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水泥可以成为一种(更加)可持续的材料

水泥可以成为一种(更加)可持续的材料 - 主图
Centro de Interpretação do Românico / spaceworkers. Image © Fernando Guerra | FG+SG

“如果水泥行业是一个国家,它将会是世界上第三大二氧化碳排放国,大约有28亿吨,仅次于中国和美国。”露西 罗杰斯(Lucy Rodgers)在BBC关于混凝土生态足迹的报告中提到的这段话非常令人震惊。每年会生产超过40亿吨水泥,约占全球二氧化碳排放量的8%,是世界上制造最多的产品——混凝土的一个关键要素。给大家一个概念,世界上每人每年生产约半吨的混凝土,将足以建造11000座帝国大厦。面对这些巨大的数字,有什么办法可以减少这种影响吗?

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绿色屋顶,第五立面的可能性

研究者们确信巴比伦空中花园是绿色屋顶的第一批实践。尽管巴比伦空中花园并没有任何证据显示它的确切所在地,其建筑结构也罕有文字记载,但广为流传的是,巴比伦王尼布甲尼撒二世建造了一系列悬空、递升的露台,上面布置了各类动物,并将它作为礼物赠送给了思念波斯故土森林及山岭的妻子。Wolf Schneider 认为,巴比伦空中花园底下采用砖石拱顶支撑,在该架构下方的遮荫围墙则通过在美索不达米亚平原(即如今的伊拉克)上的花园内的人工灌溉系统进行冷却,由此可让内部温度相较于外部更低。自那时以来,绿色屋顶的案例就已在全世界范围内呈现,无论是从罗马再到北欧,还是不同气候和风格,都有绿色屋顶的身影。

然而,将植被嵌入到屋顶中,仍在遭受着大众怀疑的眼光,因为他们认为绿色屋顶不仅成本高昂,也难以维护。而其他人则认为昂贵的建造成本可以很快从空调费用中抵消掉,尤其是对占据建筑第五个立面的植被而言,更是一种合理途径。但总而言之,问题仍然是绿色屋顶如何帮助我们应对气候变化。

在3D打印中混合本地材料的可能性

用冰块盖庇护所是生活在地球最北端的因纽特人代代相传的艺术。圆形的平面、入口通道、出风口和冰块形成一个结构,内部产生的热量融化表面的雪层并密封缝隙,提高了冰的隔热性。在暴风雪中,冰屋的建成与否可以是生与死的区别,也许这就是使用当地材料、少量工具和大量知识进行建造的最具代表性的例子。在这种情况下,冰就是你所拥有的全部。

利用丰富的资源和当地劳动力是可持续建筑的关键概念,然而在其他环境下复制解决方案时,这些概念往往被忽视。随着新的需求和技术发展,建筑材料和施工技术的全球化,本地材料是否还有存在的空间?更具体的,就3D打印建筑来说,我们是否注定只能用混凝土来建造它们?

建筑材料中的隐含能源以及如何计算

人类的所有活动均影响着环境。而各类活动的影响程度不一。根据联合国环境组织(UNEP)的研究,高达30%的温室气体排放来自建筑行业。诸如采矿,加工,运输,工业处理以及化学产品的化合作用均会导致CO2,CH4,N2O,O3,卤化物及水蒸气的释放。当这类气体释放至大气,它们会吸收一部分的太阳射线并以辐射的形式将其再散射到大气中,使得全球升温。随着这类气体每日的大量释放,其在大气层中所占比例增加,导致太阳辐射能量进入大气层并被保留下来。如今,这个“气体层”已经变得很厚重并使人类开始经受严重的后果,例如荒漠化、冰川消融、水资源匮乏、更频繁剧烈的暴雨、飓风和洪水,改变了生态系统并减少了生物的多样性。

作为建筑师,减少我们的建筑所导致的碳排放是应考虑的重要问题之一。因此,能够对其测量、定量、定性是一个良好的开端。

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4D打印?智能材料搭配增材建造

在我们仍尝试熟悉3D打印或增材建造的可能性和上限时,我们的词汇表中已经出现了一个新的词语:4D打印。4D打印与数字化制造技术3D打印并无太大不同,只不过多包含了一个新的维度:瞬时。也就是说,4D打印基于受外界刺激的内在特性,可以让曾经需要准备的打印材料在当下自动进行调整、转换和移动。

麻省理工学院自组装实验室研究员,Skylar Tibbits与Stratasys和Autodesk一同合作将该概念推广开来。尽管4D打印尚且是一项新兴技术,但它有望结合生物打印在建筑、基础设施、汽车和航空乃至医疗保健等众多领域中得以运用。

数字化木工:使用CNC数控技术创建结构、家具和表皮

数字化木工:使用CNC数控技术创建结构、家具和表皮 - Image 13 of 4数字化木工:使用CNC数控技术创建结构、家具和表皮 - Image 14 of 4数字化木工:使用CNC数控技术创建结构、家具和表皮 - Image 15 of 4数字化木工:使用CNC数控技术创建结构、家具和表皮 - Image 16 of 4数字化木工:使用CNC数控技术创建结构、家具和表皮 - 更多图片+ 18

数字制作工具进一步加速了建筑设计和渲染的自动化。3D 打印机、装配机器人和激光切割机等工具完善了设计和施工过程,在优化资源、提高精度和加强过程控制方面至关重要。

在木工行业,最常用的数字化生产工具是铣床或CNC(计算机数控)刨槽机。这些工具利用 2D 矢量绘图和 3D 模型,将它们编码为机器遵循和执行的指令。通过这个从数字档案(通常使用统称为 AutoCad 的设计软件创建)为开始的流程,铣床和 CNC 路由器可以快速、精确地切割木材,生产准备组装的部件。

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如何合理地设计圆形平面

通常,当人们想到建筑时,浮现在脑海中的往往都是矩形的结构——至少都是正交的平面和分明的棱角,而绝不是圆形的平面。我们在生活中很少见到圆形平面的建筑,这一定程度上是由于失败的平面排布会导致空间浪费和尴尬的室内空间组织,特别是如果家具和电器都是矩形的话。然而,精心设计的圆形平面也能产生奇特的效果,创造出非同寻常的空间特征,满足一系列美学和功能需求,同时对现有的材料规格提出挑战。在下文中,我们展示了18座圆形平面的建筑,进一步探讨它们多样的设计策略。

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朦胧表皮,如何使用聚碳酸酯板?

半透明聚碳酸酯板(Translucent polycarbonate panels)是一种兼具独特美学特征和功能性能的建筑材料。这种材料将为建筑立面增添深度和色彩,并能够满足广泛的效能需求,诸如隔热、抗紫外线能力等等。Rodeca是当前处于领先地位的聚碳酸酯板制造商,提供高质量的产品,在颜色、透明度水平、处理、型材、尺寸、连接系统等方面具有高度的可定制性。下面是这些众多选项的详细清单,并附有图表和安装步骤。本文还将讨论一些成功利用聚碳酸酯板立面的案例,在这些案例中,设计师在可用的选项中做出了恰当的选择,充分利用了聚碳酸酯板固有的美学品质,补充并优化了他们的设计。

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拆除之后的生命:大规模生产木材的循环使用与可拆卸式设计

第一届式年迁宫于690年在日本三重县举行。它由一系列持续8年的仪式组成,从为建造新伊势神社而砍伐树木的仪式开始,最后由神宫神父移动神镜(天照大神的一种象征)到新神社结束。每20年,一座与现在的神社完全相同规模的新的神圣宫殿被建在与主圣所毗邻的土地上。式年迁宫与神道教对宇宙周期性死亡和更新的信仰联系在一起,同时也是人们世代传递古代木材建筑技术的一种方式。

创建一个有截止日的建筑的想法并不常见。事实上,一个结构的使用寿命往往很少被考虑到。当被拆除后,这些材料会去哪里?它们会被在垃圾填埋场处理,还是会在新项目中重新使用?有某些施工方法和材料可以使这一过程更容易。另一些方法则由于多种因素,使重新利用难以实施。

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砌体结构:原理与使用

砌体结构是一种结构体系,建筑墙体承担了结构功能,砌体单元的排列方式使其能够自承重和承重。荷载通过墙体均衡传递到基础上,然后传递到土层。

将砖、石或砌块层叠起来,以黏合剂(砂浆)和钢筋(对墙体力学性能有重大影响)连接,通过不同规格起到抗力作用。

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电网之外,离群建筑指南

任何生活在大城市的人都可能梦想着搬到其他与世隔绝的地方,在树丛或荒凉的海滩上居住。在新冠疫情和无休止的几个月的隔离期间,更多的人可能也有同样的想法。然而,尽管这可能看起来浪漫且有诱惑力,但生活在大自然深处也有一些需要面对的实际挑战。很少有人会放弃他们习惯的舒适生活,比如打开水龙头流出的淡水或给手机充电。如果这个地方实际上是偏远的,它可能没有电、饮用水、天然气、污水或固体废物收集系统。但是,仍然有几种可能性,可以在荒无人烟的情况下过上舒适的生活。有哪些解决方案可以实现这一点,一个建筑项目如何能够提供舒适的离群生活?

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被动设计的独特美学:3个穿孔立面的案例研究

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穿孔墙板提供了多种好处:它们可以为任何立面提供被动通风、遮阳和独特美学效果。以 Dri-Design公司为例,该公司专门生产可定制和可持续的金属墙板,穿孔板可以按照各种规格生产,包括不同的颜色、材料、大小、纹理、形状和穿孔风格。Dri-Design 的镂空成像系列甚至允许建筑师通过改变穿孔的大小、位置和密度,将图像应用到他们的立面上。

下面,根据每个板的规格和建筑的整体美学效果,我们分析了三个使用不同穿孔板的建筑案例。

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不再浪费,10个经济介入建筑项目

循环经济体系旨在消除废弃和达成资源的可持续利用。循环经济超越了目前“获取-制造-废弃”的采掘工业模式,旨在重新定义增长,关注全社会的积极效益。它需要我们逐步将经济活动与消耗有限的资源分离开,并尝试将废弃物从系统中除外。在向可再生能源过渡的背景下,循环模式建立了经济、自然和社会资本。

它基于三个原则:

  • 设计不产生废弃物和污染
  • 产品和材料充分使用
  • 自然系统再生

材料的适用性和属性,让建筑变得更好

惊艳的灯光,闪亮的漆面,翠绿的树木,以及位置适当的人物,似乎是一个典型的优秀建筑形象的完美配景,然而,这样的背景并不总与现实环境相符。我们习惯于把效果图看作是未来使用中的建筑的蓝图,这样做是为了向客户推销或者说服他们相信一个项目的价值。但是,如果渲染图像也能帮助我们理解建筑物的某些部分的结构、系统和功能,那又会怎样呢?我们采访了两位专业人士,他们完成的图像既美丽又具有解释性。

如何让未来大都市变得智能?

城市的概念扎根在人类的历史当中,以至于我们几乎不会质问自己为什么我们会生活在城市当中,或者我们聚集在城市中生活的理由是什么?Ciro Pirondi,一个巴西建筑师指出,我们之所以生活在城市,是因为我们我们希望与人交流,正如Paulo Mendes da Rocha 所说,城市是最伟大的建筑作品。城市是一个人类建造的世界。城市包含了无数的相关联系,重写本和所有关联的故事集,成就以及过失。

自2007年起,土地资源几乎被城市占领。到2050年,居住在城市的人口将会达到70%。在接下来的几年,居民超过一千万的大都市人口数值将会成倍增加,这些城市主要集中在亚洲和非洲,通常是一些发展中国家。城市的发展催化了一系列不可避免的与可持续性和气候变化相关的问题。同时,也引出了关于城市能否提供居民合理的生活质量的疑问,和在不理想的状况下,如何使城市繁荣发展?如何使城市空间受益于人口,反之亦然?同时老旧城市中心将会转型升级,城市次级区域将会需要新的家园和公共设施,和充足的基础设施。这些举措如何帮助城市中心变得更加智能?使用已经可行的技术帮助居民受益,用一个创意高效的方式?

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桑拿房建造细节,9个小型木构建筑案例

桑拿房建筑类型十分有趣,从中我们可以得到高效空间与简洁之美的启发。桑拿房是一种具有明确功能性的基本建构类型,用于适应不同程度的高温湿热的环境。蒸桑拿促进释放身体毒素,改善血液循环。此外,桑拿房也被广泛用于寒冷气候、亲近自然和邻水的环境之中。

为了实现其功能,桑拿房通常作为密闭空间,包含一系列不同尺寸的内部长椅,以及一处温度需达到80 - 90°C的热源,必要时还需包括一个用于疏散烟雾的烟囱。木材是蒸桑拿的最佳材料,在大多数情况下使用当地材料较为得宜,保持其质朴外观和自然纹理。下文我们将展示9个由建筑师设计的桑拿浴室案例,包括部分建造细节。

自然、技术、艺术与建筑相结合的新型材料探索

水生植物莲(Nelumbo nucifera)俗称荷花,具有一种特殊的性能。它的叶子是自清洁的,或者说是超疏水的。意味着没有灰尘或水的颗粒附着在其叶子上,这对于生长在潮湿、泥泞环境中的植物格外有用。然而,这种性能并非源自其绝对光滑的表面或叶子上的树脂层。事实上,荷花表面布满了细小的褶皱,这些褶皱缩小了其表面的接触面积,从而阻挡了所有试图粘附于其表面的粒子。纳米技术专家已经对莲花的这种超疏水性能进行了研究,以便将其应用到人工产品如地面、油漆、织物和瓷砖等的自洁中。尽管目前这种自洁效应看起来微不足道,但当我们联想到清洁摩天大楼立面玻璃所耗费的巨大资源,或是太阳能电池板上由灰尘导致的光伏发电量减少时,就能感受到疏水表面将会带来的无限可能。

 

数十亿年来,大自然进行了无数次适应性演化。随着新型技术被不断应用于建筑业等领域,人类开始逐渐理解这种适应性演化的价值。当科学家、生物学家、工程师、建筑师等各专业人士联合起来,以共情和尊重的态度关注自然界的方方面面时,也许会发现意想不到的惊喜。

材料前沿|塑料可完全回收?

塑料是一种不可思议的材料。它所面临的最大问题是我们如何使用它并如何将其消解于自然界之中。而这也正是创建塑料博物馆的初衷:展示塑料在我们的生活中所发挥的至关重要的作用,以及探究其再利用和再循环供给的可能性。该博物馆于5月8日在马德里开放,不仅仅包含塑料,而且一座完全由这种材料制成的建筑。通过内部展示的文物,例如用于医疗保健、交流、建筑、食物和可持续能源汽车等各个领域的制品,参观者将全面且正确地了解使用塑料可为我们生活所提供的基本功能。