循环经济的设计创新
知识转移网络 设计创新 为循环经济 终末期建筑材料与设计交换项目 支持： Contents 1设置场景4 2尸检-Frener的立面拆除&Reifer5 2.1Contents5 2.2拆卸7 2.3组件的重复使用和回收材料14 2.4讨论-影响立面再利用或回收的因素15 3在末端跟踪立面材料生活18 3.1参观拆除site18 3.2参观混凝土回收site20 3.3参观金属回收site21 3.4参观玻璃回收site22 4开放式创新工作坊'Whitewaterevent'24 5考虑下一个步骤32 6致谢，感谢和团队35 2 VITRAHAUS©FRENER&REIFER 1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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 4 2尸检-Frener&Reifer的立面拆解 2.1Introduction 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： ›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 ›测量拆卸过程花费了多长时间 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）。 5 ›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。 ›元素2-框架中的双层玻璃单元 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。 ›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。 2.1尸检-Frener&Reifer的立面拆解 Introduction 1: FrenerReifer立面模型的正面立面 2: FrenerReifer立面模型的后立面 3: Frener&Reifer的模型立面单元截面，显示元素1 至4 6 2.2 2.2拆卸 •元件3-第二蒙皮-天气防护组件 该元件的功能是保护铝制板条百叶窗免受风吹雨打。该元件由四个垂直杆组成，八个节点连接到其上。八个节点支撑三个窗格玻璃。在下表中，“重复使用”是零件被重复使用的理论潜力，“回收”是组件内材料的理论潜力 被回收利用。 部件部件ImageMaterial原因装配重复使回收用 垂直杆节点组件 - - - 杆-节点脊柱(&节点帽和杆固定)节点盖(螺钉)(&S) 盖头螺钉 - 不锈钢-AluminiumAluminium 不锈钢 耐腐蚀性-耐腐蚀性耐腐蚀性 耐腐蚀性 拧紧-拧紧拧紧 拧紧 Yes-YesYes Yes* Yes-YesYes Yes *仅在扫描后，以确认在以前的使用过程中没有产生微裂纹。目前尚未实施 7而材料的回收利用则更为普遍。 2.2尸检-Frener&Reifer的立面拆解 拆卸 组件零件图像Material原因装配重复使回收用 -杆连接总成- -- -玻璃 - 缓冲垫(连接到盖)-下拧块 螺纹块-上部旋转销 垫圈下部窗格 上部窗格 - - 三元乙丙橡胶垫片垫-不锈钢 不锈钢不锈钢 乙缩醛层压 钢化 耐候性-耐腐蚀性 耐腐蚀性耐腐蚀性 低摩擦与铝隔离操作员安全 Cost 保税-滑动配合 滑动配合滑动配合 被困被困 被困 不，不容易脱粘-Yes YesYes YesYes Yes No-Yes YesYes YesNo Yes 8 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 9 图5: 下部拱圈单元 拆卸 2.2尸检-Frener&Reifer的立面拆解 组件零件图像Material原因装配重复使回收用 盖封盖盖板 踏面板 盖 ---- 木材和铝木材和铝Aluminium Aluminium 木材和铝 美学与“绿色”美学与“绿色”加劲-铝制板条百叶窗的支撑。 对进入元件2和3之间的空腔的人员的刚度、耐腐蚀性和支撑。 美学与“绿色” 螺丝和胶合粘合铝装配“搭扣”到框架上。拧紧 拧紧 拧紧 YesYesYes Yes Yes YesYesYes Yes Yes 10 2.2 部件部件ImageMaterial原因装配重复使回收用 固定支架绝缘 -- 镀锌钢矿物纤维 强度和耐腐蚀性隔热和耐火 螺栓连接夹在相邻组件之间 YesYes YesYes •元素2-框架中的双层玻璃单元 组件零件图像Material原因装配重复使回收用 --垫片 横向支柱密封条 - 热障 - 木材EPDM橡胶和铝 尼龙 Forex™(泡沫uPVC) 绿色，刚度和美学耐候性和耐热性 - 耐热性和耐火性 拧紧 压缩配合 用硅胶粘合剂粘合到位 拧紧 YesYes 如果分离 Yes YesEPDM:No 硅胶:否PA:是 Yes 11 2.2尸检-Frener&Reifer的立面拆解 拆卸 组件零件图像Material原因装配重复使回收用 天气垫片双层玻璃面板- 密封楼层单位上部单位 绝缘垫片 周边密封 EPDM内部窗格:层压外部窗格:回火内部窗格:钢化外部窗格:钢化 刚性多孔热塑性和干燥剂材料 有机硅和聚异丁烯 耐候性安全 结构刚度、热阻和吸湿性 结构性债券和空气，天气和热电阻 压缩配合 包含在框架内包含在框架内 夹在玻璃窗之间 夹在玻璃窗之间 YesYesYes 否** No NoNoNo No No **干燥剂一般有15年的寿命 •通常存在于立面上的其他元素 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。 组件Material原因装配重复使回收用 水管理膜 耐水性 Yes No 悬垂 EPDM 12 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。 13 2.3尸检-Frener&Reifer的立面拆解 组件的再利用和材料的回收利用 2.3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。 14 2.4 2.4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。 ›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。 ›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。 15 2.4尸检-Frener&Reifer的立面拆解 ›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。 ›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。 16 讨论-影响立面再利用或回收的因素 › › 3在使用寿命结束时跟踪立面材料 3.1参观拆除现场 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。 要拆除的建筑物是建筑风格的混合体，从19世纪带有
