可持续建造：为什么建造一个更美好的世界对企业更有利
2020年建筑业现状
建筑业正处于两难境地。一方面是全球城镇化和人口增长对建筑业提出的巨大需求：自2007年以来，全球已有一半以上的人口居住在城市；到2030年，这一数字预计将上升到60%。
为了满足人类日益增长的需求，预计到2060年，全球建筑面积将有2300亿平方米的惊人增长。（换句话说，这就像在今后的40年中每个月建造一个纽约市。）
另一方面，人们日益担忧的气候变化与自然资源的减少也给建筑公司带来了巨大的压力，它们不得不采取更为环保的建造方式，以减少对环境的影响。
据保守估计，建筑业使用的材料占到全球自然资源开采量的30%以上，它们产生的固体垃圾占比四分之一。（如果考虑到建筑工地使用的砂子和骨料，这一数字将超过50%。）建筑业也是全球最大的排放源之一：根据世界绿色建筑委员会（World Green Building Council）的数据，建筑物的建造和运营占全球能源使用量的36%，在与能源相关的二氧化碳排放量中，占比39%。
这将建筑业置于一个困难的境地：它不得不满足急剧增长的建筑需求，而同时，由于地球有限的资源被逐渐耗尽，它还要满足全球对高性能（甚至净零碳）绿色建筑不断增长的需求。
不过，也有好的消息。由于建筑环境对地球的健康具有重大影响，绿色建筑倡议可以显著地促进全球在可持续性方面的努力。
对于富有远见的建筑商来说，这些挑战就是机遇。现在是时候把可持续建造实践视为价值提升，而不是成本或时间上的负担了。通过智慧的方式去实施时，这些实践将有利于环境和公司的财务表现。
可持续建造意味着什么？
美国国家环境保护局将可持续建造定义为“在建筑物的整个生命周期中，从选址到设计、建造、运营、维护、翻修和拆除，创造结构和使用过程均对环境负责并节约资源的做法”。可持续性概念的核心是关心自然环境的复原力和影响自然环境的实践。
但是，可持续性问题已经扩展到社区健康、社会公平和财富分配，而建筑业能够对所有这些领域产生重大影响。随着世界趋于城镇化，这些目标将会更进一步地交织在一起。
可持续建造为什么很重要？
要了解可持续建造的重要性，请先从大局思考，真正的大局。佛罗里达大学鲍威尔建筑与环境中心主任Charles Kibert说：“如果您关注气候变化，我认为建筑行业和由此所产生的建筑物占了问题的60%。”Kibert是Cross Creek倡议的共同创始人，该倡议旨在将可持续发展的原则纳入到建筑业中。他还是绿色建筑倡议董事会成员，并著有Sustainable Construction: Green Building Design and Delivery（《可持续建造：绿色建造的设计与交付》）（英文已出第四版）。
Kibert说，造成气候变化的温室气体有很大一部分与建筑环境有关：资源开采、材料制造、建筑物的运营以及为建筑物布局和规划提供服务的交通运输系统。
评估可持续商业实践的影响
可持续商业的实践始于对建筑商的真正责任范围的考虑。“长期以来，为了使企业更可持续发展，每当考虑以科学为基础的目标时我们就会想到这样的问题：‘我们的碳足迹是多少？我们的影响是积极的还是消极的？以及如何根据我们的市场份额来管理碳排放这样的问题？’”欧特克公司工程建设行业可持续发展战略经理Michael Floyd说道。“但我们很容易忽略的一个问题是，‘基于我们所能控制的事物，我们能产生什么样的最大积极影响？’”
例如，建筑公司在测量自己的碳足迹时，已经习惯于专注自己的运营。但Floyd认为，总承包商一般可以通过采购选择来达到最大的碳减排。他说：“这是该行业近年来真正的觉醒。例如，总承包商经常测量工地消耗了多少柴油，这很重要。但是，鉴于气候变化的紧迫性，他们是否意识到，仅仅选择更合适的材料就可以大大减少项目固有的碳排放？恐怕不会，但这种做法只需改变建筑范式，尤其是当那些低碳选择的成本与替代物的成本大致相同的时候。 ”
探索可持续建造的方法
可持续建造方法涵盖了许多P字母打头的词语：产品、实践、流程和政策。可持续建造方法始于项目的设计阶段，并一直贯彻到运营阶段。下面有六种这样的方法，以及如何将它们整合到施工阶段。
1. 精益建造
精益建造是一种协作式的项目交付方式，在运作过程中，所有利益相关者共同努力优化项目，并尽可能减少浪费。
在一定程度上，精益建造和可持续建造是同一事物的两个方面：可持续建造和精益建造都致力于通过减少浪费来有效利用资源。精益建设的目标是在短期内减少所有形式的浪费（不仅仅是材料），而可持续建造的环境问题则是长期的，但它们都旨在有效利用宝贵的资源；系统整合方法有助于降低隐性成本，同时产生更可持续的结果。
由于精益建造具有减少缺陷的净效应，它能够减少材料的浪费，使用较少的资产和资源，并且施工对环境的影响较小。当BAM爱尔兰工程与建筑公司受委托在爱尔兰建造七个新的法院大楼时，为了按时完成项目，团队采用了精益建造原则：BAM 爱尔兰不是以某个人为利益相关者“推进”施工进度，而是实施了“拉动”总承包商、设计团队和分包商的规划流程。每个专业都参加了规划会议，从交付日期开始倒退安排工作，调整各种活动以避免或解决可能的问题。
这种沟通效率也提高了施工效率：BAM爱尔兰公司表示，其拉动式规划流程（与生产规划和供应链管理结合）做到了材料和组件的及时交付，避免供应物资在现场受到损坏，从而减少了浪费。
“从交付的角度来看，我们希望更好地协调设计师和供应链发布的信息，以避免现场发生冲突和其他问题，”BAM爱尔兰的数字建造经理Michael O’Brien说道。“其中一个结果就牵涉到可持续性的问题。”
2. 预加工、模块化及工业化建造
有“预加工女王”之称的欧特克公司工业化建造战略与推广主管Amy Marks认为，以制造的思维方式来进行设计和建造对于缓解生态系统的压力至关重要。“如果不致力于工业化建造，包括预加工和为制造与装配的配套设计原则，我认为我们是无法满足未来世界的基础设施需求的，”Marks说道。
- 使用较少的自然资源
- 减少污染
- 优化材料的使用
施工现场具有更安全的工作条件，减少了运营能耗，而异地建造则对社区造成最少的影响。
总部位于加利福尼亚温莎镇的BamCore公司正致力将住宅和低层商业建筑的建造方式实现工业化。该公司使用可持续采伐的竹材作为定制设计的空心墙结构木料系统的核心元素，以及数据驱动的数字化施工工具，快速高效地在工地安装墙板。
对于每个项目，BamCore都会在自己的工厂设计并开发一套定制的竹木加工混合板。每个面板都经过切割以适合相邻的面板，并已预先切割以便于安装每个门、窗户、电灯开关和插座。面板上标有序列号，以确保精确的安装顺序。在制造过程中可以添加颜色编码的线条，表明每条电线和管道的位置。然后，BamCore将完整的成套面板交付给工地。
在施工现场，团队成员可以通过移动设备访问项目的3D 动画模型。BamCore与开发商合作创建了一个将数字建模转换为动画的应用程序。团队成员可以很容易地按照动画制作顺序进行操作，并查看从第一个面板到最后一个面板的整个构造顺序。预加工和数字建造工具的使用缩短了BamCore的建造时间，减少了错误和浪费，并降低了成本，从而证明工业化建造可以对可持续性产生显著的影响。
在建造中应用DfMA流程
DfMA，即面向制造和装配的设计，这是一种设计方法，它通过一组设计选择和原则来进行预加工和优化。采用DfMA流程使预加工更加容易。它还可以实现从“项目”到“产品”思维方式的转变。这种产品化可以减少设计和施工中的浪费。设计人员可以将更多的时间花在项目的复杂元素上，与此同时，现场产生的建筑垃圾减少，现场物流改善，需要运输到现场的材料也少于从前。一般情况下，估计有25%的建筑材料最终会进入垃圾填埋场，因此DfMA减少了浪费，使预加工具有巨大的绿色潜力。
3. 可持续的建筑材料
可持续建筑材料的各种性能令人叹为观止：从温暖而有触感的大型木材（一种近乎完美的工业化建筑材料），到竹制结构的雕刻曲线，再到将整棵树作为结构柱的独具匠心，衍生式设计使可持续的混凝土结构变得更加坚固和轻巧。
在施工现场之外，建筑商也更多地从上游采购阶段开始寻找可持续解决方案。“绿色建筑项目团队正在向材料和产品供应商施加压力，要他们证明自己的产品对环境影响不大，”Kibert说道。“为此，目前有不少单位都在制定与绿色建筑运动息息相关的种种标准。如果你是一个项目团队，通常就必须要证明你的产品是可回收利用的，具有可回收的成分，并且影响很小。最近，对产品的审查已不仅仅局限于环境问题，还包括了公司所造成的社会效应。”
Kibert说，目前有两组材料标准正在形成趋势：一组是环保产品声明（EPDs），另外一组是更新的多属性标准或MASs。EPDs是对产品的寿命周期进行的评估。“在EPDs框架内，本着透明的精神提出了五到六个包括气候变化在内的标准，”Kibert说道。“EPDs涵盖标准的一个典型例子是产品的碳足迹。以地毯为例，对于每个作为对比的品牌，它会提供生产每平方米地毯的碳含量。”
另一方面，MASs则针对非常特定的产品类别，并获得UL和FM等标准组织的认证。Kibert说：“这是要制定一项标准，声明该产品在环境、经济和社会标准的可持续发展范围内，以及在这些标准内的不同水平都满足了指定的要求。”
“最近，为自己的产品出具EPDs声明的公司数目在以惊人的速度增加。”他接着说道。“原因在于，项目团队要求获得这些文件，因为像Green Globes和LEED这些绿色建筑评级系统的认证前提是获得EPDs。这一领域已经取得了长足的进展，但仍然缺乏一个健全的决策系统，因此无法提供一条对特定产品进行EPDs比较的路线图。”
4. 减碳工具
现在是解决建筑材料导致碳排放问题的关键时期。由于各行业的共同努力，开放、免费的减碳工具和碳计算工具开始使这一过程更加透明。
但这需要建筑材料制造商进行一些自我审查。Floyd说：“他们必须委托有关机构对其产品进行评估。然后，这些数据应该以易于使用和浏览的方式发布。你希望采购团队会说，‘我需要具有这种抗压强度、这种坍落度和固化时间的混凝土。我需要在距离工地160公里的范围内得到它。’他们需要能够很快地调出所有符合这些要求的产品，并根据隐含碳排放量对它们进行排列。”
隐含碳排放量计算器（EC3）
在包括全球建筑公司Skanska、欧特克等在内的合作伙伴联盟的支持下，建筑透明组织最近推出了建筑物隐含碳排放量计算器（EC3），这是一个用于揭示建筑材料中隐含碳排放量的免费开放式平台。
EC3工具从经过第三方验证的EPDs中提取数据，对可用材料的碳强度进行比较，即使是一般的从业人员也能快速地针对碳含量作出采购决定。
Floyd说：“一旦这些数据触手可得，专业人员就可以开启变革性的过程。这就是EC3改变游戏规则的原因。它非常出色地集中了所有数据，对于那些希望数据库能够显示自己产品的制造商，它为他们的低碳材料创新和产品寿命周期评估创造了动力。”例如，在华盛顿州雷德蒙德为微软公司新建占地约两平方公里的新园区时，Skanska能够在不增加成本的情况下减少了30%的含碳量。
5. 循环建筑
循环建筑经济着眼于设计和建造，旨在最大程度地减少和重复使用资源，并对资源进行回收。尽管设计是模型的核心，但建筑商可以通过减少采购、废料收集、现有材料回收和再利用以及购买旧的和可回收的材料及产品，而不至于浪费建筑材料和拆除的材料。
“循环与总承包商的角色有关，因为它与采购有关，与你如何管理现场可能要拆除或拆解的任何物资有关，而你是在现场指导这些物料流通的，”Floyd说。“它还与记录最终的结果有关，使这些材料在资产寿命结束时更加容易和低价地回收，从而有效地提高了这些内在材料的未来价值。”
6. BIM与可持续建造
尽管BIM（建筑信息模型）主要与设计和前期施工相关，但它使项目寿命周期的每个阶段受益。BIM流程引入了许多效率，以至于使用BIM总是可以减少建筑项目对环境的影响。
复杂的4D 和 5D BIM 项目整合了进度安排和成本/物料估算，确保了更高效地管理变更订单。（6D BIM支持设施管理，其重点是通过能源分析和建模实现可持续发展。）BIM和寿命周期评估也可以整合在一起，以便对建筑元素的环境影响进行自动评估。
以中国建筑第八工程局有限公司（简称中建八局）为例，该公司在天津建造了高达530米的超级摩天大楼，天津周大福金融中心。为了获得酒店豪华内饰的LEED金奖认证，中建八局在可持续的结构中使用了2,000种材料。该团队使用BIM和预制结构精确地根据图纸制造组件，从而避免了材料浪费，并且无需在现场切割材料。
Floyd说：“在人们真正采用了BIM之后，项目将运行得更加顺利，因此他们所犯的错误将更少。他们可以减少废物的产生和碳排放影响。而且他们还能符合预算；工地会更安全。所有这些好事都会发生。”
满足当下与未来可持续建造的需要
我们看到了无可辩驳的事实：地球上的资源有限，人口却在不断增长，对可持续建造的需求也越来越迫切，以至于联合国通过“可持续发展目标”（UNSDG）来领导变革，呼吁所有国家采取行动，通过促进经济增长和解决包括教育、卫生、社会保障和就业机会在内的一系列社会需求的战略来实现更可持续的未来，同时应对气候变化和环境保护。
说到底，采用可持续的建筑技术可以为建筑公司及其客户做好应对未来的准备。“您可以通过消除将来遭受惩罚的风险来保证客户的未来发展，”Kibert说。“然后将要发生的是，在经受了气候变化的所有影响之后，地球上的状况将严重恶化。飓风和其他风暴将变得更加频繁和剧烈，并造成巨大破坏。粮食供应将受到影响，大多数海洋生物将会消失。也许在这个时候，世界各国政府可能会制定严厉的政策，对那些造成气候变化的企业处以巨额罚款。相比之下，那些已经学会对环境造成较小影响，生产对环境影响较少的产品和建筑的企业将在这样的未来蓬勃发展。”
随着越来越多的利益相关者对可持续建造的需求做出响应，学习曲线将变得更加轻松，外围流程将成为最佳实践。“世界各地的社区都在开始意识到这一点，因此负责任的企业具有更多的业务优势，”Kibert说道。“大学毕业的年轻人，也就是我们想雇用的，今后成为领导者和管理者的年轻人希望投身于自己引以为傲的公司，因为这些公司在做正确的选择，它们的核心价值里有可持续发展和环境保护。”