埋税的持续增加，大大增加了对建筑物拆除造成的材料回收的使用。›某些材料（石棉，石膏板，尤其是大多数橡胶和夹层玻璃）目前没有任何技术上和商业上经济的回收或分离方法。市场的进一步研究和开发是需要的。›建筑物是为建造它们的特定气候带而设计的。随着气候变化以及所谓的“特殊气候事件”频率的增加，建筑物可能需要重新设计，以应对更高的风荷载和更极端的温度。这可能导致从建筑物中回收的立面不适合在该气候带中重复使用。 在使用寿命结束时跟踪立面材料 参观拆除现场 3.1 在全国拆除承包商联合会的支持下，MaDE团队应邀参观了位于伦敦牛津街和汉威街拐角处的Oriana拆除现场。 这是一个劳动密集型的过程，但这是确保旧立面安全的唯一途径。 Thefirstdolvementstageinvolvesasoftstrip—doors,light-fittings,cabling,pipes,radiatorsetcallremovedbyhand.Thebetterthesoftstrip,thelesscontaminationoccursdolvement. 要拆除的建筑物是建筑风格的混合体，从19世纪带有原始蝴蝶屋顶的四层凸窗建筑到1960年代建造的建筑物不等。 剥离的材料在现场被分离，并被放入不同的容器中，这些容器被传送到不同的特定于材料的回收商。在一些访问受限的非常小的站点上，材料被分离到场外。更有价值的剥离部件——例如有趣的门——都完好无损地出售。 在拟议的作品中，保留了一些立面，其中包括1923年建造的，在波特兰石中采用了三方石立面。第二座19世纪晚期的建筑有一个四层的曼萨式阁楼，上面有红色的石头，突出的中央海湾和一个二级渲染和粉刷的圆形立面 串珠窗户。在同一地点，一座20世纪初的七层二级保护建筑，其正面和石板倾斜屋顶将保留正面和侧面，但后部被拆除。 承包商的目标是尽可能多地进行分类。使用小型冲击千斤顶锤从混凝土梁中提取钢筋(钢筋)，以便钢筋可以单独出售。使用丙烷火焰切割机在现场将大型钢梁切割成跳过尺寸。移除塑料覆盖的电力电缆，并出售用于塑料剥离。出于健康和安全原因，玻璃板不 由于需要保留一些立面，并且进入现场的通道有限，大部分拆除工作都是手工进行的 通常作为单个窗格提取。釉面单位 3.1 通常被砸碎并包含在建筑物瓦砾中。在某些情况下，建筑物包含大量玻璃或玻璃具有建筑 或具有历史重要性，它可能会保留为片材并重复使用。由于涉及质量标准，低需求和玻璃回收处理能力有限的问题，平板玻璃和双层玻璃单元的再利用目前受到限制。这种建筑物拆除方法有两个驱动力： ›82英镑/吨的填土税鼓励承包商分类和转售尽可能多的材料 ›从销售材料中获得的收入使承包商能够抵消合同成本。 目前，95-96％的拆除废物被回收，回收或再利用。只有石膏板，石棉和某种程度上的玻璃没有得到有效的回收或再利用。 参观混凝土回收场地 DayGrop是英国东南部采石场向建筑行业提供骨料和其他材料的长期供应商。他们逐步投资于从拆除现场处理废弃建筑材料，直到回收占其业务的25％左右。MaDE团队访问了他们在伦敦北格林威治的现场，以更好地了解从建筑废料中回收混凝土的情况。DayGrop每年在伦敦和东南部的工厂回收超过100万吨的建筑废料（混凝土，沥青和玻璃）。一般来说，伦敦的建筑物在重建之前有20-30年的寿命。由于利润率低，运输代表高。 总成本和回收中心的比例需要靠近拆除地点。为了确保高质量，Day与拆除承包商建立了关系，并使用自己的交通工具从拆除现场收集建筑材料。对拆除废物进行严格的质量控制，以最大程度地减少最终产品的污染。他们处理的两种主要材料是混凝土（〜80％）和沥青（〜20％）。 混凝土拆除材料通过使用颚式破碎机进行破碎处理，然后用电磁铁去除黑色金属。所得的碎片按尺寸分类一个筛板，然后用手去除塑料，木材，砖块和其他污染物。进一步的锤子压碎产生的角块小于40-50mm，并且通过第二个电磁铁去除任何其他铁质材料。在另一个筛板将材料分类到小于40mm之前，空气分离会去除任何小块木材。 EUlegislationdictatesthattheremustbelessthan1%ofcontinantintype1aggregateforuseinconcrete.Severalyearsagothiswasnotthecaseandthisrecyclinglimitedtheuseforaggregate. Day小组还生产含有一定百分比的焚烧炉底灰（IBA）的二级骨料。IBA是“废物能源”工厂中焚烧生活垃圾的残留物。它包括混凝土，陶瓷，玻璃，砖，熟料，一些金属和熔融材料颗粒。可以将IBA添加到骨料中以形成焚烧炉底灰骨料。在某些情况下，这些可以用于路面或道路建设。 另一种来自建筑和生活垃圾的回收产品是玻璃砂，用于铺路垫块和混凝土板。这是通过在不产生任何尖锐边缘的特殊工艺中破碎玻璃废料而产生的。玻璃砂的粗糙性质提供了极好的排水。 参观金属回收场所 欧洲金