未來綠色建筑

建筑業是世界上最大的環境污染源頭之一。我們該如何建造更優質、更可持續，同時價格更低的房屋？

建筑業讓人類爬下樹，走出洞。從巍峨的古埃及金字塔、溫馨的下薩克森州聯排住宅、莊嚴的古希臘神廟，到實用的捷克地下車庫，建筑形式多樣、風格迥異。建筑業不僅塑造了羅馬和洛杉磯這樣的城市，也成就了教堂、兵營、泰姬陵、斯圖加特火車總站、弗里茨拉爾的木架房屋以及迪拜828米高的哈利法塔等標志性建筑。簡而言之，建筑很難一概而論，任何認為這一開場白過于夸張的人，可能都低估了建筑業涉及的規模。

建造一棟包含大約50套公寓、每套70平方米的建筑，按照常規標準，需要消耗近2600噸混凝土、1800噸磚塊、500噸灰泥和砂漿、約180噸鋼材和100噸地面材料。此外，還需約80噸屋頂瓦片、60噸木材以及分別20噸的保溫材料、瓷磚、石膏，塑料、鋁、銅和玻璃等材料的數量也均以噸計。

德國近1/3的原鋼都被用于建筑行業，全球每年開采多達500億噸沙礫。蘇黎世聯邦理工學院的數據顯示，全球每年生產約40億噸水泥（混凝土的主要成分），至今已經使用了6000億噸混凝土。每生產一噸水泥，就要釋放半噸二氧化碳。

問題不僅僅在于水泥。直到最近，幾乎所有進入建筑行業的材料，最后都會變成建筑廢料和垃圾。當住宅樓在七八十年后、功能性建筑和倉庫在40年后需要拆除時，我們或許能從廢墟中回收銅線，但大部分材料通常會被直接送往垃圾填埋場。

然而，情況正在發生改變，碎石、石塊和玻璃碎片等建筑材料的回收率正在上升，但拆除現場仍有大量本可以再利用的建筑材料流向垃圾填埋場。德國每年產生的建筑垃圾超過2億噸，占德國全部垃圾量的一半以上。

未來會怎樣呢？正如能源行業和汽車行業一樣，建筑行業也在經歷一場劃時代的變革。循環經濟、城市礦業、存量建筑、全新建筑類型……這些概念代表著我們對未來建筑和城市的創新愿景。它們能否轉化為現實，將決定我們能否實現可持續發展的未來。

| 革新 |

44歲的斯特芬·澤德爾來自海德堡，是迪索咨詢公司的首席執行官。該公司專注為大型建筑項目提供復雜的規劃和項目管理服務。近年來，公司業績持續攀升，營收已接近10億歐元（1歐元約等于7.6元人民幣，10億歐元約合人民幣76億元），客戶群、項目規模、國際業務以及員工人數都在穩步增長。公司目前擁有近7000名員工，分布在全球63個辦公地點。

在迪索咨詢公司，傳統的辦公室概念已被顛覆。員工們在寬敞明亮、擺放著高品質辦公家具的空間中自由移動，工作團隊常常在咖啡吧或休息區聚集討論，而需要安靜環境的員工則可以選擇隔音的獨立艙或會議室。

澤德爾也不需要固定的辦公室。他在路上閱讀，在家中學習，而在公司總部，他更重視的是交流、會面以及走廊上的即興對話激發的創意。

迪索咨詢公司的辦公地點分布在多座宏偉的建筑中，這些建筑見證了公司多年來的成長歷程。常有建筑師、工程師等專業人士來此參觀，他們對那些看似不符合建筑法規的未完工樓梯間、裸露一側管道的開放式天花板以及面向快速道路的薄型特殊外墻感到驚嘆。

“可持續性對我們至關重要，”澤德爾強調道，“創新領導力是我們公司文化的核心。”在接待處上方的夾層中，設有一個展廳，展示著具有高生態價值的建筑和保溫材料。精美的展盒里陳列著可食用、可堆肥的紡織品樣本，以及無毒塑料、回收的混凝土部件、建筑木材和泥土展品。

迪索咨詢公司致力于展示，如今在許多領域都存在比符合德國工業標準的傳統產品更優的解決方案。優質替代材料的細分市場正在崛起，這也對單一價格標準提出了挑戰。如果一種建筑材料會持續釋放有毒物質，那么所謂的“便宜”又有何意義？如果一種材料雖然初始采購成本較高，但可以無限重復使用，那么它為何還被認為太過昂貴呢？

| 循環經濟 |

循環經濟是一種旨在延長材料和產品生命周期的生產和消費模式，倡導共享、租賃、再利用、修復、翻新和回收。其核心理念是構建一個無垃圾的世界，讓物質循環流轉，無需廢棄。關鍵在于重新組織我們的生活，使得從磚塊到塑料，從木板到混凝土，所有物質都能在循環中流動。

然而，對于許多人來說，這一概念仍然難以想象，因為他們對技術可行性缺乏了解，并且受到傳統觀念的束縛。在德國，循環經濟的理念逐漸延伸到社會大眾層面，花費了相當長的時間。荷蘭已經開展了數十年的“從搖籃到搖籃”項目，基于循環經濟先驅邁克爾·布勞恩加特和威廉·麥克唐納的理念進行建筑設計和生產。而在德國，許多人甚至無法正確拼寫這些術語。

“從搖籃到搖籃”，而非走向墳墓，作為一個理念，已經存在了近40年。布勞恩加特在1987年創立了環境產品生態學研究所，這是一家專門分析和認證產品與材料的公司，兼具智庫和咨詢的功能。2019年，該研究所成為迪索咨詢公司的一部分。

環境產品生態學研究所的任務是深入理解哪些材料適合用于新建筑，并在設計之初就考慮到這些材料在未來生命周期中的可再利用性。研究所的執行董事彼得·梅斯勒及其團隊專注于為建筑創建“循環護照”，分析并記錄建筑材料的“健康狀況”和來源，評估它們的可分離性與拆解性，以及整個建筑在建造和運營過程中的碳足跡等。

那些尋求環境產品生態學研究所最高認證的制造商必須公開其整個供應鏈，并提供所有可能使用的化學品配方。梅斯勒說：“我們會追溯到最初的源頭。”越來越多的公司愿意這樣做，這不僅出于善意，也因為它帶來了商業機會。

如今，循環經濟的原則比以往任何時候都更加重要，因為生態上正確的做法與經濟上必要的做法正逐漸融合。建筑行業面臨嚴重的供應問題，全球性短缺導致價格上漲，例如石膏就比以前貴得多，建筑用沙子和各種礦石骨料也都變得緊缺。

窗戶、門、冬季花園和外墻制造商——總部位于比勒費爾德的旭格國際集團，正積極投身于從建筑物中回收鋁材的大規模投資項目。與此同時，全球領先的建筑材料供應商海德堡水泥集團已經開始收購拆除公司，旨在回收利用數十億噸已使用的混凝土。未來的城市將成為新的“石材開采場”。

| 城市采礦 |

城市采礦是一種新興的資源管理方式，專注于從人類活動產生的廢棄物中提取可再利用的二次原材料。這一概念的提出，標志著我們對城市中老化建筑物的看法發生了根本性轉變。曾經被視為財政負擔和環境問題的舊建筑，如今被看作潛在的寶貴資源。

城市的資源開采時代已經開啟。那些古老的大型建筑群、風化的高樓和停車樓、廢棄的工廠，甚至整個街區，正被當作材料倉庫進行管理。例如，海德堡啟動了一項雄心勃勃的重建計劃，目標是翻修、改建并部分重新規劃帕特里克·亨利村現有的3600套住房。這個項目規模宏大，占地110公頃。它展示了如何從建筑項目本身“開采”出翻修所需的建筑材料——主要通過現場拆除舊零件來實現。舊建筑成為新建筑的材料倉庫，有助于減少建筑行業的資源消耗和廢棄物總量，降低二氧化碳排放量。

海德堡市長尤爾根·奧茲茨克提出了一個宏偉的目標：推行“零廢棄”建筑項目，徹底消除將建筑垃圾運往垃圾填埋場的需求。盡管這一目標可能難以完全實現，但“城市采礦”概念的引入無疑將大大減少建筑廢棄物的產生，推動建筑行業向非掠奪性開發模式轉型，促進物質循環的閉合，并有望終結“消費即丟棄”的社會模式。

這一轉型的實現得益于慕尼黑工業大學博士生馬蒂亞斯·海因里希的研究。海因里希在他的博士論文中制定了一套基本規則，用于確定建筑在不同階段所使用的材料，以及后續翻修時新增的材料，從而估算出可回收再利用的材料總量。

海因里希的研究不僅翻閱了大量檔案，挖掘了海量統計數據，還將特定建筑材料的供應量與垃圾填埋場的廢料量進行關聯分析，計算出建筑和翻修各階段的材料使用量，并將這些數據轉化為三維模型。他的方法論為記錄建筑物的“物質流動”提供了新工具。

在慕尼黑–弗賴哈姆地區，海因里希成功地將2401棟單戶和多戶住宅按“建筑材料類別”進行拆解分析，總計涉及220萬噸建筑材料。他發現，這些建筑中有5%是金屬，總量約11萬噸，市場價值約2000萬歐元（約合人民幣1.5億元），其中銅線就有419噸。此外，有48%是混凝土，24%是磚石。

城市采礦完全可行，也是因為近年來資源回收和再利用技術取得了驚人的進步。現代分揀設備能以極高的精準度分離石材，回收廢棄混凝土的骨料損失率控制在5%到20%之間，利用磁選機從建筑廢料中提取金屬已成為常規操作，傳感器技術也被廣泛應用于回收特殊材料。

優質塑料可以通過化學方法分解到分子水平，然后重新組合，保持其可再利用性。回收混凝土的性能幾乎與新混凝土相當，而理想情況下，已使用的塑料管道不會隨時間推移而劣化，其性能幾乎與新生產的材料無異。

這種轉變也影響了我們的語言和思維方式。不再是產品變成廢物，然后通過復雜過程變回產品，而是有價值的舊材料被分離、清潔并重新利用。海因里希強調：“這是一個范式的轉變——我們不再將廢物視為需要處理的對象。”在建筑領域，沒有廢物，也沒有垃圾，我們所討論的都是極其耐用的原材料和產品。

| 存量建筑改造 |

存量建筑改造指對現有建筑實施保持和提升其價值的措施。在德國，自建房屋的觀念根深蒂固，很多人認為獨棟別墅象征著理想化和夢幻般的生活。特別是在柏林墻倒塌后，西柏林周邊迅速擴展，很快形成了一條龐大的“脂肪腰帶”。新的住宅區相繼出現，變成了一個展示各式樣板房的“世博會”：木屋與包豪斯風格的立方體住宅毗鄰而建，造型奇特的巫師小屋與實用主義的單層別墅并肩而立。

許多地方政府放棄了高質量的規劃和美學考量，轉而追求轄區內住房建設的速度，以期增加未來的稅費收入。根據德國聯邦統計局的數據，德國約1900萬座住宅建筑中近80%為獨棟或雙拼住宅，東西德之間幾乎沒有差異。沒有人關心獨棟住宅的生態足跡遠高于多戶住宅的事實，任何想贏得選舉的政黨也不會對此提出異議。即使是在柏林、漢堡、不來梅這樣的城市州，獨棟和雙拼住宅依然是主流居住形式，占據了整個住宅市場的2/3。

“從搖籃到搖籃”理論的倡導者布勞恩加特喜歡引用一句非洲諺語：“撫養一個孩子需要一個村莊，而不是一個四面圍欄的小花園。”這一理念在瑞士的“特立”項目中得到了充分體現。該項目的建設者們認為，與獨自生活在孤立的小房子中相比，多人共同居住在大型或超大型住宅中更有益于身心健康。

1971年，建筑師兼城市規劃師漢斯·馬爾蒂與漢斯·卡斯特在瑞士阿爾高州阿勞市郊啟動了一個大型建筑項目。經過20年的建設，這里崛起了一個名為特立的新城區，包括四個巨大的建筑群，每個長250米、高50米。這些建筑內共有1258套公寓，每套公寓都設有陽臺，享有美景。整個區域通過廣闊的公園綠地相連，建筑間保持開放空間，地面無機動車通行，所有交通線路均設計在地下。這對于德國人而言或許是一場噩夢，在瑞士卻被視為建筑上的壯舉。

2024年，在7月的酷暑中，一群游客漫步在這片區域，參觀經過精心修復的建筑。澤德爾也抽時間前來，他準備在瑞士待幾天，拜訪客戶和合作伙伴。他的團隊從特立改造項目初期就負責協調、規劃，確保了項目如期完工。特立項目也許不算奇跡，但它無疑是“存量建筑改造”方面的一個杰出范例。

特立建筑群中有兩大建筑體共計581套公寓全部得到了徹底翻新，每套公寓的翻新時間僅十天。在這十天內，施工隊伍完成了多項任務：陽臺向外延伸一米、重鋪木地板和浴室瓷磚、完成節能改造、增強防火性能以及更換所有門窗。項目總施工經理克爾斯汀·斯帕萊克表示，組織25家建筑和手工業公司協同工作，就像指揮一場軍事行動。

為確保施工效率，各參與方預先構建了樣板公寓進行測試，通過視頻記錄和秒表計時不斷優化工作流程。正式施工時，每個人都清楚地知道自己何時該做什么，施工計劃通過數字化平臺共享，確保了信息透明和進度可控。整個改造過程共搬運了約1.6萬噸混凝土構件、1800塊外墻板、1200扇門以及近10公里長的陽臺護欄。

特立改造項目的成功經驗有望成為行業典范，因為類似的老建筑改造需求在歐洲各地廣泛存在。如何妥善處理那些外墻略顯斑駁、設施老化的舊房產，是一個普遍面臨的挑戰。在阿勞，這一決策權落到了安盛保險公司手中。若不及時翻新，特立住宅區很可能會加速衰敗，成為所謂的“貧民窟”，進而演變為“停滯資產”，最終甚至難逃被拆除或“城市采礦”的命運。對于如此規模的建筑群而言，這顯然不是理想的結局。因此，安盛公司決定投入1億瑞士法郎（約合人民幣8.1億元）對特立住宅區進行全面翻新和品質提升。如今，部分原有住戶已搬離，取而代之的是新入住的家庭，其中不乏年輕家庭的到來，為社區注入了新的活力。

| 建筑信息建模 |

建筑信息建模使得建筑物的所有相關數據都被數字化采集并可視化。在一個虛擬可交互的三維模型中，所有數字、尺寸和材料都以立體的形式呈現。建筑的“數字孿生體”可以在設計、建設和使用階段隨時提供詳細信息，按需展示不同的層次。

這是一項令人著迷的技術，仿佛能讓我們看到房屋的X光圖像。借助這項技術，用戶就像進入了一個建筑的“元宇宙”，可以查看管道布局、電氣線路，甚至實時監測能耗情況。建筑物因此變得更加智能，例如管道裂縫可以在破裂前被檢測到，暖氣系統的故障源也可以在問題出現時就自動報告，維修人員無需再手持工具四處排查。如果在建設柏林機場時采用了這項技術，可能只需要一半的建造時間，旅客在登機口排隊等待的情況也會大大減少。

建筑信息建模技術在城市采礦領域也展現出巨大潛力。未來，分析城區內的物質流動不再依賴冗長的學術研究，因為所有建筑元素和材料信息，包括其質量和可用性，都會在建筑信息建模中得到精確分類，而且隨時可以獲取。那么，為什么目前建筑信息建模沒有成為行業標準呢？澤德爾指出，主要是因為它的投入成本更高。

如果使用傳統的計算機輔助設計系統，建筑項目的信息技術成本僅占總成本的約1%。一旦采用建筑信息建模，這一比例就會上升到4%。雖然初期投入較高，但從長遠來看，其帶來的價值遠超成本。德國政府也認同這一點，已經創建了一個建筑信息建模門戶網站，通過數字化手段展示公共建設項目，旨在推動建筑信息建模方法在德國獲得廣泛應用。

建筑信息建模技術不僅適用于設計階段，更能覆蓋建筑物的全生命周期。迪索咨詢公司基于5000余個項目的實踐經驗表明，采用建筑信息建模的建筑在長期運營中成本更低。澤德爾提到，在新加坡，建筑信息建模已成為建筑許可申請中的強制性要求。

澤德爾反復強調這類揭示德國有多滯后的觀點，但他并非那種總是抱怨政府或認為其他人愚蠢的企業家。例如，他提到，德國在對待低能耗建筑時“如履薄冰”，而這種建筑在荷蘭早已成為標準。這在一定程度上解釋了為何荷蘭的建筑成本在2007至2017年間僅上漲了6%，而同期德國的建筑成本卻飆升了33%。

此外，澤德爾指出，瑞士在公共項目招標中往往不會單純采納最低報價。實際上，招標部門在此類項目中享有較大的自由裁量權：僅在標準化產品采購中，價格權重需超過50%；而在其他項目中，價格權重可下調至30%。這種靈活的評標機制能有效促使供應商進行更精準的成本核算。在法國，出租未做絕熱處理的公寓是違法的。而丹麥人總是通過立法決定國家級大型項目，例如2015年德國和丹麥合作的費馬恩海峽穿越工程，丹麥方面僅參照一個12頁的建筑法案就獲得了項目許可，而德國方面的規劃批準文件多達1353頁。

德國有兩萬個與建筑相關的規定，這意味著幾乎沒有人能完全掌握這些規范，而它們的數量還在不斷增加。2023年，德國標準化學會發布了2576個與建筑相關的標準，水利委員會發布了1332個標準，另有299個關于供暖和室內空氣凈化技術的標準。難道真的有人認為這些標準都是必要的嗎？

| 顛覆性技術 |

顛覆性技術是指那些能夠打斷現有技術的發展軌跡，并在相對較短的時間內取而代之或將其淘汰的創新。建筑業正迎來一場革命。不久的將來，很多墻壁和地板將重新采用夯土技術，絕緣材料將更多地使用稻草等天然材料，而建筑結構主要依賴木材和可循環材料。這并非歷史的倒退，而是創新的回歸。

建筑業正站在轉型的十字路口，正如能源和汽車行業所經歷的那樣，它不能再按照傳統的方式繼續前進。作為一個制造了全球至少一半垃圾、排放50%的溫室氣體，并以驚人的速度消耗資源的行業，建筑業理應深刻反思其行為模式。作為世界上最大的污染源之一，建筑業有責任改革其工藝，以避免在未來的某一天，我們不得不重返洞穴生活。

編輯：周丹丹