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營建

全球有 50% 以上的天然資源皆用於建築業,其溫室氣體排放佔全球的 37%。​在歐洲,營建產業更是能資源耗用及廢棄物產生的大戶:50% 的原生物料、50% 能源、30% 水的耗用、產生 30% 廢棄物,並且是 40% 的碳排來源。但依目前的設計方式,僅有 3-4% 的營建廢棄物能回到建築物本身再使用。因此包含荷、法等國的國家循環經濟政策都將建築業列為首要轉型產業。

全球一半以上天然資源用於建築業,造成了全球近四成的碳足跡

根據聯合國統計,2050 年世界總人口將會達到 98 億人,2/3 預估將居住於城市中,建築物的需求將大量增加,如何使用地球提供的有限能資源支持生活環境,將是非常重要的議題。導入循環經濟將能有效的減少建築營建業的能資源耗用,且透過循環設計保有材料在未來的再使用性,讓材料都能被循環使用。同時,循環經濟也是營建產業升級的新契機。

「循環經濟就像打麻將,上家不要的牌,可能就是下家要的。」 —— 張榮吉,台糖土地開發處處長

建築是許多部件的組合體,囊括了結構、外裝、機電、管線系統甚至家具家電,這些部件各自擁有不同的生命週期,若無善加規劃,到拆除階段時,各種層次的構件混合在一起,只好以破壞式拆除,形成大量營建廢棄物若建築物能夠從設計開始,保持最大的彈性,並妥善拆除應用到下一棟建築,每一份材料便不再是需要「折舊」的耗材,而能成為公司的「資產」,尤其在資源短缺的未來,資產更有機會升值。

循環建築以邁向零廢棄、零排放、零事故為目標,考量建築或工程的全生命週期,將物質資源、水資源與能源規劃為可回復、可再生的機制,將每份資源、能源做最適宜的運用。

如九典建築師事務所的郭英釗建築師所言:「每棟建築物都應該像有機體。」透過預鑄、模組化、可拆解的設計,就能在建築物生命週期結束或用途改變時,讓建築有替換部件、維修、增加部件的空間,大幅度地保有建材的價值,成為下一棟建築的材料。我們可以將一棟建築物的層次,依不同長度的生命週期層次展開:

  • 建築主體結構:主體結構的壽命生命週期五十年,百年以上案例並也不少見。建築物消耗大量資源,因此既有建築的結構應以延長壽命為主、而新建物則需減量設計、採用預鑄、模組化的結構以增加未來的再使用率。
  • 外裝系統:保護建築物的外層構件,外牆、門窗、屋頂等,生命週期約二十年至三十年,風吹、雨淋、日曬等氣候條件,會直接透過外裝系統影響建築物的耐候性與興建後的能源耗用。
  • 機電與管線系統:空調、電氣、給排水等機電設備與管線配置,生命週期約二十至三十年,是使用者需求較易變動的系統,將管線配置明管化有利於維修與更換調整。如將生命週期短的管線放在生命週期長的牆面裡,管線不易修繕或更換,導致漏水便會縮短牆面壽命。由於效能會隨時間改變,若採行服務化的商業模式,可保持使用高品質的設備。
  • 隔間裝修系統:內牆、隔間、天花板、地坪裝修等與使用者最相關的層次,生命週期約十年到二十年,常因使用者需求變動而調整,採用模組化的建材,增加可變動性,也保有再使用的機會。
  • 家具設備:家具、照明、家電、廚房設備等可移動的物件,一般來說,生命週期較短,可透過採用產品服務化的商業模式,享有高品質的設備且不需擔負維修責任。
落實建築各層次的循環策略,讓建築物像有機體般生長。圖片來源:循環台灣基金會

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全球 37% 的溫室氣體排放量來自於建築物的建造與使用:建築用電排放占比 27%,建材則佔 10%。倘若僅探究建築使用過程如何節能,將大大低估透過資源循環有效降低建材製造、運輸過程排放量,甚至透過循環策略促進能源使用效率的潛力。

艾倫.麥克阿瑟基金會估算,營建產業如果能以循環經濟的思維來翻轉設計、生產、使用的方式,營建業對於鋼鐵、鋁、水泥和塑膠的需求將會減少。到了 2050 年,有機會減少約 38% 來自建材加工、建造的排放量,並且因為建築的壽命延長,2050年之後可進一步減少 56% 的碳排。

減少材料浪費 (每年 12 億公噸二氧化碳排放)

  • 建築設計的浪費 (每年10億公噸二氧化碳排放)
    建築常有規格超標的情形,導致使用的材料通常會高於實際需要的數量。比方說欲達到同等結構強度,只需目前水泥使用量的 50-60%。若能減少混凝土中水泥的比例或是建築中的混凝土比例,便能減少製造水泥所產生的溫室氣體排放。透過減少規格超標、改善設計、使用高強度材料,都能減少對材料的需求,避免浪費。
    (案例: 環生方舟)
  • 建造、裝修、拆除的浪費 (每年2億公噸二氧化碳排放)
    建造、裝修、拆除過程所產生的營建廢棄物約佔所有城市廢棄物的 40%。透過預鑄 (prefabricate) 建築單元、異地建造 (off-site construction)、3D列印等方式,能減少材料需求及廢棄物,同時降低生產成本及廢棄物處理費。例如將模組化的施工轉移到受控制的場域進行,不僅可增加產品品質、提高生產力,還能大幅減少廢棄物產生,相比於現場施工,約能減少 90% 的廢棄物。
    (案例: 台中花博荷蘭館)

改變商業模式 (每年 3 億公噸二氧化碳排放)

  • 建築物的利用率通常很低。以歐洲為例,即便在上班時間也有 60% 的辦公空間處於閒置狀態,而在英國,則有 49% 的家庭至少有2間房間處於閒置狀態。基於循環經濟產品服務化的商業模式,如 P2P 的租借、共享辦公室...等,可以提高建築物、空間和設備的使用率,減少閒置的資源。
    (案例: 沙崙循環住宅漾拓國際的燈光服務) (延伸閱讀: 藏在地毯裡的「循環商機」)

重複使用建築材料 (每年 3 億公噸二氧化碳排放)

建材回收利用 (水泥回收再利用,減少 3 億公噸二氧化碳排放)

  • 營建材料回收再利用的過程,比原生材料的製造過程減少約 40-70% 碳排。因此須積極設計可拆卸及利於高價值循環的材料、增加回收的量體,以及增加再生料的品質等。相較於鋼鐵的回收利用已經相當成熟,水泥和塑膠則尚待發展,若將水泥回收再利用,每年可以減少 3 億公噸二氧化碳排放。

延長建築壽命 (2050年後每年10億公噸二氧化碳排放)

  • 一般建築的壽命可達 50-100 年,然而多數建築往往在 20-30 年便因為居住需求的改變,又不具備改變的彈性,而失去經濟價值。因此若能導入模組化、彈性及耐用設計,同時讓使用者方便維修、翻新,便能延長建築及建材的使用壽命。據估計,模組化設計能讓約 80% 的材料被再利用。且延長使用壽命的減碳效益可擴展到 2050 年之後,持續為全球貢獻約每年 10 億公噸的減碳量。

20 萬戶社宅,帶動營建產業邁向循環低碳轉型

台灣住商部門溫室氣體排放量占全體排放量近 20%,既有建築物的高能耗使得住商部門碳排放高居不下,僅次於製造部門 ,是達到 2025 年溫室氣體減排目標,降幅需求最大的部門。

台灣 8 年增加 20 萬戶社會住宅的政策已進入第二階段。未來幾年,政府將興建近 7 萬戶的社宅。如既往的線性興建方式,近 7 萬戶的建造相當於耗用地球 1,250 萬噸的資源,約 17 棟台北101的重量,將來製造等同 1,250 萬噸的廢棄物。相反的,內政部若運用社宅推動循環建築,能在滿足居住正義的同時,減少營建廢棄物造成的外部危害,呼應淨零排放的政策。並成為帶動台灣營建以及百行百業轉型的火車頭。

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打造建築物的「數位分身」

營建業發展多年的建築資訊模型技術 ( Building Information Modeling,BIM) 能夠為建築物建立完整的材料護照,讓每一份建材的履歷與狀態被清楚定位,成為這棟建築物的數位分身。我們就可以將建築物視為建材暫時存放處,當建築物達成任務後,能夠把建材歸還或提供下一棟建築物使用,如同一個「建材銀行」。

發展在地低碳建材

台灣的營建業長期依賴鋼筋混凝土(RC),每年消耗超過一千萬噸水泥 。然而水泥及鋼鐵皆是高碳排的產業,因應未來的環境趨勢,我們應該重新思考整個建材產業的未來。除了水泥業除了正努力增加原料替代率外,像歐洲也已在大力發展回收水泥的技術,大幅減少原物料的使用。

除此之外,由於營建技術的發展,已有許多低碳建材可供選擇。例如選用在地人工林的國產材,木材的生長過程中吸收二氧化碳,更能減少因進口運送產生的碳排放;其他如竹材、甚至蕈類做成的建材都有許多創新的研發。再生綠建材的選擇眾多,如以回收玻璃製成的發泡輕質磚,或以石材邊材製成的建材,需要有更多設計師及建築師投入,以創新的角度賦予再生建材的新生。

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