中瑞零碳建筑项目

循环建造-瑞士经验 版本说明 主要作者 合作作者 编辑信息 2024年8月,版本1.0 ▪上海示范项目团队▪绍兴示范项目团队▪Willers团队▪CABR团队 intep团队 -Roland Stulz-路枫博士-Wesely Wojtas-朱继龙-Fabienne Hugi-王欣昱 项目发起与指导方 中华人民共和国住房和城乡建设部瑞士联邦外交部发展合作署 IKE和IBP ZHAW团队 -Andri Gerber博士，教授-Patric Fischli-Boson-Guido Brandi-Adrian Kiesel-Yasaman Yavaribajestani UAD团队-李寅 特此感谢中瑞零碳建筑项目（ZEB项目）上海和绍兴示范项目的投资者和设计团队提供本报告所需的项目数据。 6.循环建造47 内容 6.1上海零碳建筑示范项目：市集馆及展览馆476.2陕西留坝蜜蜂博物馆示范项目57 1.中瑞零碳建筑项目背景4 附录 74 A1.术语释义75A2.参考文献77A3.缩写词汇表79A4.再利用游戏导则80 2.循环建造 6 2.1简介及定义62.2实现循环建造的五种方法7 3.再利用：K.118示范项目 15 3.1项目历史153.2利用重复使用的构件开展设计163.3施工管理203.410种不同建筑构件的成本比较203.5温室气体排放比较233.6平面图、剖面图和细部设计图28 4.可拆卸设计31 4.1介绍和定义314.2ZHAW的「家具再利用」教学课程35 5.实地考察报告 38 5.1对中国建筑和城市的印象385.22023年10月18日研讨会395.3第2阶段–「再利用」桌面游戏445.4未来教育445.5相关结论45 1.中瑞零碳建筑项目背景 1.1关于中瑞零碳建筑项目 为了共同应对全球气候变化并加强中国和瑞士在建筑行业减排领域的合作，中华人民共和国住房和城乡建设部与瑞士联邦外交部于2020年11月24日签署了一份谅解备忘录（MoU），该备忘录涉及在建筑能效领域开展合作。在此备忘录框架内，瑞士发展合作署（SDC）启动并资助了中瑞零碳建筑项目。该项目旨在支持中国制定零碳建筑的技术标准以及为建筑行业减碳制定长期路线图。瑞士通过分享不同气候区零碳建筑示范项目的知识和案例，同时开展各种形式的能力建设活动，最终促进中国建筑行业的碳中和发展。 1.1.1项目目的 图1:瑞士驻华大使贝尔纳迪诺·雷加佐尼(Bernardino Regazzoni)于2020年11月24日会见中国住房和城乡建设部副部长倪虹并签署协议，©瑞士驻北京大使馆 ▪将现行建筑能效标准升级为零碳技术标准。▪在4个典型气候区实施示范项目，测试新的ZEB标准并寻找优化潜力。▪零碳建筑能力建设和知识传播 1.1.3项目对气候保护的影响 减少建筑领域的二氧化碳排放 1.1.2项目持续时间 1.2ZHAW苏黎世应用科技大学IKE研究所和IBP研究所的角色 第一阶段：2021年3月15日–2025年2月28日 苏黎世应用科技大学（ZHAW）的建筑构造设计研究所（IKEInstitut KonstruktivesEntwerfen）以及建造技术和施工流程研究所（IBPInstitut Bautechnologie undProzesse）在瑞士循环建造领域的应用和研究上处于领先地位，特别是在既有建筑构件的再利用和建筑构件的可拆卸设计方面。 IKE研究所和IBP研究所作为产学研交流合作中心，力图将其研究成果转化为具体的建筑设计方法并服务于实际建造实践，以此培养通才型的职业建筑师和职业结构工程师。 这两个研究所能够在各个示范项目团队介绍相关设计方案时，可以直接在现场提供多种可用于实践的改进建议。这些建议包括可重复使用的特殊室内隔墙系统、以稻草秸秆作为保温材料的预制式木制外墙、以及遵循可拆卸设计原则的钢结构节点等。 此外，为了在中国考察示范项目期间与设计团队更直观有效的举行会议，IKE开发了一款桌面游戏：这款桌游基于「严肃游戏」进行开发，旨在解释建筑构件再利用的原则，以及如何转变传统的思维观念，在实际项目更多的采用构件再利用的策略。IKE的长远目标是希望未来在中国高校和大学中推广这款游戏，培育新一代的建筑师和工程师。游戏导则请见附件A4。 2.循环建造 2.1简介及定义 循环建造意味着给建筑材料赋予新的使用周期，从而充分利用其实际寿命。本文所展示的各种案例中，循环链条越短，对于环境、经济和文化方面造成的损失就越少，循环性与建筑物的融合就越紧密。 将建筑废料回收再造成为新材料，如回收混凝土或回收钢材，主要是材料加工方面的问题，与设计和施工的关联较小，而且这一过程仍然需要大量能源和沙石（就回收混凝土而言）。相比之下，整个建筑构件的再利用和可重复使用，才是对建筑设计的真正挑战，需要考虑建筑可持续性的方方面面，例如如何对既有建筑及其部分建筑构件的修复、再利用和扩建。我们在研究中使用了"保护"（preservation）、"再利用"（reuse）和"回收再造"（recycling）这三个总括术语来描述这三种不同的循环链条，每个术语都可以根据不同的语境（如环境影响、经济性、文化意义等）进一步加以区分。 图2展示了再利用的各个阶段（R代表Recycling，包括R1、R2、R3、R4、R5五个 阶 段） 如 何 融 入建 筑生 命 周 期 模 型 ， 该 模 型 基 于SN EN 15804+A1/SIA490.052+A1标准，是瑞士建筑环境碳足迹评估的基础。 ▪保护（英文”Preservation”，德文”Erhalt”）：在原址保留建筑整体或部分建筑，以延长其使用寿命。▪再利用（英文”Reuse”，德文”Wiederverwendung”）：对建筑构件进行再利用，无论其原有用途和新用途之间的质量标准是否存在差异（可以是拆卸回收的构件，也可以是多余的构件，可以是经过加工处理过的，也可以是未经加工处理的，可以是按原功能再利用的构件，也可以是改变使用功能再利用的构件）。▪回收再造（英文”Recycling”，德文”Verwertung”）：通过分解既有建筑材料的原始形态（如粉碎或熔化），将其转化为新的材料或产品。 传统的建筑行业线性消费模式中，从A1到C4的所有阶段都会产生碳排放，而通过循环建造倡导的「再利用」是避免温室气体排放最有效和最直接的捷径。根据当下的建造标准，建筑构件的再利用可以帮助我们节省90%的隐含碳排放，其减排成效与其他措施相比更加事半功倍。 2.2实现循环建造的五种方法 建筑业实现循环建造有诸多方法：尽可能使用回收制造的产品，采用天然材料和本地材料，根据建筑构件的使用寿命进行定制化建造，并确保建筑构件安装拆卸的可逆性。 目前，线性建造过程中使用的所有材料最终都会成为垃圾废物，而循环建造模式则是线性建造模式的逆向概念。如果我们不考虑建筑运营能耗（年年来建筑业已经显著减少运营能耗，其减排效果主要取决于建筑一次能源的生产过程是否清洁，例如绿色电力），那么真正符合循环建造的建筑，其最终目标就是实现一个永不产生垃圾废物的建造过程，由此，建筑中所有的隐含碳都可被保留下来。毫无疑问，实现这一目标将是一个漫长且困难的过程，但同样也应该指出，在从线性模式向循环模式转变的过程中，我们不必一步到位，而是采取许多中间措施，并尝试多种创新设计方法。 本报告通过五个不同的参考案例，提出了五种可能帮助我们实现建筑循环建造的策略。这些策略在某些情况下相辅相成，但也有彼此矛盾的时候，毕竟，建筑设计并不是简单地实施一系列建议。这里所讨论的方法都受到现代主义建筑的影响，也就是与19世纪末钢筋混凝土技术发展密切相关，并仍在持续影响着今天的建筑设计和施工建造。循环建筑需要理解现代主义建筑运动，但也要超越它：在此过程中，不应忽视经济上的可行性。毕竟，现代主义建筑之所以能够广泛传播，得益于其设计易于实施、材料普遍存在、以及混凝土建筑所带来的形式自由度和材料出色的防火防水性能。 2.2.1避免产生建筑垃圾 如果我们要避免产生建筑垃圾，第一步是尽可能地尝试将拆除下来的建筑材料进行重复利用。废弃的建筑构件还蕴含了其制作过程中的工艺技术和设计知识，因此它的内在价值和潜在价值远远超出了作为垃圾废料的价值。在欧洲，我们看到公众不仅对直接使用废旧材料的价值有了新的理解，也对如何组装和拆卸单个组件有了新的认识。例如英国Assemble Studio（中文直译为“组装工作室”），这是一个由建筑师、艺术家和哲学家组成的跨界设计团体，因其在利物浦的城市更新改造项目"格兰比四街"（Granby Four Streets：该项目通过修复破旧房屋、改造公共空间、社区合作和可持续的经济扶持，成功地将一个衰退的社区转变为充满活力和希望的社区，成为社区再生的典范）而获得国际认可，并赢得了2015年的特纳奖（由伦敦泰特美术馆设立的国际艺术奖）。其他例子还包括布鲁塞尔的设计团体Rotor和法国的设计团体Bellastock，后者每年都会在法国各大城市举办「Bellastock建筑节」，展示各种由废旧材料建造的临时展馆。 为了保证循环建造具有足够的经济竞争力，循环建造需要遵循以下原则：▪尽量减少浪费 ▪使用更少但更可持续的材料▪使用当地生产加工的建筑材料和构件▪建筑构造各层级的可分离性（例如结构层、保温层、饰面层、防水层，设备层的分离以及少用不可分离处理的复合型材料和复合式构造）▪便于拆卸的设计 拉韦诺住宅 米兰Studio Albori工作室的Emanuele Almagioni, Giacomo Borella,和FrancescaRiva三名建筑师自20世纪90年代以来一直在探索这种设计方法。因为痛恨拆除既有建筑和丢弃建筑材料，他们总是尽可能地重新利用现有的建筑构件和建筑材料，从而延续历史。例如，他们为复兴米兰废弃的San Cristoforo车站（由AldoRossi阿尔多-罗西和Gianni Braghieri詹尼-布拉吉耶里设计）提出的城市更新方案，以及2015年为芝加哥建筑双年展设计的装置展览作品：建筑师用自行车作为交通工具，将废弃的木楼梯分批运输到芝加哥文化中心重新组装，成为互动式的装置艺术品。 意大利瓦雷泽，拉韦诺–业主：私人委托-建筑师：Studio Albori工作室，米兰 在意大利和瑞士交界地带的小镇拉文诺（Laveno），Studio Albori工作室在镇中心重建了一栋家庭住宅，充分展示了工作室的循环建造设计方法。项目初期的设计思路是尽可能多地保留既有的两层住宅的原有主体结构：砖结构墙体、木屋顶、旧门窗以及毗邻马焦雷湖的湖景，仅对室内部分进行改造，并在朝向湖面的外立面设置景观大窗。不幸的是，原有建筑的结构状况非常糟糕，只能选择拆除重建，且新建建筑不得超过原有建筑体量，以符合市政当局严格的建设规范。面对必须拆除既有建筑的现实，Studio Albori工作室最关心的是如何在新建筑中重新整合利用尽可能多的现有建筑元素：门窗被逐一分类编号，代表当地传统的六角形水泥地砖、石门槛、石台阶、木制楼板、木屋架和木梁都被小心拆卸，并运至建筑承包商的仓库妥善保存，屋顶瓦片和金属栏杆也是如此，而废弃的石块和砖块则被用于回填基坑。接下来，建筑师必须决定用什么材料来建造新的支撑墙：他们选择了36cm厚的轻型木结构，木龙骨之间填充稻草秸秆捆（一种天然的农业废弃物）；木材来自当地的木作工厂，与原有的屋顶和地板相得益彰。他们最初设想将旧的六角形地砖重新利用作为面向教堂一侧的外立面装饰面，与湖边村庄传统的典型红白之字形图案相呼应。然而这一设计却遭到了业主的反对，工作室别无选择，只能改为采用业主库存的陶土砖作为外立面。由于漫长的等待、突如其来的变化、与文保官员的分歧，再加上对场地的高度敏感，整个设计和建造过程总共花费了十年时间才完成。这种建筑实践方法虽然不可能成为全球性的普世典范，但至少为既有建筑环境风貌的发展提供了