卡桑德拉·亞當(dāng)斯/Cassandra Adams 譯_李楊 校_宋曄皓 郝林/Translated by Li Yang, Proofread by Song Yehao, Hao Lin
德懷特(Dwight)街公寓,混合使用的城市內(nèi)填式項目
20世紀(jì)60年代,從太空發(fā)回來的地球圖片顯示了兩個概念,這兩個概念逐漸成為美國環(huán)境運(yùn)動的重要的切入點(diǎn)。首先,這是我們第一次真正將地球視為一個有限的球體,潛臺詞便是我們也擁有有限的資源,而不是像我們對地球的傳統(tǒng)理解那樣,它是一個無邊無際的延伸的土地和海洋,有著無窮無盡的資源。其次,這些圖片說明了世界上所有的地域都有著內(nèi)在聯(lián)系,每個人和每個個體行為都相互關(guān)聯(lián)著,相對與別人而言,既處于上風(fēng)上水的位置,又處于下風(fēng)下水的位置。這是40多年前的新聞了,但美國人使用資源的方式,不管是自然資源還是人造資源,大部分還是像地球衛(wèi)星圖片發(fā)布之前一樣。這些圖片說明了,如果我們希望世界人民都能像現(xiàn)在大多數(shù)美國人那樣,進(jìn)入能夠提供遮蔽和健康安全的工作生活環(huán)境的高樓大廈,如果我們希望能使更多國家的人民去改進(jìn)他們的樓房以達(dá)到相似的健康、安全和舒適度,那么我們需要更精心、更高效和更創(chuàng)新地使用我們的資源,當(dāng)然可以借鑒自然的方式,或者采用其它的方式。
在美國,對資源最大的單一需求除了食品業(yè)就是建造業(yè)在建房和建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施兩方面。隨著人口的增長和人們越來越傾向于住更大的房子,我們對各種原材料的需求也在增長。這種狀況在其他有著相似趨勢的國家也產(chǎn)生了共鳴,即世界對原材料的需求還有原材料的價格都在上漲。為了回應(yīng)這種趨勢,一些個人和組織在過去的幾十年里,通過重新設(shè)計傳統(tǒng)的建造材料和建造技術(shù)、通過使用傳統(tǒng)建造者不會使用的原料、通過創(chuàng)造性地使用可循環(huán)材料和廢棄物來擴(kuò)大原材料的種類。與之平行的是,人們需要為這些材料制定一套健康、安全、堅固和舒適度的標(biāo)準(zhǔn),讓美國式生活和健康環(huán)境的原理達(dá)到一致。這個創(chuàng)新工作的動力,一方面來自為了尋找較為低廉的建造房屋的方式,另一方面則是為了減少建造對環(huán)境帶來的影響。
本文將介紹一些走在美國環(huán)保建筑材料和方式發(fā)展前沿的創(chuàng)新者。這些人也有一些其它的有趣的項目,但是這里筆者僅限于選擇他們使用了創(chuàng)新建筑材料和方式的作品。我們將會看到普林尼·菲斯克(Pliny Fisk)的原材料實驗,戴維·伊斯頓(David Easton) 對夯土技術(shù)的現(xiàn)代化改革,戴維·艾森伯格(David Eisenberg)為了這些新的以及重獲新生的建筑材料和方式,一直在努力建立建造標(biāo)準(zhǔn)和建造規(guī)范來確定人對健康和安全的可接受度最低值。本文接下來將要大致地介紹2家獲獎的加州建筑公司和他們的一些作品——Darrel DeBoer Architects 和Leger/Wanaselja, 他們通過設(shè)計,富有創(chuàng)造性地使用了材料,既表達(dá)了灣區(qū)地域的風(fēng)格又展現(xiàn)了自己的個性。最后,筆者想要深入地探討一下我們正所處的位置和我們未來的走向①。
普林尼·菲斯克(Pliny Fisk)的研究和設(shè)計工作著重于建材全生命周期的規(guī)劃和設(shè)計,尤其在于材料、能源利用的效率。在他過往30年的工作中有一條重要主線,就是發(fā)展和改進(jìn)當(dāng)?shù)毓?jié)能的、碳平衡的建筑材料。
在他早期的研究中心里,一些工作的重點(diǎn)是開發(fā)生硝(一種碳酸鈣質(zhì)土,盛產(chǎn)于德克薩斯州)。他把生硝用做非燃煤磚石砌體中的原始成分,稱之為calCreteTM。確切的成分和混入生硝的比例取決于原材料的化學(xué)性質(zhì),但是普林尼的配方的混合一般包含有8份沙子,9份生硝,還有1份水泥(既不是波特蘭水泥即普通水泥,粉煤灰,也不是鎂氧化物的水泥)。這些砌體對環(huán)境和社會的好處是減少了生產(chǎn)能源和運(yùn)輸能源的消耗,利用了不能用于農(nóng)業(yè)的土壤,對當(dāng)?shù)卦牧系拈_采也為當(dāng)?shù)厝藗兲峁┝斯ぷ?,并形成了用低成本的建材建低成本房屋的產(chǎn)業(yè)(圖1~3)。近來CMPBS(Center for Maximum Potential Building Systems)對calCrete研究工作表明了化學(xué)性封存二氧化碳可運(yùn)用于生產(chǎn)過程的可能性。這里需要注意的是,鈣碳酸鹽的土壤在中國超過30個省中都可以找到③。
普林尼也開發(fā)出了他自己制造混凝土的配方:在典型混合混凝土(ashCreteTM)中,加入一定量的粉煤灰取代了100%的水泥。工程師把粉煤灰加入混凝土的歷史已經(jīng)有好幾年了,因為低成本取代了一部分的水泥(通常25%~35%,但是這個比例會因多種因素而改變)。隨著時間的推移,粉煤灰有時也添加到抑制混凝土的化學(xué)降解中。普林尼的配方,相反地,包含高達(dá)97%的可循環(huán)的粉煤灰和底灰(來源于冶煉廠和/或者燃煤電廠)還有一些添加物(檸檬酸、硼酸鹽、和不明確的氯化合物)。他說他的配方可讓水泥達(dá)到C級和F級的標(biāo)準(zhǔn)。它給環(huán)境帶來的好處包括對廢棄煤灰的使用和水泥制造中CO2排放的減少??紤]到水泥制造占世界能源使用的8%(一些發(fā)展中國家本國比例高達(dá)67%),用ashCreteTM來代替高含量的水泥對環(huán)境效益有著極大的潛能。但普林尼知道電廠廢棄煤灰的再利用所帶來的環(huán)境效益比不上燃煤對環(huán)境帶來的負(fù)面影響,他指出這不是一個持續(xù)以煤為主要能源的生產(chǎn)的根本解決辦法。
圖1 使用calCreteTM建造的英格拉姆學(xué)校(Ingram School)
CMPBS和他們的研究合伙人開發(fā)的第三個產(chǎn)品,是氧化鎂水泥,有時候也叫做陶瓷水泥。普林尼的這個配方被稱為megaCreteTM。氧化鎂水泥是世界上最早使用的水泥,先于19世紀(jì)普通水泥的問世。著名的中國西安紅陶俑的材料里也含有氧化鎂。在壓縮的時候,氧化鎂水泥被檢測到比普通水泥更為堅固,且相應(yīng)地抗凍融。此外,氧化鎂水泥比普通水泥更耐酸蝕。
氧化鎂水泥的使用給環(huán)境效益帶來的也是一個重要的影響。它的好處包括生產(chǎn)過程中的消耗遠(yuǎn)小于普通水泥(大約20~40%),還有固化過程中吸收了多余的二氧化碳。普林尼的生產(chǎn)過程與其他人的生產(chǎn)過程相比,涉及到從石油和污水處理的副產(chǎn)品——鹵水中提取鎂氧化物和磷酸鹽。他計算出這個生產(chǎn)方法接近于碳中和——如果細(xì)心留意到成分的源位置及使用的燃料。最后,也是最重要的,使用這種水泥混合混凝土不需要淡水。當(dāng)普林尼更仔細(xì)地觀察它時,開始意識到整個國家的淡水都可以因不再用于水泥生產(chǎn)而節(jié)約。這是對當(dāng)?shù)厮Y源保護(hù)的一個重要想法④。
一些存在于美國歷史前工業(yè)時代的建造方式正在被復(fù)蘇并回到21世紀(jì)。這些包括土坯、稻草磚、以及夯土等。
戴維·伊斯頓在他的童年時代把泥土當(dāng)作砌房子的材料而愛上了它,當(dāng)時在南加州那里,他的父親帶領(lǐng)他認(rèn)識了歷史上西班牙風(fēng)格的水泥建筑。20世紀(jì)70年代,戴維·伊斯頓從學(xué)院畢業(yè)后,因為對能源危機(jī)的關(guān)注,他決定重新使用歷史上低技、節(jié)能的夯土方法來為解決能源危機(jī)貢獻(xiàn)自己的力量。他知道夯土技術(shù)是全世界都熟知的(也門,法國,西班牙,摩洛哥,中國,喜馬拉雅地區(qū),澳大利亞)。還有很多人,大多都是窮人,仍住在夯土的房子里。他意識到將一種用于勞動密集型的窮人建材現(xiàn)代化以達(dá)到現(xiàn)代建筑的標(biāo)準(zhǔn)(健康、安全和舒適)和現(xiàn)代美國人審美,是很有挑戰(zhàn)性的。
戴維意識到他必須要克服兩個障礙。第一個障礙就是得到大眾的接受。大眾一般將夯土建筑理解為骯臟、陰暗和不安全的,就像一些傳統(tǒng)的房子那樣。他覺得他可以通過在幾年里建4~5個夯土房來改變大眾的誤解,但事實是他用了15年和幾百個房屋來影響和改變大眾觀念。
戴維的第二個障礙是要獲得建筑官員對新技術(shù)的認(rèn)可⑥。為了克服這個難題,他對所使用的泥土進(jìn)行了全面測試。他設(shè)計并測試了混合土壤的成分結(jié)構(gòu),不同地區(qū)的土壤混合有著不同的抗壓強(qiáng)度、外觀、顆粒級配、吸濕、收縮、耐候和耐久性。通過借用和改進(jìn)巖土和標(biāo)準(zhǔn)砌體測試標(biāo)準(zhǔn),他開發(fā)了有關(guān)測試。戴維的測試結(jié)果得到了建筑官員的認(rèn)可并且現(xiàn)在已經(jīng)被美國許多的建造部門所采納。
圖2 使用ashCreteTM建材的拱形流浪漢收容所(Murray Legge攝)
為了減輕地震力影響,戴維主要依賴于兩個策略。首先,在混合土壤中加入一定比例的水泥(比在混合混凝土中的要少,因此減少了材料的能源消耗),其混合同時達(dá)到了強(qiáng)度要求和加州北部嚴(yán)格的建筑抗震法規(guī)。另外,在一些建筑中,他在墻頂建了一圈混凝土圈梁把墻體勒住來加強(qiáng)地震中房屋的橫向穩(wěn)定性。
圖4~10展示的是特拉(Terra)小屋,現(xiàn)在還在建造中。因為人力成本在美國是很高的,所以戴維特意設(shè)計了2100平方英尺的房屋,為了節(jié)省人力成本,去掉了所有復(fù)雜的細(xì)節(jié)。這個工程的創(chuàng)新之處還有夯土水泥樓板的新配方,一個可循環(huán)利用的墻體的建造體系,“整體砌塊”(一種水泥含量較低的砌體)和在土壤混合中節(jié)省勞力而使用的輸送機(jī)。
美國建筑規(guī)范提供了兩條可以獲得建筑許可的途徑?!兑?guī)范守則》規(guī)定了具體如何使用標(biāo)準(zhǔn)的材料,設(shè)計細(xì)節(jié),和建設(shè)實踐來建筑房屋。這條途徑雖然簡化了建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)辦法,但同時也限制了創(chuàng)新。另一方面,《實踐守則》允許任何材料和方法的使用,只要能夠證明其符合規(guī)定的性能標(biāo)準(zhǔn)和其他規(guī)定的要求(主要是健康和安全性)即可。第二種途徑通常更加困難、昂貴、費(fèi)時,因為建筑官員通常要對建材和建設(shè)裝配進(jìn)行額外的測試來證明建設(shè)要求的符合。本文中的建筑都具有創(chuàng)新的成分,因此也都需要至少在一部分許可的建造過程中達(dá)到一定的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。
為了克服這樣的挑戰(zhàn),即不斷為每一個新項目提交材料測試來達(dá)到上述第二種規(guī)范的要求,美國的一些個人和建筑團(tuán)隊開始努力去創(chuàng)造一種更有利于環(huán)境的建筑法規(guī),并且能夠讓傳統(tǒng)建材像其它“現(xiàn)代化工業(yè)”那樣符合現(xiàn)代健康、安全的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的《規(guī)范守則》條文。
戴維·艾森伯格自1995年在亞利桑那州適用技術(shù)開發(fā)中心時就已經(jīng)走在此類問題研究的最前沿。在2001年,他帶領(lǐng)了一個研究小組,目的是為了弄清在為傳統(tǒng)建材和“綠色”建筑原則去獲取建筑許可證時,建筑師和制造商將要面臨如何的挑戰(zhàn)。戴維和他的伙伴們發(fā)現(xiàn)“過去長期的認(rèn)知和關(guān)注的缺乏,令人口密集、能源密集,還有資源密集型的建筑方式,都可以被現(xiàn)存的法規(guī)接受,這就說明對環(huán)境影響和可持續(xù)性發(fā)展的考慮在建立建筑法規(guī)或者在建立可接受的風(fēng)險等級中扮演了最小的角色。這樣一來,很多案例中,法規(guī)都忽視了重要的健康和安全問題,例如室內(nèi)空氣質(zhì)量、建造中建材和化學(xué)物質(zhì)的毒性(如石棉、鉛和甲醛),或者對非再生資源或全球氣候變化的影響⑧?!?/p>
戴維的研究團(tuán)隊調(diào)查了2001年設(shè)計或建造組織和建筑組織的官方部門,發(fā)現(xiàn)了三類和美國建筑法規(guī)相關(guān)的主要問題。從那時起,他開始改進(jìn)那些法規(guī),最新的對未來建筑法規(guī)和材料標(biāo)準(zhǔn)的改動如下:
(1)找出并解決監(jiān)管綠色建筑與發(fā)展上的障礙。
(2)建立全面的對建設(shè)、規(guī)劃和相關(guān)行業(yè)的綠色開發(fā)的獎勵措施,以此來鼓勵可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。
圖4 特拉(Terra)小屋外觀(David Easton攝)
圖5 帶式輸送機(jī)將土壤放入模板
圖6 墻模板制造過程需要人工壓實土壤
圖7 人工在模板里壓實土壤
圖8 砌塊筑墻
圖9 夯土墻
圖10 放置泥土——水泥墻之間的室內(nèi)
(3)大力發(fā)展教育和監(jiān)管人員的宣傳計劃。
(4)加快被動優(yōu)化設(shè)計策略(例如被動式太陽能、建材的有效使用等,因不以生產(chǎn)為基礎(chǔ),所以沒有工業(yè)來支持研究和開發(fā))和其他建材——尤其是那些也缺乏工業(yè)財力去支持的公有產(chǎn)業(yè)的研究,試驗,開發(fā)、部署和監(jiān)測。
(5) 創(chuàng)建指定的具有更高綜合性標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)管機(jī)構(gòu)的綠化區(qū)及可持續(xù)發(fā)展區(qū)。
(6)促進(jìn)建立一個綜合的管理程序和全面的綜合監(jiān)管體系⑨。
這些發(fā)現(xiàn)指導(dǎo)著戴維和其他人在落實建筑法規(guī)、進(jìn)行必要的修改方面的重要工作。戴維還和ASTM(美國材料測試協(xié)會)發(fā)起了制定這些材料標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)動,從土墻體系標(biāo)準(zhǔn)開始,還有可被接納或引用進(jìn)建筑法規(guī)的材料標(biāo)準(zhǔn)。這些工作現(xiàn)在又有了其他的帶領(lǐng)者,包括生態(tài)建設(shè)網(wǎng)絡(luò)的布魯斯·金(Bruce King)⑩。
這是一個過程中的工作,其中一些目標(biāo)已經(jīng)被實現(xiàn),包括在一些建設(shè)草磚建筑和夯土建筑?的地方,守則被開發(fā)和接納。國際規(guī)范協(xié)會(ICC)在一個名為《IGCC:安全和可持續(xù)章程》多年的倡議下已草擬了國際綠色建筑法(簡稱IGCC)初稿。關(guān)于這項工作的相關(guān)信息和法案初稿已在ICC的網(wǎng)站上發(fā)布,接受大眾的審查和評論(截至2010年3月)。IGCC正準(zhǔn)備成為2012年國際守則的一個組成部分,并將要同時解決在一般類別中新的和現(xiàn)有的商業(yè)建筑的問題:
(1)資源節(jié)約和負(fù)責(zé)的土地使用和發(fā)展
(2)材料的資源節(jié)約和高效性
(3)節(jié)能、高效及保證大氣質(zhì)量
(4)水資源節(jié)約和有效
(5)室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量(IEQ)和舒適性
(6)建筑的運(yùn)行、維護(hù)和所有者的教育?
上文提到的和ASTM的合作項目,早在ASTM的可持續(xù)發(fā)展小組委員會(之前E06.71,現(xiàn)在的ASTM建筑物及其建設(shè)可持續(xù)發(fā)展技術(shù)委員會E60.01)就指出為“知識的獲取,推廣和傳播以及研究的激勵,還有與可持續(xù)性及可持續(xù)發(fā)展相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)”。他們已經(jīng)完成了一套可持續(xù)性的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)(ASTM E2114—08“關(guān)于建筑運(yùn)行的可持續(xù)性術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)”)和一套土建設(shè)體系的標(biāo)(ASTM E2392—05“土墻建筑體系設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)指南”)。他們還完成了一個”可持續(xù)建筑構(gòu)件及相關(guān)場地工作的分類”的標(biāo)準(zhǔn)草案。他們目前正在為綠化屋頂和無害環(huán)境產(chǎn)品制定標(biāo)準(zhǔn)?。
圖11~13展示了他們正在進(jìn)行的一個檢驗創(chuàng)新材料的性能的實驗工作:作者進(jìn)行的一個ASTM E—119 稻草磚墻的1小時防火測試(該墻通過了檢測)。
圖11 ASTM E-199作者在加州大學(xué)伯克利分校做的稻草磚墻1小時燃燒試驗,磚墻剛從消防室出來的樣子
圖12 剛經(jīng)過消防水管沖淋測試的墻的著火面
圖13 抹灰面層后面碳化的細(xì)部
圖14 德懷特(Dwight)街公寓內(nèi)部
圖15 德懷特(Dwight)街公寓圍欄和大門的雙重街道標(biāo)志(Scott McGlashan攝)
圖16 德懷特(Dwight)街公寓回收公路標(biāo)志用作建筑外墻墻板(Karl Wanselja)
兩個加州北部地區(qū)的Leger Wanaselja和Darrel DeBoer建筑公司,20多年來都在他們的工作中或多或少地使用了創(chuàng)新建材和建筑方法。兩家公司都采取了全面的方法盡量減少對環(huán)境影響。他們認(rèn)為只實施一個或兩個環(huán)境戰(zhàn)略不足以稱之為建設(shè)“綠色”,而是要把解決環(huán)境問題納入到整個設(shè)計過程中每一個設(shè)計的每一部分。兩家公司為了減少建筑的碳排放,都運(yùn)用了被動熱控制策略(被動式太陽能,源于大量材料的熱儲蓄、遮陽和超絕熱外表皮等)和其他節(jié)能措施。兩家公司都會考慮到產(chǎn)品的生命周期是否對環(huán)境產(chǎn)生的影響較小來小心地選取建材。這些包括無毒產(chǎn)品,自然資源開采對當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)造成最小破壞的產(chǎn)品,還有能高效運(yùn)用原材料的機(jī)械產(chǎn)品。為了獲得他們適合的建筑材料,兩家公司都在“配額”標(biāo)準(zhǔn)上擴(kuò)大了他們對適用建材的尋找。他們使用的材料在標(biāo)準(zhǔn)的美國建材市場上無法找到,包括過剩的產(chǎn)品,廢料,甚至農(nóng)副產(chǎn)品(稻草磚)和加州公路上的廢棄物(殘缺的公路和街道標(biāo)志)。
Leger Wanaselja是一個設(shè)計公司同時也是加州伯克利的一個開發(fā)商?。這里展示的是兩個城市的內(nèi)填式開發(fā)項目,一個是多功能住房(帶街頭店面的住宅公寓),另一個是獨(dú)戶住宅。前者位于地鐵系統(tǒng)的步行距離區(qū)域,后者則有一小段車行距離——這些地點(diǎn)特地被選擇在戶主能夠減少機(jī)動車使用的地段,從而減少了碳排放量(圖14~20)。
來自Darrel DeBoer公司的(Darrel DeBoer)喜歡使用天然材料,尤其偏愛可迅速再生的材料,如稻草磚和竹子等?。這些圖片(圖21~29)展示的是兩個在加州鄉(xiāng)下的獨(dú)戶住宅。兩個房子都是用稻草磚做外墻填充材料的木構(gòu)建筑。稻草磚是特別好的絕熱材料,熱阻R值一般在35~55左右(決定于稻草磚的密度、大小和秸稈的性質(zhì))。
現(xiàn)在,美國建筑和建造業(yè)的“綠色”運(yùn)動開始進(jìn)入美國的主流文化。很多政府部門,從城市和鄉(xiāng)鎮(zhèn)到中央都對新建設(shè)和政府大樓的更新采用了LEED(能源與環(huán)境先導(dǎo)設(shè)計)準(zhǔn)則?。主要的建工組織例如美國建筑師學(xué)會、全美住房建筑商協(xié)會、總承包商協(xié)會、還有美國材料與試驗協(xié)會都有環(huán)境保護(hù)項目。如上文在戴維·艾森伯格的條例中提到的,國際規(guī)范協(xié)會正在為2012版的國際建筑規(guī)范建立一個可持續(xù)章程。
關(guān)于建筑材料,本文中描述的創(chuàng)新工程用擴(kuò)大在建設(shè)中原材料的配比和更有效地開發(fā)利用資源的方式回應(yīng)了標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)資源有限的問題。另一個需要有效使用這些原材料的重要原因是,所有建材產(chǎn)物都在它們生命周期的不同階段里對環(huán)境產(chǎn)生了負(fù)面的影響,增加了整個環(huán)境的負(fù)擔(dān)。圖30說明了一個典型的建筑材料生命周期的不同階段。
在數(shù)據(jù)中,每一欄代表了一個階段,每個連接兩個階段的箭頭代表了一次在這個生命周期階段中的環(huán)境影響?。不同的階段影響不同,但每一個階段都包含了一個或幾個如下應(yīng)該被考慮到的問題:
(1)發(fā)生在自然資源開采過程中當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的物理或化學(xué)降解。摧毀生物多樣的生態(tài)系統(tǒng)是極其糟糕的,因為它們往往不能被復(fù)制或更換?。
(2)電力能源中的能源消耗造成全球氣候變暖,臭氧層遭到破壞,及/或污霧。
(3)過量的能源消耗,尤其是不潔能源。
(4)彌散入空氣、水體,和/或者土壤的污染。這些可以在一些階段或者整個周期中發(fā)生。間接污染,如能源生產(chǎn)的廢物和排放,也應(yīng)算作其中的一部分。
(5)沒有被故意作為化學(xué)毒劑但卻被個人(如戶主)偶然地攝入的有毒成分或者隨著時間的推移成為污染物的產(chǎn)品。
(6)原材料的有效利用??裳h(huán)使用的原料被運(yùn)用于新產(chǎn)品了嗎?當(dāng)正在生產(chǎn)的產(chǎn)品的使用周期結(jié)束后能夠易于循環(huán)再利用嗎?產(chǎn)品能夠以一種高效的方式來使用原材料嗎?機(jī)械制造木結(jié)構(gòu)構(gòu)件就是一個例子。
圖17 德懷特(Dwight)街公寓室內(nèi)用作熱流量計的地板
圖18 建造中的集裝箱房子
圖19 集裝箱房子內(nèi)餐廳
圖20 集裝箱房子——餐廳、廚房以及建筑師設(shè)計的桌子
(7)缺乏耐久性且質(zhì)量低。這個問題必須和上面的第6點(diǎn)達(dá)到一個平衡。在這個問題上,沒有人希望高效的材料利用卻不能保證產(chǎn)品的耐用性。這里,我們必須自問材料和產(chǎn)品是否需要給戶主設(shè)計成功能性的、可耐用一定長時間的,從而避免增加往后必須過早更換產(chǎn)品而給環(huán)境帶來的影響?。
(8)原料的再生性能。生產(chǎn)的產(chǎn)品能夠利用可再生和正在生長的原材料(如樹木)嗎?或者是能更快再生的原材料(如竹子)??
(9)廢物處理問題。每個階段制造了多少廢棄物?在某種方式上這有問題嗎(例如,這些是污染物或者排放過量)? 這些物質(zhì)能夠重復(fù)使用或在其使用壽命結(jié)束時在別的東西上再循環(huán)使用嗎?
總體的目標(biāo)應(yīng)該是減少或完全避免這些環(huán)境影響。為了使建材達(dá)到真正的“綠色”,其生命周期的每一階段的過程中產(chǎn)生的環(huán)境影響應(yīng)理想化地完全被避免。退而求其次的辦法是把影響減少或盡可能地減小到最低。但是,如果當(dāng)一個產(chǎn)品能采用更多的可能有利于環(huán)境的戰(zhàn)略時,卻只采用一兩個,是不能接受的。在美國,后一種狀況被稱為“漂綠”(Green Wash),即將自己的產(chǎn)品標(biāo)榜為“綠色”,但卻只是以象征性的姿態(tài)去消解環(huán)境的影響。
我在這里對于建材在建筑使用中的評估還想再說明一點(diǎn)。我已經(jīng)闡明了每種建材都會產(chǎn)生環(huán)境影響,這種狀況讓建筑師處于一個左右為難的境地。他們?nèi)绾螞Q定為他們的建筑選擇哪一種產(chǎn)品呢?他們?nèi)绾螌⒁环N材料的環(huán)境影響與另一種材料比較,尤其是他們還是不一樣的(就像蘋果和橘子)?目前(迄今)沒有徹底解決這一難題的方法。我目前的建議是在選擇材料時考慮和權(quán)衡下列問題:
(1)帶來的環(huán)境影響有多嚴(yán)重?會造成死亡或慢性疾病,例如排放的毒物會引發(fā)疾病嗎?
(2)帶來的生態(tài)影響是何種程度上的不可逆轉(zhuǎn),或者有技術(shù)補(bǔ)救的方法嗎?它會永久性地破壞一些在多樣性的生態(tài)系統(tǒng)中迄今未知的但也許將來會成為人類救命藥的基因材料——就像在形態(tài)豐富的生態(tài)系統(tǒng)伐木或采礦那樣嗎?或者還是有一種補(bǔ)救技術(shù)能夠減小影響,就像可以清除重金屬的廢棄物處理過程那樣?
(3)這個環(huán)境影響會有多廣?它會造成從一個洲蔓延到另一個洲的空氣污染嗎?它會造成整個水體污染或者只是污染當(dāng)?shù)氐乃h(huán)境呢?
(4)這個環(huán)境影響會持續(xù)多久?這個問題是否會關(guān)系到留存上千年的核電站廢棄物還是會關(guān)系到把無毒性的石膏墻板廢料轉(zhuǎn)化為農(nóng)業(yè)肥料的成分?
筆者想再增加一個注意事項。當(dāng)為了環(huán)境利益的一個新目標(biāo)而對原材料的使用進(jìn)行重要改變時,去考慮其它潛在的影響是很重要的,包括對社會的影響。在幾年前的美國,有人開發(fā)了一種以玉米為原料讓燃油和塑料代替汽油的技術(shù)。這不管是在環(huán)境保護(hù)方面還是在消除我們對石油的依賴方面,都被看成是一個巨大的進(jìn)步。然而,意外的后果是玉米的價格火箭般地飛速上漲,在拉丁美洲很大一部分的貧窮人口購買不起他們的主食了。美國這項創(chuàng)新的發(fā)起人關(guān)閉了這個項目,并且開始在其它方向上尋找解決辦法,避免給窮人帶來這么大的麻煩。
最后,讓我們再回到那張從太空上看地球的圖片。從根本上講,這是唯一可計量的配給系統(tǒng)?,F(xiàn)在的環(huán)境保護(hù)工程和建筑評估系統(tǒng)都邁出了第一步,并獲得了很大的進(jìn)步,但是我們也認(rèn)識到,要達(dá)到必須達(dá)到的目標(biāo),以上這些工作還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。因此,我們還要繼續(xù)改進(jìn)我們現(xiàn)已完成的工作,我們還有很多可運(yùn)用新概念、新發(fā)明的空間。即使“可持續(xù)”這個詞現(xiàn)在在美國建造業(yè)的環(huán)保文獻(xiàn)里隨處可見, 但事實是我們還不能做到真正的“可持續(xù)”。我們使用資源(還不僅是能源)的方式是不可能持續(xù)下去的。實際上,這里這個我們可執(zhí)行的詞是“將會”。我應(yīng)該重組我剛才所說的話,即“我們使用我們的資源的方式將不會永遠(yuǎn)持續(xù)下去的”。這需要生活在地球上的我們, 通過各種方式,盡可能地減少變革的代價和造成的痛苦,一同描繪和設(shè)計我們的明天。
圖21 曲面草磚屋竣工后室內(nèi)效果
圖22 曲面草磚屋稻草磚墻的外觀
圖23 曲面草磚屋室內(nèi)正在進(jìn)行夯土墻的抹灰
圖24 曲面草磚屋在混凝土板上鋪夯土地面
圖30 建筑材料的環(huán)境全生命周期
圖25 稻草磚房外觀
圖26 稻草磚房構(gòu)造內(nèi)部
圖27 竣工后的稻草磚房室內(nèi)效果
圖28 完工后的稻草磚房起居室
圖29 Darrel和他的父親設(shè)計并搭建的稻草磚房大門
注釋
① 筆者在本文里很多引用者撰寫的研究報告和論文,都是從網(wǎng)絡(luò)上下載的信息。其中一些機(jī)構(gòu)是非盈利的,只依靠捐助來繼續(xù)他們的工作和支付員工酬勞。他們非常慷慨地和大眾分享他們的工作,因此如果您覺得她們的工作是有用的,請給他們一些慷慨的捐助。
② 這個部分基于在2010年2月9號與Pliny Fisk的會面還有他的一些文章,有發(fā)表了的也有未發(fā)表的,他很慷慨地與我分享。Pliny和他的妻子Gail Vittori住在Texas的Austin的外圍,他們都是那里建筑潛能開發(fā)系統(tǒng)中心(www.cmpbs.org )的副主任。今年這個中心迎來了它建立35周年的紀(jì)念。
③ Steven P.Musick,《來自生硝的報告: 生硝的建材配比和使用》第二版 (Austin,CMBPS,1979)。Pliny Fisk III,《土砌體制造和施工技術(shù)》(Tucson, 第二屆土樓建筑技術(shù)區(qū)域會議上的報告, 1982年3月)。兩個出版物都能在www.cmpbs.org網(wǎng)站下載。
④ 世界上的其他國家的研究者也在進(jìn)行氧化鎂水泥的研究,但是對研究成果的歸屬有一些爭議。筆者既非這方面的化學(xué)專家,也沒有卷入爭議,不想在這里評論那些出版物。因此,為了更深入的閱讀,推薦Shi Cong Kou、Chi Sun Poon和Dixon Chan的《粉煤灰替代水泥對再生骨料混凝土性能的影響》(ASCE Journal of Materials in Civil Engineering, Vol.19, No.9,September 2007, pp.709-717)。
⑤ 這個部分基于在2010年2月8號與David Easton的會面。David住在加州的Napa,在那里他和他的妻子 Cynthia Wright一同管理他們的公司Rammed Earth Works (www.rammedearthworks.com). David最新的書是《夯土房子》 (White River Junction, Vermont, Chelsea Green Publishing, 2007)。
⑥ 在美國,建筑官員是一些政府雇員,他們和建筑師、建造承包商和業(yè)主有密切的合作,以緊密管理建筑的設(shè)計和建造,確保它們達(dá)到所有規(guī)定的建筑標(biāo)準(zhǔn)、建筑條例,還有其他的政府規(guī)范。
⑦ 這個部分是基于2010年2月和 David Eisenberg的郵件交流。 David住在Arizona的Tucson。他是美國適宜技術(shù)開發(fā)中心執(zhí)行主任(DCAT, www.dcat.net) 和美國綠色建筑委員會的建筑守則委員會的主席。DCAT 出版了一套DVD《小行星上的建筑規(guī)范》,可以在網(wǎng)上找到。
⑧ David Eisenberg, Robert Done, 和 Loretta Ishida, 《打破障礙:建立綠色建筑守則的挑戰(zhàn)和解決策略》(Tucson, DCAT, 2002)??蓮膚ww.dcat.net/resources/breaking_down_barriers.pdf網(wǎng)站下載。
⑨ David Eisenberg和Sonja Persram,還有Katie Spataro和Jason F.McLennan, 《法規(guī),條例和體制障礙對住宅的影響》(Seattle, Cascadia Region Green Building Council presentation, July 28, 2009.)可以從www.dcat.net/about_dcat/Cascadia_Code_Report_Eisenberg_Persram.pdf網(wǎng)站下載。
⑩ Bruce King是加州Sausalito生態(tài)建筑網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)始人 (www.ecobuildnetwork.org)。他最新的作品是《草磚建筑設(shè)計:藝術(shù)的王國》 (San Rafael, California: Green Building Press, 2006)。
? 這些包括了Austin草磚條例,Boulder草磚條例,加州草磚條例,Tucson/Pima草磚條例,Tucson/Pima土樓條例. 它們都能從www.dcat.net/resources網(wǎng)站下載。
? 參見ICC官方網(wǎng)站 www.iccsafe.org/cs/IGCC/Pages/default.aspx新提出的第一稿國際綠色建筑法已經(jīng)在網(wǎng)站上發(fā)布為大眾瀏覽和評論,截止至2010年3月。
? 參見 www.astm.org/SNEWS/APRIL_2004/meadows_apr04.html
? Leger/ Wanaselja 是位于加州Berkeley的一個設(shè)計和開發(fā)公司 (www.greendwellings.com )。Cate Leger 和 Karl Wanaselja 在San Francisco的海灣地區(qū)設(shè)計住宅、商業(yè)建筑和研究機(jī)構(gòu)建筑。Karl在東海灣大多數(shù)的垃圾經(jīng)銷商和廢物回收商中享有盛名。
? Darrel DeBoer Architects是一個位于加州El Sobrante的公司,靠近San Francisco(www.deboerarchitects.com)。Darrel熱衷于能在未來將竹子作為建材,并且開始種植自己的竹林。他的第一本書《竹構(gòu)建筑和文化》可以從www.deboerarchitects.com網(wǎng)站下載PDF版本。他最新的書《竹構(gòu)建筑要點(diǎn)》可以在www.blurb.com網(wǎng)站找到。
? 了解更多關(guān)于綠色建筑評估體系的信息,參見美國綠色建筑委員會網(wǎng)站www.usgbc.org
? 這也有一個重要社會因素,就是關(guān)于材料生命周期階段的參與者或可以說是對材料做出反應(yīng)者。這超出了本文的范圍,但我想指出它們是存在的。例如,我們應(yīng)該考慮毒氣擴(kuò)散對工廠里正在進(jìn)行原料加工的工人,包括對這些工人家庭的經(jīng)濟(jì)和社會影響。
? 在很多案例中,重要的生物遺傳物質(zhì)永遠(yuǎn)地丟失了。例如,當(dāng)幾年前藥物研究人員回到了一個南美的森林去尋找一個早先顯示能夠入藥的植物的更多的標(biāo)本,但森林已經(jīng)被砍伐,再也找不到更多的標(biāo)本了。
? 重要的是要認(rèn)識到,不同的建筑構(gòu)件有不同的壽命。結(jié)構(gòu)構(gòu)件、屋頂和墻體外維護(hù),還有基礎(chǔ),當(dāng)然應(yīng)該享有最長的壽命。建筑內(nèi),諸如廚柜和浴室此類往往和建筑物的壽命一樣長。在任何情況下,他們絕對應(yīng)該比地毯或室內(nèi)陳設(shè)享有更長的壽命。地毯或室內(nèi)陳設(shè)平均每7年左右就應(yīng)該更換一次(在商業(yè)建筑),以保持建筑外觀鮮亮和風(fēng)格入時。
? 應(yīng)該認(rèn)識到有一種區(qū)別存在于可再生材料(具有再生潛力)和一個實際上正在更新材料。
如無特別標(biāo)注,所有圖片均由Leger Wanaselja所攝