城市生物环路

城市生物循环 成长、制造和再生 关于Arup Arup是由设计师，规划师，工程师，顾问和技术专家组成的独立fiRM提供广泛的专业服务。来自38个国家的90家公司，我们的13,000名员工以创造力和激情在世界各地提供创新项目。 本报告是多个Arup团队的共同努力，包括材料咨询和 总体规划和城市设计以及我们的其他顾问，设计师和工程师全球fiCES。 联系人 GuglielmoCarra 欧洲领先的材料咨询 Guglielmo.Carra@arup.com 2017年10月发布 CorsoItalia120122意大利米兰 Emilan@arup.com ©Arup2017 Contents 01.建筑材料的新范式 02.有机废物的使用现状 03.有机废物的替代开采模式 04.建筑有机废弃物 05.多层次的机会 06.Agl带局部影响的卵形伸延 生物圈 大自然成为建筑环境的无穷无尽的原料来源 01 一种新的材料范式在建设中 1.1Context 众所周知，所谓的“一切照旧”情景 并不代表可持续未来的可行选择，而且必须为我们的社会确定不同的发展模式在未来继续成长和繁荣。建设 工业必须重新反映这种变革的紧迫性-可能不仅仅是其他人。事实上，它仍然被一些有害的 因素，如使用高冲击材料，不可逆 构建解决方案、低效率fi效率流程和制造。 60% 消耗的原材料 按建设和运营 英国的建筑环境(2) 替代材料的开发和使用，以提高可持续性和建筑产品的质量是核心目前的辩论。 使用天然材料将触发不同的方法通过允许许多受益fits尊重传统的 2 通过降低CO含量，减少健康来选择材料风险和成本。拦截当前低价值有机废物 溪流-来自农村和我们的城市-将揭示一个机会的问题，如有机废物流，代表 在经济和环境方面都存在代价高昂的问题。 循环经济的原则将提供理论基础对于从线性处理模型向圆形的移位 自然废弃物价值链在哪里：(1)是主要资源。在这个可以识别和开发新的业务模型 to使有机废物流的替代使用，而不是 当前的价值链。这种方法也可以帮助支持对现有和新的都有好处的地方和农村经济利益相关者。 以下图表由通用圆形构建或改编而成经济原则。 30% 施工产生的废物 多达30％的欧盟废物来自从建筑(3) 1）在本出版物中，天然废物是defiNed作为有机含量 2)建筑环境循环经济WRAP,2013[在线] 3）建筑和拆除废物 欧盟委员会，2016[在线] 城市生物循环：成长，制造和再生 1.2我们的目标和愿景 0.6BT 本出版物旨在证明在建设是可能的。 有机固体废物 2012年全球生产(4) 传统上，来自我们城市和乡村的有机废物通过Landfill进行管理，焚烧和堆肥可以被转移-至少部分地-成为创造的资源 建筑工程和建筑产品被喂食前 在其使用寿命结束时回到生物周期。 5% 全球温室气体 来自后- 消费有机废物(4) 4）城市生物细胞。艾伦·麦克阿瑟基金会2017 在建筑中使用有机废物可能会允许 利用其尚未开发的价值，不仅具有积极的影响从环境的角度来看，也从技术、社会的角度来看和经济观点。在这份文件中，一些有机的 废物流已经被识别为fi，以及它们的应用在建筑施工中作为产品。其中一些已经 certified产品在全球一级的一些市场中使用。其他一些在准备上市之前，需要进一步的研究和投资。 在短期内，这些例子是设计师和从业者取代了一些传统的建筑 以有机废物为资源的等效产品。 从长远来看，我们探索了我们的城市和市区可以自我维持-至少部分地- 从原料的角度来看。这将是通过活性将有机废物流纳入供应链 建筑建筑产品。这个愿景需要一个可以更有效地实施的辅助城市和市区 将有机废物转化为来源的回收系统和工艺的价值，而另一方面，它们可以计划增长天然建筑材料。所有这些都可能产生影响促进当地经济的发展。 亚麻植物 亚麻fiBers用于制造高性能技术织物，用作生物复合材料的增强材料 城市生物循环：成长，制造和再生 1.3Arup的背景 Year2013 近年来，Arup参与了许多项目替代材料已用于实现建筑 系统。这提供了足够高的fi可信度 BIQ汉堡 有史以来第一个藻类立面面板在一个成功实施 建筑 Year2014 蘑菇塔 使用蘑菇砖结构墙 价值技术解决方案可以依靠嵌入式创建自然资源的潜力。 BIQ汉堡(5)是世界上第一个fi立面系统培养微藻以产生可再生的热量和生物质 能源。在这个项目中，结构玻璃照片生物反应器是用作外部包层元件和动态遮光装置。 这些都完全集成在建筑服务系统中收获， 在现场分配、储存和使用太阳能热能。这个系统已在国际大厦的一个试点项目中采用 2013年汉堡展览（IBA）。生物反应立面从藻类生物质和太阳能热产生可再生能源热.集成系统-适用于新的和现有的 建筑物-由战略科学公司Arup合作开发咨询德国（SSC）和柯尔特国际。 5)http://www.arup.com/projects/solarleaf6）http://doggerel.arup.com/ 蘑菇塔(6)是fi结构的第一个例子-尽管 temporary-madebyusingmushesasbasematerials.Infact 蘑菇砖被用来创造三个结构：纽约市MoMa的安装塔。 菌丝体是砖块的基础材料，是一种微观的fibrous 真菌本身结合到它的食物来源，创造一个强大的，有弹性的所需的任何形状的基质。生产所需的原材料 他们-蘑菇和玉米秸秆（来自农场的废料）孢子以它们为食-和它们一样环保。砖块 可以在短短five天内生长，并且该过程不会产生浪费或者碳排放。当结构在年底被拆除时 夏天，它们可以堆肥并变成肥料。 BIQ汉堡 带有藻类的立面面板fi有助于净零能源建筑 蘑菇塔 蘑菇可以从有机废物中生长出来并用于建筑目的 城市生物循环：成长，制造和再生 2015年 BioBuild 完成的立面模型 生物复合材料中的成分 BioBuild项目(7)探索使用天然基复合材料创建first全球结构生物复合材料系统 立面。生物复合材料由天然fiBers组成，如 从残留废物中提取的法克斯、大麻、黄麻和天然树脂从甘蔗和玉米收获。这些生长迅速 plantsthatregenerateinshortcycles.Withappropriateprocessing 他们可以转换成轻便耐用的产品 良好的机械性能。此外，生物复合材料可以减少与建筑构件相比，建筑构件的体现能量 传统的建筑材料，并且不会增加成本。同时，它们增加了 建筑物。 该项目是由Arup与其他12个欧洲人共同开发的机构。该项目强调了开发生物- 基于比现有材料更好的材料。特别是避免影响这些机会的化学添加剂 在生物环内重新引入的材料。 这三个项目示例概述了一个需要加强和支持在未来几年早期转变 将应用程序阶段应用到一个很好的综合实践中。原材料的可用性和成本的考虑是关键。在 并行，重要的是要考虑一些技术挑战仍部分未解决-例如低材料耐久性和物理性能。 不断实施和工程的过程将 允许克服天然材料中的一些关键问题 技术，并允许解决方案的再现性和缩放在建筑中广泛使用。 7)http://www.arup.com/projects/biobuild_facade_system BIOBUILD 由天然纺织品和生物聚合物制成的生物复合材料可用于建筑的刚性部件 “是时候超越磨损了在 我们的部门。我们有野心，分离的能力和思维定式 资源经济增长消费。“ 总监兼全球领导管理咨询 卡罗尔·莱门斯 Arup 02有机废物的使用现状 2.1有机废物的数量 欧洲数据已经过审查，以确定 有机废物，因此，潜在的原料供应建筑产品的生产。有机废物的defi如下所示： “来自食品制备和产品的植物废物，包括来自洗涤和清洁的污泥，不适合的材料消费和绿色废物。它们起源于食物和 饮料生产，以及农业、园艺和林业。植物废物是无害的。” 43.4MT 欧洲金额 收集的干燥有机废物 2014年(9) 最新统计数据-指2014年-显示约2.6欧洲已经产生了10亿吨的一般废物，大约4340万吨具有天然来源(8).Amongst欧洲国家德国是最大的有机生产国 废物，其次是荷兰和英国。意大利约2.8MT。 Thedefinitionoforganicwastedoesnotincludethestreamcoming 来自城市内产生的消费后有机废物作为来自西红柿加工的有害有机废物 和柑橘。因此，它只代表了一部分更大的资源流。 全球消费后固体有机废物（SOW） 2012年collectedisequalto0.6billiontons.Thusthiswouldbe 与有机废物相比，流量更大。对于本出版物的目的尚未讨论SOW。 2.5% Landfill 有机废物百分比 通过Landfill管理(8) 8)Eurostats废物统计手册 9）欧盟统计局（在线统计） 城市生物循环：成长，制造和再生 2.2目前的废物管理模式 在全球范围内，显然对生物的需求不断增长供应不同用途的原料，从生物燃料， 生物材料和药物。 5% 特别是城市正在采取程序来收集后- 消费者有机废物可能显示出关键的增长所谓的生物经济。 Inceneration 有机废物百分比当前通过 焚烧(10) 90% 已恢复 有机废物百分比目前通过 堆肥和转化(10) 另一方面，欧洲背景下的有机废物被处理如下： 1.回收。这相当于大约90%的有机废物流等于38MT。它包括回收和回收不用作溶剂的有机物质，如 堆肥和其他生物转化过程-如 以及一些反向filling(9)对于此类别的可用数据不要提供明确的废物百分比 与用于堆肥的溪流相反。 2.焚烧。这相当于总流的约5%。 它既考虑了陆地上的焚烧，也考虑了焚烧能量回收，用于后续用作燃料或其他方式产生能量。 9)Foradefinitionofbackfillingplease访问:http://ec.europa.eu/eurostat/documents/342366/4953052/Guidance-on-backfilling.pdf/ c18d330c-97f2-4f8c-badd-ba446491b47e 3.Landfilling.Thiscorrespondstoabout2.5%ofthetotalstream, 等于约1MT。它包括存入或存入土地- 以及其他形式的处置-包括生物降解 土壤中的液体或污泥丢弃物，以及表面蓄水以及释放到除海洋/海洋以外的水体中。 以下页面上的图像展示了当前的废物管理模式工作。 当前模型 考虑传统处置方案的生物回路 城市生物循环：成长，制造和再生 2.3有机废物对环境的影响 0.15kgCO2eq/kg 堆肥 相关环境影响 生命周期评估（LCA）方法已用于评估不同废物管理流程对有机物的影响 废物。与三种废物管理中的每一种有关的数据集类别已经在环境方面进行了比较 footprint.Themainconclusionsare: 堆肥(11)•生物和绿色废物的堆肥产生约0.15kgCO2eq/kg-比Landfilling少得多。 2.15kgCO2eq/kg •如果废物是焚烧的，而不是土地filled的，则数据为废弃食物的焚烧-与植物最相似的数据集 废物-表明可以节省2.15kgCO2eq/kg废物。 焚烧 相关环境影响焚烧(11) •Landfillingoforganicwastegenerateabout2.75kgCO2eq/kg 作为欧洲国家的平均水平。如果这种浪费可以在农业中用作肥料，这一价值降低到大约 0.005kgCO2eq/kg。 2.75kgCO2eq/kg比较环境方面的参考值时 排放量似乎堆肥的影响最小，而 Landfill 相关环境影响到Landfill(11) Landfilling-当不用于农业目的时-具有最高的影响。关键是评估是否转移这