建筑材料再利用,一切都交给BIM吧

回收利用建筑材料是一个耗时的人工过程。瑞典White Arkitekter公司推出的ReCapture服务志在改变这一现状。

People walking around buildings

Mark de Wolf

2021年7月12日

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The ReCapture service from Sweden’s White Arkitekter is in use on several current projects, including the Bromma Sjukhus hospital in central Stockholm. Courtesy of White Arkitekter.
瑞典White Arkitekter公司推出的ReCapture服务目前正用于几个项目,包括斯德哥尔摩市中心的Bromma Sjukhus医院。White Arkitekter供图。

回收利用已经成为了很多人的第二天性:人们普遍认为把所有的垃圾都扔进一个垃圾桶里然后烧掉或埋掉是一种倒退,也是一种浪费。但将家庭垃圾分离原则应用到重工业的想法一直以来很难实现。瑞典White Arkitekter公司推出的ReCapture服务就志在改变这种情况。

钢铁等建筑材料的回收利用已经取得了出色的进展,目前钢铁是地球上回收最多的材料。如今,人们已逐渐意识到,整座建筑都可以被再利用。人们希望通过运用BIM(建筑信息模型)技术,使建筑行业在再循环道路上的漫长跋涉可以实现质的飞跃。

但建筑业却陷入矛盾之中。一方面到处都在谈论循环经济的好处,但另一方面,建筑师和建筑公司往往难以将绿色目标转化为实际行动。

更易于管理的再利用

Exterior terrace rendering of the Bromma Sjukhus hospital project.
Bromma Sjukhus医院项目的外部露台效果图。White Arkitekter供图。  

许多建筑施工项目试图将现有建筑改造成更适合现代工作和生活的建筑,特别是如果原始结构因其历史而具有价值。但评估一座建筑的回收利用潜力的过程可能是人工且耗时的。

由于建筑的规模和复杂性,收集其所有组件和材料的信息,并决定哪些组件或材料可以重复使用而哪些不可以,是一项艰巨的任务。罗列和测量从梁到螺栓的所有部分还只是流程的开始。每一件都要经过评估,才能确定其是否可回收,或者是否存在毒性和二氧化碳足迹等问题(如存在,最好的选项是作为废物处置)。

即使这些数据很容易获得,与项目中的每个人共享这些数据也会是一种挑战。因为这一过程涉及多个项目利益相关者、大量文档和许多会议。此外,还有非数字化因素。尽管测量工作通常用激光扫描仪完成,但日常中仍然使用笔和纸。之后,这些信息都将被记入电子表格中,也许还会附带一张照片——但也许不会。

Interior rendering of Bromma Sjukhus
Bromma Sjukhus的室内效果图。这是对医院1971年的老建筑进行改造的项目,改造总面积35000平方米。White Arkitekter供图。

而缺乏标准使情况更加复杂。建筑师、工程师和顾问的测量方法可能有所不同:比如当门面或立面有角度时,他们又如何能知道是否都在将横截面与横截面作比较。这些问题看起来可能是微观问题,但综合起来,它们扰乱了项目工作流程,使建筑业对循环经济做贡献的雄心更难实现。

据保守估计,建筑业占了地球自然资源开采的30%,产生了世界上25%的固体废物。英国绿色建筑委员会(UK Green Building Council)的年度循环经济研究调查(Circular Economic Research Survey)显示,在未来30年里,地球上的材料开采将增加三倍。如果建筑行业不改变其运作方式,到2100年,垃圾产量也将增加三倍。

同时,建筑材料的价格也在上涨。但是回收利用会带来巨大的经济利益。仅在欧洲,采用循环原则就能带来巨大的节约和商机,并大幅提高运营效率,到2030年每年带来的价值将超过2万亿美元

再利用、重复利用、重新利用

 Laser scanning and BIM data-management tools
激光扫描和BIM数据管理工具可协助创建数字孪生。 White Arkitekter供图。

White Arkitekter的目标是解决所有这些复杂的问题,帮助建筑行业获得环境和商业效益。这家瑞典公司是欧洲领先的建筑事务所之一,其愿景是到2030年,所有项目都将为气候中性。

要实现这一目标,可持续发展是关键。塞尔玛·拉格洛夫文化中心(Selma Lagerlöf Center,即瑞典哥德堡的市政府大楼和文化中心,是该公司最近完成的一个项目,他们成功地在92%的室内设计中采用再利用的家具和材料。这一做法相比使用新材料节省了大约1,079,205美元的成本,即降低成本近70%。

该公司新推出的White ReCapture服务提供了一种数据驱动的解决方案,用于捕获和编目从砖块、门到天花板、立面和承重墙的所有建筑结构组件。这项服务最大限度地减少了评估建筑再利用潜力所涉及的障碍。

通过使用激光扫描和BIM数据管理工具,即可将建筑材料的清单数字化,从而创建出3D数模,这就能帮助构建包含施工和运营数据的数字孪生。然后在软件中对这些信息进行分析,再由专业人员判断和确定哪些部分适合回收再利用。

该模型包含了各材料和组成部件从重量和尺寸到成本、现场位置以及回收潜力方面的所有相关信息。与此同时,“数字孪生”将所有有关项目设计、施工和性能的数据汇集在一起,使建筑师、工程师、建筑承包商、顾问和客户在最需要这些数据时能够访问并使用,以便做出明智的决定。

环境专家、ReCapture部门主管Niklas Eriksson表示:“如果你在图纸上向客户展示某样东西,有时客户很难理解它在现实中究竟是什么样子的。这项服务为我们建立了一个让双方都能理解的平台,让我们在项目初始阶段向客户展示不同的方案,使他们更容易看到每个方案的效果。”

他继续介绍道:“在过去,如果你不去实地考察,就无法将这些信息传达给客户。而现在,你可以进入数模,做评估,还能分享。”

Eriksson说,这项服务对客户来说真的是一个游戏规则的改变者,因为它让客户能在项目开始时决定是否回收再利用,而这是确保用最佳方法采购材料的关键阶段。

White Arkitekter’s new service relies on Autodesk BIM 360, Revit, and ReCap.
White Arkitekter推出的新服务依赖于欧特克的BIM 360、Revit以及ReCap。White Arkitekter供图。  

White Arkitekter推出的新服务通过使用欧特克的BIM 360RevitReCap,使整个项目生命周期内的协作更加容易,甚至能将环境顾问的意见纳入模型的一部分。这些信息使客户能够快速、轻松地评估材料的毒性或其二氧化碳排放量等因素。

绿色建筑评认证体系,如LEED、英国建筑研究所环境测评估方法(BREEAM)、绿色建筑(Green Building)和瑞典生态建筑认证体系(Miljöbyggnad),可经整合后再在整个项目生命周期中持续采用。

现实生活中的回收利用

White ReCapture服务在当前的几个项目中使用,包括斯德哥尔摩市中心的Bromma Sjukhus医院,这是对1971年的老建筑进行改造的项目,改造总面积35000平方米,今后将容纳手术室、老年病学专科、老年人住房和服务以及如商店和咖啡馆等服务设施。

Bromma Sjukhus的项目建筑师Björn Johansson说道:“我们的目标是尽可能地回收利用现有的建筑及其组成部分。有了这项服务,我们做到了让回收成为设计过程中不可或缺的一部分。我们目前正在捕捉所有可回收利用的东西,并将其输入到Revit模型中,让其变成新的设计部分。”

对于White Arkitekter在德国的Heinzelmann Areal项目,该服务被用于一个1万平方米的地块(内含19世纪末的工厂建筑),为此范围内的所有东西建目录。建立3D模型使各领域人员——从建筑到结构和机械工程师,从遗产顾问到消防安全检查员——之间的密切合作成为可能。

新出旧入

建筑行业开始把建筑看作是材料的储存处,即当旧建筑结构的寿命结束时,新的建筑结构在那里生长。

为了实现这一目标,建筑师需要实用的工具,让他们不必亲自实地考查,可以通过智能手机快速轻松地浏览可回收材料。基于BIM的解决方案,如ReCapture,也许会是建筑设行业支持循环经济的关键一步。

建筑师在项目初始掌握的信息越多,就越能向客户提供更多的材料、成本、可回收性信息,以及支持客户自身可持续发展的承诺。这样,建筑施工就能从“扯下和换上”过渡到建筑环境的“生命循环”。

Mark de Wolf

About Mark de Wolf

Mark de Wolf是一名自由撰稿人,专门从事科技领域的写作。他是侨居瑞士的法裔加拿大人,毕业于瑞尔森大学新闻学院,目前在苏黎世工作。通过他的个人网站markdewolf.com可以和他取得联系。

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