【轉載】 2024年4月1日 建築師雜誌 文/陳重仁
根據國際能源署IEA的統計,約有四成的碳排來自建築業,建築業可說是全球的溫室氣體排放大戶,而循環經濟,是降低溫室氣體排放的一個有效方式,因此建築業被歐洲許多國家列為首要轉型循環經濟的產業。然而淨零不只是談溫室氣體排放,在聯合國的永續發展目標中,還包括淨零耗能,淨零耗水與淨零廢棄物等面向,而「循環經濟」是貢獻以上各面向淨零的重要解方之一,因此,國家若要邁向淨零,循環經濟是不可跳過的一步。
聯合國統計,到2050年世界人口將上升至98億,建築物的需求將持續增加,也就是說,建築物的碳排放仍會持續增加,營建廢棄物仍會繼續產出。台灣近年來營建廢棄物的處理問題,已經讓營建業相當頭痛,因此建築物的循環減廢議題更顯重要。
國家住宅及都市更新中心於去年(2023)5月宣布,要將「循環經濟」模型導入社宅建案中,桃園市政府所蓋的社宅,也都必須導入循環經濟設計。事實上循環經濟並非新概念,各國政府為了達到「淨零碳排」的目標,已經在各產業試行循環經濟一段時間。國際金融界所定義的永續性經濟活動,包括建築物新建與修建行為,在融資時也都開始要求必須採用一定比例的回收再生材料,以降低建築物對於初級原物料的依賴。因此,建築產業作為碳排大戶,改革轉型勢在必行。
循環營建有哪些做法?
循環經濟,不只是談材料的循環再生而已,也有談軟體機制部分,例如以租代買以及共享經濟。從筆者擔任過幾個社宅建案循環經濟顧問的經驗來看,目前大都是引用國外循環經濟的理論框架,我們可以梳理一下國外的論述與經驗,從中抽離出適合台灣營建業導入的框架原則,再加上根據本土的狀況調整的做法,來形成建築業可以操作的規範,包括設計規範與施工規範,而不一定要照單全收國外的理論因此,要推動國內的循環營建,我們必須提出適合台灣市場的論述,而不是一味的引用或複製國外的理論,但不是那麼適合台灣營建市場的做法。
從設計端來說,最好建築設計開始就必須導入循環思維,除了挑選可循環建材以及提高材料的使用效率與循環度(circularity)之外,「模組化設計」、「預鑄工法」、「開放式設計」與「容易拆卸」,經過模組化設計的建材可以快速興建與容易拆卸,也有機會重複使用在不同建築上,減少營建廢棄物並提升回收率;而開放式設計則方便者修改與調整,且過程更為環保。
「容易拆卸」應該是循環設計的重點關鍵,如果建造時以濕式工法將結構體全部灌注成一體,拆除時就只能將其全部打碎,這些材料碎片混在一起時,成為混合廢棄物,不僅拆除碳排放較高,若要回收再利用代價也較高。簡單說,就是要脫離舊有設計思維「重新設計」建築物,在設計階段就要想到後續廢棄物與循環的議題。
從營建端來說,我們希望的是,建築材料一直在建築物中循環,在任何一棟建築物都行,而不流向環境,就是從建材的生產製造,就採用部分比例的回收再生成分來製造建材,當然也希望這回收成分是來自於營建廢棄物,在使用階段需要裝修時,可以嚴格控管裝修廢棄物的流向,並導向回再利用收處理,在建築物生命週期結束後,在拆除時,實施營建廢棄物分類管理,也一樣是嚴格控管營建廢棄物的流向,並導向回再利用收處理,最後這些回到建築資源回收場的營建廢棄物,可以被處理成可以製造建材的原料,以供建材製造商使用,做為製造新建材的回收再生成分,這樣讓材料一直在建築物中循環下去,成為循環建材,這也就是「搖籃到搖籃」(Cradle to Cradle)的概念,而不是傳統的思維,是搖籃到墳墓。這個源自於德國的搖籃到搖籃認證,也是目前全球最嚴謹的循環材料認證。
前面提到的循環建材做法,基本上是把建築物拆除與粉碎後的粉料,做成新的材料,這是所謂的降級再生使用,不降級使用就是把拆除下來的的建築構件保留不破壞,而使用在他處,例如早期木房子的梁柱結構拆下來,在他處使用做為梁柱或是其他建築構件,或把拆下來的實木門,做為桌板使用,這就是不降級使用,這樣比較能夠保留材料的殘存價值,但是若是做為現代的新建建築材料,因為設計跟性能有關的專業簽證,建築物的主要構造基本上不太可能這樣使用,只能用在室內裝修材料,所以符合必要性能規格的含回收再生成分的新建材,比較適合用在新建建築上。
其實,循環營建也可以透過保留建築結構體來達到,這也就是延長建築物使用壽命的概念,讓建築物主結構體一直保留在原來建築物上,一直到完全無法再使用,再拆除成為其他建材的原料,繼續循環。因為建築物結構體的碳排佔50%以上的比例,所以這也是非常低碳的做法。
一棟建築物中可再利用的構件,可以運用數位化系統,將各循環材料的構件、成分、價值等資訊分類建檔,或寫入BIM資料庫,以便在未來拆解時,可以依循找出可回收再利用材料的紀錄,或媒合他處可用之建材,也就是「建材履歷」或「建材護照」的概念。換句話說,我們把建材置入一棟新建建築物的這個動作,就如同把建材「存」進建築物,把建築物當成一個銀行,這就是歐盟從2015年開始資助實驗的「建材銀行」概念,建築物生命週期結束之後建材可以取出做交易。我們都市中的每一棟建築物,其實都是建材銀行,從物質流循環的角度來看,應該需要多加利用!
許多建材仍需要仰賴「礦山」,何不從城市挖礦?
我們都知道,許多傳統建材的原料來源,都是從大地開採而來的,這裡說的主要是無機類建材,當然植物性建材不算,使用植物性建材並不會對地球環境造成不良影響,反而有正面固碳作用。然而取用大地資源做為原物料的建材,如果最後變成廢棄物而無法循環,將對環境造成負擔,也會導致地球資源耗竭。
因為建材通常用量很大,所以需要原料充足的「礦山」來支持,然而現在回收再生建材的技術也越來越進步,將營建廢棄物妥善分類處理後,可以成為多種建材的部分或全部原料,而營建廢棄物,包含裝修廢棄物,通常來自於城市,若可以成為建材原料,那就是所謂的「城市挖礦」(urban mining)了,若城市挖礦做得徹底,便有機會讓建材一直留在建築物中循環,而成為零排放、零廢棄的循環建材,以確保地球有限的資源能以循環再生、永續方式被使用。
但這邊有個前提,就是法令上對於營建廢物的回收管理辦法必須做調整,以提高營建廢棄物的回收再利用比例,形成「封閉式的回收機制」,例如環境部擬定的,以回收為導向的拆除執照與室內裝修許可審查機制,甚至是提供誘因讓材料製造商自己回收成為自己可用的原料。另外是建材系統要容易拆解,這樣可以減少拆除時所要花費的力氣與成本,提高回收誘因,這要回到設計源頭去探討。
建築產業也需要「營建廢棄物中和」
營建廢棄物中和的概念,跟碳中和與塑膠中和基本上是一樣的,是一種抵換平衡(offset & balance)的概念,即一個工地產出多少營建廢棄物,就至少必須使用多少的回收再生建材。然而絕對零廢的概念應該是產出多少的廢棄物,這些廢棄物100%都必須被回收再利用,也就是沒有廢棄物,嚴格說來,連生產建材所產生的廢棄物都要被追蹤,只是這樣的條件短期之內要達到非常困難,就如同絕對零碳排放是很難達到的一樣,因此採用「抵換平衡」的做法,是比較容易推行的。
營建廢棄物中和公式:
營建廢棄物產出量 – 所使用的回收再生建材量 ≦ 0
一個工地大約產出多少廢棄物,已經有許多學術單位做過研究統計並發表論文,成果也被環保主管機關引用做為營建工地申報廢棄物產生量的依據,大致是根據建築構造類型與面積,乘以一個廢棄物產出量系數(噸/平米),便可得出該工地的營建廢棄物產出量,新建與拆除的算法都有。
何不考慮「循環建材權」
根據調查,台灣的營建工地採用回收再生成分建材佔總建材用量比例,平均大約10%左右,若在綠建築規範裡下點功夫,例如落實LEED認證的使用回收再生建材得分要求,實務上可以拉高到30%,故採用回收再生建材比例是可以事先規劃的。
因此,在建築設計階段便可預估營建廢棄物產出量,有了廢棄物產出量的數據,便可在設計階段規劃使用相當於產出量的回收再生建材,這樣,就有機會可以實現理論上的營建廢棄物中和,若能以BIM工具來輔助,應可輕易計算。
循環經濟是一個經濟議題,需要好的商業模式,單是建築的循環就需要許多產業共同參與,若能搭配好的商業模式,將更容易推行與創造商機,就如同「碳權」與「再生能源憑證」機制,可以轉移買賣,便帶動了減碳商機,這機制以「容積移轉」來比喻,我們建築界的讀者就應該比較容易了解,這是一種非常聰明的作法,僅靠無形「資訊」的轉換,就可以解決實體上的問題,並達成讓利害關係人獲利,與環境獲益的目的。
所以也許我們也可以考慮制定「循環建材權」,去定義含回收再生成分的建材具有多少的有價「循環建材權」,讓循環建材的價值,除了本身的價格之外,還能再加上「循環建材權」的價值,以解決以往循環建材因為較貴,以及無強制要求而乏人問津的窘境,並可以讓使用較多循環建材的工地,可以將多的「循環建材權」賣給循環建材使用不足的工地,這樣必能吸引營造廠多使用循環建材,也能鼓勵建材業者,研發更多循環建材產品,來降低整體營建業的碳排,並有效減少流向環境的營建廢棄物;這也將改變建築師的設計思維,讓建築設計朝向零廢棄物產出的方向邁進。
根據艾倫.麥克阿瑟基金會(Ellen MacArthur Foundation)估算,營建產業若能以循環經濟的邏輯來改變設計思維、設計及使用的方式,到了2050年,有機會減少38%來自建材生產及建造的碳排,而2050年後則有機會減少56%的碳排。
循環經濟相關商業模式
跟建築業比較相關的循環經濟商業模式中,除了常見的家俱與設備租賃外,現在也有「租光」、「租溫度」、「共享」等創新商業模式,以提升材料設備的使用率(Utilization),觀念是使用者不必擁有設備或材料本身,所需要的是其功能或服務,由廠商依消費者需求,出租設備及承擔修繕維護責任,廠商在降低修繕維護成本的目的下,勢必會提供效能及品質更佳的產品,以提升使用年限,減少浪費,增加獲利。前面提到的「循環建材權」,也算是一種可以應用在建築業的創新商業模式,只是目前尚未有前例,也許社宅建案可以嘗試。
這邊要強調的是,若這循環無法讓每一方都有「獲利」或「獲益」,是循環不動的!所以,談循環營建,不能不談商業模式。目前蓬勃發展的綠能產業,除了仰賴政府的配套政策之外,不也都是由創新商業模式帶動起來的嗎?
結論
綜合以上的觀點與論述,最後整理出筆者認為台灣建築業可以走的循環營建大原則,這些原則包括:提倡循環式建築系統設計、提升回收再生建材比例、封閉式的廢棄物回收系統、建立建材銀行與建材護照制度、建立營建廢棄物中和抵換機制,以及設備以租代買等。
初期項目不宜過多,最好重點放在探討與物質流相關,或管理物質流相關的循環議題即可,因為跟建築設計與施工較直接相關,以避免推動上有太大的阻礙,同時培養循環營建相關服務廠商,之後再看實施的狀況,做滾動式調整與擴大範圍,期許在不就的未來,台灣的循環建築產業可以如綠能產業一樣蓬勃發展。
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