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木材是一種多功能的原材料,也是唯一的可再生建筑材料。木結(jié)構(gòu)建筑各部件共同體現(xiàn)了木材良好的承重、隔熱、隔音、防潮、防火和耐用的特點(diǎn)。
增加木材在建筑中的使用,能夠減少對(duì)其他材料如混凝土、鋼筋和磚的使用。這些材料不但不可再生,而且制造過(guò)程能耗高,碳排量很大。
Roadmap2050(2050路線圖)是歐盟低碳經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)期計(jì)劃,其中最重要的就是提高能效。一個(gè)低碳的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)需要更多的可再生能源、節(jié)能的建筑材料、節(jié)能的建筑和低耗的交通。
這么說(shuō)來(lái),建筑行業(yè)的短期和長(zhǎng)期發(fā)展目標(biāo),都是要通過(guò)運(yùn)用環(huán)保材料和節(jié)能建筑來(lái)減少碳排放。增加木制品使用就是一個(gè)解決方案。
近20年來(lái),在歐盟成員國(guó)修改建筑法規(guī)的過(guò)程中,木材在建筑中的運(yùn)用有了快速發(fā)展。將木材運(yùn)用于大型建筑成為可能。
鋸木產(chǎn)品的生產(chǎn)只需要少量的外部能源,這些能源大多來(lái)自木材自身生產(chǎn)過(guò)程中的副產(chǎn)品。瑞典鋸木生產(chǎn)所需能源的80%來(lái)自樹(shù)皮轉(zhuǎn)化的生物燃料等副產(chǎn)品,20%為電能。板材干燥過(guò)程是生產(chǎn)過(guò)程中最耗能的,大部分的能源用于干燥機(jī)中的風(fēng)扇。
然而,在生產(chǎn)其他建筑材料的過(guò)程中,人們很少使用可再生資源,提煉和加工都需要很多能量,消耗大量的化石燃料。
例如,生產(chǎn)水泥和鋼筋的過(guò)程中都會(huì)釋放大量的二氧化碳。所有這些建筑材料都有較高的碳足跡值。
碳足跡值衡量一件產(chǎn)品或者一個(gè)活動(dòng)的二氧化碳和其他溫室氣體釋放量,可以幫助使用者減少對(duì)氣候變化的影響。木材的碳足跡值是負(fù)數(shù),因?yàn)樵诓煞?、運(yùn)輸和使用過(guò)程中,排放的二氧化碳遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于被固定在木材中的二氧化碳。
木材可以代替許多建筑材料,并且實(shí)現(xiàn)相同的功能。例如橋的結(jié)構(gòu),木橋能夠完全達(dá)到與鋼筋水泥橋相同的功能和使用年限。使用木材能夠明顯減少二氧化碳釋放量,因?yàn)槠渌牧仙a(chǎn)過(guò)程中使用的化石燃料的碳足跡,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于木材生產(chǎn)的碳足跡。研究證明,每使用1立方米木材替代其他建筑材料,相當(dāng)于減少了大約1.6噸二氧化碳排放量。一間普通的公寓如果使用木材結(jié)構(gòu),則少釋放了16噸的二氧化碳。節(jié)能和環(huán)保的概念應(yīng)該貫徹在最初的選材階段,考慮用木材替代其他材料具有重要的意義。
在所有的建筑材料中,只有木材是可回收再次使用的。對(duì)于木材甚至有兩個(gè)生態(tài)循環(huán)方式:短期回收重復(fù)使用木構(gòu)件和材料,長(zhǎng)期作為燃料,實(shí)現(xiàn)自然回收。
在建筑、物流和包裝領(lǐng)域的短期循環(huán)屢見(jiàn)不鮮。例如,窗戶、門(mén)的木料可以回收用于運(yùn)輸托盤(pán)、包裝盒、電纜卷筒等。瑞典有相關(guān)組織將回收木材分配用于不同的產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)新的用途。
即使木材不能夠直接回收利用作為纖維板或板材,也能繼續(xù)當(dāng)燃料使用。木材釋放出來(lái)的能量,其實(shí)就是自身存儲(chǔ)的太陽(yáng)能,所以對(duì)環(huán)境是無(wú)害的。
為了讓木材使用達(dá)到最佳的環(huán)境效應(yīng),我們應(yīng)該根據(jù)相關(guān)原則——下文闡述的木材的“環(huán)保層級(jí)”來(lái)進(jìn)行。當(dāng)我們考慮使用木材時(shí),應(yīng)該優(yōu)先選擇“環(huán)保層級(jí)”最高級(jí)的、生命周期最長(zhǎng)的用途。例如,將剛采伐的原木用于燃料就不是最佳的使用方法,但這樣還是比使用其他化石燃料更環(huán)保。值得一提的是,木材永遠(yuǎn)都不需要作廢棄填埋處理。
瑞典是聯(lián)合國(guó)全球氣候變化委員會(huì)的一員。作為歐盟成員國(guó)的瑞典,也一直以抑制全球變暖為環(huán)保目標(biāo)。
2008年歐盟議會(huì)提出抑制全球變暖的整體目標(biāo):到2020之前,控制全球溫度比前工業(yè)時(shí)代增長(zhǎng)在2攝氏度以內(nèi)。具體目標(biāo)可描述為20-20-20:
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與1990年相比,減少20%的溫室氣體排放量
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減少20%能源消耗
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可回收能源占所有能源使用的20%
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生物燃料占交通運(yùn)輸能耗的10%
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可再生能源指的是非化石燃料,包括了風(fēng)能、太陽(yáng)能、水電和生物燃料。歐盟積極響應(yīng)遏制全球變暖的號(hào)召。根據(jù)2013年9月聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門(mén)委員會(huì)發(fā)布的聯(lián)合國(guó)氣候公約,為了達(dá)到將全球氣溫升高控制在2 攝氏度的目標(biāo),近期內(nèi)還會(huì)有更多措施控制化石能源的使用。
建立一個(gè)環(huán)保的社會(huì),既需要提高能源利用效率,還要更廣泛地可回收材料的使用。
建筑和房地產(chǎn)業(yè)要在最終產(chǎn)品和建造過(guò)程兩個(gè)方面考慮環(huán)保問(wèn)題。對(duì)于新建建筑,既要將建造過(guò)程對(duì)環(huán)境的影響降到最低,又要最終建造出節(jié)能的建筑。對(duì)于既有建筑則主要考慮自身建筑的節(jié)能。
瑞典的目標(biāo)是,到2050年80%的建筑(包括既有建筑)都能改造升級(jí)為節(jié)能建筑。所以我們?nèi)绱岁P(guān)注建筑能效問(wèn)題也就不足為奇了。我們也要求新建建筑達(dá)到這一節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),這也為今后建筑設(shè)計(jì)明確了目標(biāo)。
以前,建筑使用期間的能耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其建造過(guò)程中的能耗,所以建筑生產(chǎn)建造過(guò)程中的能耗常被忽視。如今,我們對(duì)節(jié)能建筑的要求日益嚴(yán)格,甚至能達(dá)到“零消耗”,因此,建筑生產(chǎn)建造過(guò)程中的能耗比重越來(lái)越大。
建筑業(yè)面臨的主要挑戰(zhàn),就是適應(yīng)未來(lái)發(fā)展需要而改變材料、設(shè)計(jì)和建造方式。增加木制品和木結(jié)構(gòu)的使用是這一過(guò)程中的重要舉措,因?yàn)槟静木哂泄烫寄芰吞娲?yīng)。
為了評(píng)估建筑對(duì)環(huán)境的影響,歐盟及其成員國(guó)正在積極起草新規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和文件。在瑞典,瑞典標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)(SIS)與各大公司和協(xié)會(huì)共同編寫(xiě)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。
為了讓所有建筑都達(dá)到節(jié)能環(huán)保目標(biāo),建筑的每個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)該考慮:建筑材料的生產(chǎn)、建筑過(guò)程、管理使用以及建筑報(bào)廢后的拆除和廢物管理都要達(dá)到要求。建筑師在設(shè)計(jì)新建筑的過(guò)程中也要考慮建筑對(duì)環(huán)境的影響,幫助開(kāi)發(fā)商比選最佳方案。
如今,建筑需要嚴(yán)格依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和文件,依次如下:
所有環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)前提是達(dá)到ISO 9001和ISO 14001,才能進(jìn)行生命周期評(píng)估。ISO 14040, ISO 14044 和 ISO 14025則描述了如何將全生命周期分析評(píng)估結(jié)果轉(zhuǎn)化為環(huán)保產(chǎn)品聲明(EPD)。
產(chǎn)品類別規(guī)范(PCR)用來(lái)指導(dǎo)編寫(xiě)環(huán)保產(chǎn)品聲明,受SS-EN 15804建筑產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的管轄。SS-EN 15978則規(guī)定了以全生命周期評(píng)估為基礎(chǔ)的計(jì)算方法,用于判定整棟建筑的環(huán)保性能。
這一系列新的建筑標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)了通過(guò)計(jì)算和數(shù)據(jù)對(duì)比來(lái)評(píng)估建筑全生命周期的可持續(xù)發(fā)展情況SS-EN 15804標(biāo)準(zhǔn)劃分了建筑全生命周期的各個(gè)階段:
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A 1-5:建筑材料的生產(chǎn)和建筑建造過(guò)程
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B 1-7:建筑使用階段
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C 1-4:報(bào)廢建筑的拆除和廢物處理
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D:建筑材料的循環(huán)使用
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圖表8里列出了更多細(xì)分層次,目的是讓所有數(shù)據(jù)分別說(shuō)明環(huán)境影響和環(huán)保優(yōu)勢(shì)。這些標(biāo)準(zhǔn)不是環(huán)保證書(shū),但是可以作為市場(chǎng)中各種環(huán)保認(rèn)證的基礎(chǔ)。開(kāi)發(fā)商需要認(rèn)證自己的建筑,這也是建筑用戶和相關(guān)部門(mén)的要求。這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)方法的區(qū)別在于,SS-EN 15978提供了建筑環(huán)境影響的對(duì)比基礎(chǔ),而SS-EN 15804幫助專門(mén)的材料或者產(chǎn)品進(jìn)行環(huán)保聲明。木材與鋼筋水泥是沒(méi)有可比性的,所以人們可以比較不同的建筑,看它們的環(huán)境影響。這些標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用來(lái)研究不同材料應(yīng)用在不同建筑環(huán)境下的效果和對(duì)環(huán)境的影響。
建筑的生命周期 | 其他信息 | |||
A 1-3 | A 4-5 | B 1-7 | C 1-4 | D |
A1 原材料 | A4 運(yùn)輸 | B1 使用 | C1 拆除 | 系統(tǒng)之外的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),比如環(huán)境測(cè)評(píng)、能源回收等 |
準(zhǔn)備階段 | 中心 | 后階段 | ||
盡可能提供細(xì)節(jié)信息 | 建筑現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸和建造的具體信息,能源回收和廢物產(chǎn)生 | B1-B5 參照保養(yǎng)和維修附件。能源使用通過(guò)C1-C4計(jì)算,廢物棄置方法根據(jù)當(dāng)時(shí)規(guī)定處理 | 展示項(xiàng)目的其他相關(guān)環(huán)境信息. |
資料來(lái)源: Tyréns
舉個(gè)例子,我們可以簡(jiǎn)單地在既有建筑基礎(chǔ)上采用輕型結(jié)構(gòu)(木結(jié)構(gòu))進(jìn)行擴(kuò)建,這樣節(jié)省了材料,符合條例A。采用輕質(zhì)、可移動(dòng)的墻體,可以使改造避免較大的改動(dòng),這符合了條例B5。我們還可以回收利用木結(jié)構(gòu)梁和其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件,這樣會(huì)節(jié)省大量材料,符合條例D。
木材的優(yōu)點(diǎn)
木材是自然可回收的材料,在瑞典可以實(shí)現(xiàn)本地生產(chǎn),運(yùn)輸距離短。生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品可以作為生產(chǎn)能源,達(dá)到廢棄最小化。木材將二氧化碳固定在材料內(nèi),無(wú)法做成其他產(chǎn)品的情況下還可以當(dāng)做生物燃料使用,替代對(duì)環(huán)境危害較大的化石燃料。
目前世界上還沒(méi)有統(tǒng)一方法計(jì)算建筑全生命周期對(duì)氣候環(huán)境的影響,但許多建筑公司都會(huì)給客戶提供這類數(shù)據(jù)。
現(xiàn)在世界上已經(jīng)有了一批建筑環(huán)保認(rèn)證體系,主要是針對(duì)建筑能效。這些體系可以用來(lái)評(píng)估新建建筑,也可用來(lái)評(píng)估既有建筑。
生態(tài)建筑(Milj?byggnad)基于瑞典建設(shè)部的有關(guān)規(guī)定,可評(píng)估建筑使用周期內(nèi)的能耗、室內(nèi)環(huán)境和記錄所使用的建筑材料。但是這個(gè)體系并沒(méi)有考慮建筑材料對(duì)環(huán)境的影響。
綠色建筑(Green Building)是一個(gè)泛歐的體系,只考量建筑使用周期內(nèi)的能耗。
LEED綠色能源與環(huán)境設(shè)計(jì)先鋒獎(jiǎng)(Leadership in Energy and Environmental Design, LEED)是美國(guó)的綠色建筑評(píng)分認(rèn)證體系,比上述兩種體系更為全面。LEED考慮了建筑材料生產(chǎn)過(guò)程對(duì)環(huán)境的影響。
英國(guó)建筑研究所環(huán)境測(cè)評(píng)估方法(BRE Environmental Assessment Method, BREEAM)與LEED類似,在一定程度上考量了建筑建造過(guò)程對(duì)環(huán)境的影響和從全生命周期的角度考慮了建筑材料生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的影響。
松茲瓦爾的Inre港口,五棟公寓樓,均采用正交膠合木作為結(jié)構(gòu)框架,膠合木作建筑立面的面層
攝影師:Per Bergkvist
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