建筑环境中的循环经济

建筑环境中的循环经济 关于Arup Arup是一家独立的设计师，规划师，工程师，顾问和技术专家公司，提供广泛的专业服务。我们在38个国家/地区设有90个办事处，拥有12,000名员工，以创造力和热情在全球范围内提供创新项目。 Arup前瞻+研究+创新 Foresight+Research+Iovatio是Arp的内部智囊团和咨询公司，专注于建筑环境和整个社会的未来。我们帮助组织了解趋势，探索新想法，并从根本上重新思考其业务的未来。我们开发了“设计远见”的概念，该概念使用创新的设计工具和技术，以将新想法带入生活，并使所有利益相关者参与有关变革的有意义的对话。 联系人 卡罗尔·莱门斯 董事兼全球商业领袖管理咨询Carol.Lemmens@arup.com ChrisLuebkemanArup研究员兼导演 全球远见+研究+创新chris.luebkeman@arup.com 2016年9月发布 13FitzroyStreet伦敦W1T4BQarup.comdriversofchange.com ©Arup2016 Contents 建筑环境：从线性15 到通告 -点击部分标题导航- 封面：美国旧金ft加州科学院 前言 “迈向真正的循环经济不会一步到位。然而，这份报告代表了在迈向更可持续、更高效和更有弹性的未来的道路上取得的切实进展。Arup是长期的，因为即使需要世代相传才能实现，旅行的方向也代表着我们共同社会的美好未来。” -GregoryHodkinson，Arup全球董事长 循环经济的系统性要求生态系统及其各个组成部分都要发生变化。这意味着治理、监管和商业模式对于实现转型可能比设计和工程更为重要。 为了实现这一目标，需要一个专门的建筑环境路线图或框架，以及一套设计、工程和建筑行业的指导原则。这将需要同时关注经济商业案例和开发新方法设计和交付项目的机会。这样的框架也将有助于 推动整个行业的创新机会。 5 在Arup，我们致力于实现以下五项行动： 123 为我们的行业定义有效的循环经济设计原则 共同开发和分享可以挑战我们行业应用循环经济原则的研究 与我们的合作伙伴一起开发项目并实现原型设计 4 通过学习计划帮助教育我们的部门与他人合作，阐明共同的价值观和与学术界、政府、公司和个人相关的共同利益 5 作为EllenMacArthurFoundation的全球知识合作伙伴，Arup正在积极与循环经济100（CE100）网络中的其他组织建立关系。合作伙伴关系是我们正在进行的旅程的重要组成部分，我们期待找到新的机会将循环经济原则 建环境。 左：新加坡新国家图书馆：遮阳板可防止阳光直射进入 在一天中的建筑7 Introduction 埃伦·麦克阿瑟基金会（EllenMacArthurFoundation）揭示的1.8万亿欧元的机会重申了迈向循环经济的经济理由。要实现和获取这种系统性过渡的好处，需要跨行业，跨绩效和多学科的方法。 艾伦·麦克阿瑟基金会，2016 经济增长与有限资源消耗脱钩 自然资源的消耗和使用通常遵循线性方法。材料的来源，使用和最终作为废物处置。被称为“采取-制造-使用-处置”模型，这产生了负面的外部性，包括碳排放量增加，垃圾填埋场压力增加，水的开采水平不可持续以及广泛的生态系统污染。 丰富的廉价自然资源使这种方法得以持续。然而，随着世界人口的增长和资源的获取变得更加困难和昂贵， 寻找采购和使用材料的替代方法变得越来越重要。 建筑环境部门是自然资源的主要消费者。它认识到需要从根本上发展其用于消除浪费和提高效率的过程、组件和系统。这将在整个 整个供应链。例如，一些制造商已经在设计可以重复使用或重新利用的产品。激励产品退货的安排开始出现。但是，目前还没有明确说明单个公司和流程将如何在整个行业中发生变化。催化这种转变所需的动力 左：西班牙塞维利亚Encarnación广场的MetropolParasol：构成最大木结构之一的木梁网络曾经建造过9 线性经济循环经济 Takemake使用dispose 技术 Biological 技术+生物营养素混合 来自有限资源的能量 生命系统 可再生能源能源 图1:艾伦·麦克阿瑟基金会，2015 该行业的结构也阻碍了变革。 循环经济概念提供了一个机会，可以实现所需的步骤变化 。它旨在将经济增长与资源消耗脱钩。相反，产品和资产的设计和建造更加耐用，并且可以进行维修，翻新，重复使用和拆卸。这保持 组件及其材料在最高有用的目的，只要可行，尽量减少资源浪费。 通过从线性模型转移到自然资本得到保护和增强的生态系统 ，优化了可再生资源，防止了浪费并设计了负外部性。相反，材料，产品和组件处于重复循环中，从而将其保持在尽可能高的内在价值。 从目前的情况来看，以增长为基础的全球经济正在帮助增加世界中产阶级及其购买力。这种趋势与我们自然资源的有限性质截然不同。全球商品市场的持续波动表明，我们需要重新考虑社会如何消费商品。 逐渐的变化正在进行中。我们已经看到了共享经济的出现。研究表明，年轻人更倾向于租用，租赁或共享诸如 作为衣服，汽车或房屋比前几代。这些 InsideCities展览，Arup第2期 新生模式已经从快速消费品行业传播到其他领域，包括建筑环境。这可能意味着需要更少的资源，更充分地使用资产，并延长其生命周期 和多样化。 最小化负外部性 建筑环境包括我们周围的人造元素，如建筑物以及基础设施，包括交通，电信，能源，水和废物系统。设计，规划和施工有助于建筑环境的质量，这 对人类健康、福祉和生产力有重大影响。 最小化负外部性是循环经济的核心目标。在建筑环境中，这些包括气候变化、水、土壤、噪音和空气污染。它们还包括对人类和动物福利、健康、就业和社会平等的不太明显的影响。 这些外部性既适用于资产的运营，也适用于采购、制造、运输、 材料和组件的安装以及拆卸。防止或最大限度地减少这些影响对于提高自然资本和最大限度地利用资源和资源价值至关重要。量化负成本的措施 最大限度地减少温室气体排放、噪音和空气污染等负外部性是循环经济的核心目标 外部性和生态系统服务的价值在这一过程中发挥着越来越重要的作用。为什么Arp对循环经济感兴趣？作为一家由设计师、规划师 、工程师、顾问和技术专家组成的独立公司，Arp认为这种方法提供了一种帮助塑造更美好世界的方法。本报告使用ElleMacArthr基金会的ReSOLVE框架（请参阅第19页）概述了循环经济的关键原则，并探讨了可以使在建筑环境领域工作的各方受益的实际应用。 本报告中包含的案例研究提供了如何应用ReSOLVE框架的每个元素以及这些元素可以带来的好处的实际例子。然而，虽然有许多项目已经采用循环经济原则，但很少有项目实现零浪费或表现出非常高、持续的再利用水平。虽然这里的例子并不完全是圆形的，但我们认为它们代表了可以扩展、整合和扩大规模的重要垫脚石。 为了想象这是如何发生的，概述了循环经济将如何在商业中发挥作用 building(seepage44)hasbeendeveloped.Theconceptshowsstakeholderstheirroleandthebenefitsavailabletothem;thiswillbedevelopedandtestedwithpartnersinthemonthstocome.Planstoexpandthismodelforusewithinfrastructure 意大利米兰的BoscoVerticale：两座住宅塔楼包含900棵树，5,000棵灌木和11,000棵植物 也在进行中。 为了补充建筑插图，还开发了一个矩阵和图表，将ElleMacArthrFodatioReSOLVE框架映射到StartBrad的“层”图表的改编版本（系统，站点，结构，皮肤，服务，空间，内容）-请参阅第64-67页。已添加系统级别以扩展概念，以涵盖更多的建筑环境，而不仅仅是建筑物。该矩阵演示了组件，材料，系统和服务。 构建的环境将在不同寿命的背景下发挥作用。 建筑环境：从线性到圆形 “采用循环经济原则可以显着提高全球建筑业的生产率，每年至少节省1000亿美元。 -世界经济论坛，2016年 循环经济背景下的建筑环境 工程和建筑行业是世界上最大的原材料消费国。它占全球钢铁产量的50%，消耗超过30亿吨原材料。 全球人口和生活方式的变化正在增加对这些资源的需求，其中许多资源变得越来越稀缺和难以开采。自然资源目前的消耗速度是其生产速度的两倍。到2050年，这可能是三倍。世界人口，特别是中产阶级的增长(这将从两个 到2030年，住房和服务的现有需求将增加到50亿），这给自然资源带来了前所未有的压力。2资源竞争和供应中断已经导致材料价格波动，在短期内造成了不确定性，并增加了整体成本。 旨在保护脆弱生态系统的更严格的全球环境法规也使提取和使用某些资源变得更加困难和昂贵。建筑环境承受着越来越大的压力，以最大程度地减少其影响。循环方法可以帮助该部门减少其环境足迹，并避免成本上升，延误和商品市场动荡的其他后果 。 材料和废物在英国建筑业 鉴于到2030年欧盟有可能节省600亿英镑的主要资源，3，到2036年，伦敦的GDP将增加30-50亿英镑，4，采用 整个行业的循环经济实践。这将涉及重塑项目采购，设计，建造 ，运营和重新利用的方式。 以下部分讨论了循环经济实践如何在建筑环境中发挥作用， 英国的建筑业每年消耗超过4亿吨材料，使其成为美国最大的消费国 自然资源 加上拆除，该部门也是废物的最大贡献者，占全球年度温室气体排放量的30％以上，消耗高达 所有能源的40% 废物管理和处置成本巨大 ，吞噬了建筑公司30％的税前利润。 以及这些实践可以在整个价值链中带来的好处。 循环经济思想的起源 循环经济模式源于20世纪70年代的概念，包括罗马俱乐部的“极限” 增长理论，Braungart和McDonough的“摇篮到摇篮”概念，Stahel的“绩效经济”和Lyle的“再生设计”模型，仅举几例。 由于EllenMacArthur基金会（致力于促进全球向循环经济过渡的慈善机构），该方法最近引起了人们的关注。 根据这些早期的工作，基金会开发了系统或“蝴蝶”图（图2） ，其基础是物质流可以分为两个相互作用的循环：技术和生物资源循环。 在生物循环中，可再生和基于植物的资源被使用，再生并安全地返回生物圈-例如在堆肥或厌氧消化中。生物经济是一个不断增长的部门，具有降低原材料消耗，减少废物并产生更高价值的产品以实现可持续的生物再利用的潜力。 在技术周期内，人造产品的设计使得在其使用寿命结束时— —当它们不再能够为其原始目的进行维修和再利用时，它们的部件被提取和再利用，或者被再制造成新产品。这避免了将废物送到垃圾填埋场，并形成了闭环循环。 可再生能源有限材料 重新生成替代材料虚拟化还原 续订ablesfi库存管理 生物学周期技术周期 农业/收藏 1 零件制造商 生化原料 产品制造商 再生生物圈回收 服务提供商 翻新/再制造 分享 重复使用/重新分配 级联维护/延长 沼气 厌氧消化 ConsumerCollection 用户集 合 生化原料的提取2 最大限度地减少系统泄漏和负面 外部性 图2:改编自：艾伦·麦克阿瑟基金会和麦肯锡商业与环境中心；改编自Braungart&McDonough，摇篮t摇篮（C2C）。 1.狩猎和捕鱼2.可以将收获后和消费后的废物作为输入 英国达廷顿小学：再生轮胎在校园里充当种植者 ReSOLVE框架 ReSOLVE框架是艾伦·麦克阿瑟基金会研究的关键成果。它概述了指导向循环经济过渡的六个行动： 1.再生 2.分享 3.优化 4.Loop 5.虚拟化 6.Exchange 这六个要素可以应用于产品，建筑物，社区，城市，地区，甚至整个经济体。 在报告的这一部分中，该框架用于说明如何在建筑环境中应用