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Artikel

Dekonstruktionsentwurf, BRE Modulares Ausstellungshaus

Anonim

Dieser Artikel wurde von Kathryn Adams, Principal Consultant bei BRE, verfasst. Es erschien ursprünglich in --BRE Buzz am 16. Dezember 2015, Design for Deconstruction: Fallstudie: Modular Show House Construction.

Einführung

Diese Fallstudie verwendet eine neue Methode, um das Dekonstruktionspotenzial neuer Gebäudeeigenschaften zu bewerten. Die Fallstudie und die Methodik wurden vom BRE Trust finanziert, um Architekten, Planer und Bauunternehmer für das Potenzial von Design for Deconstruction (DfD) zu sensibilisieren, nachhaltigere Gebäude zu schaffen und bessere Dekonstruktionsergebnisse zu erzielen.

Dieses modulare Ausstellungshaus wurde vorgefertigt und in vier praktisch vormontierten Pods vor Ort montiert. Die Hülsen wurden in Nordirland unter Fabrikbedingungen montiert. Es ist im Hinblick auf Energie-, Wasser- und Abfallvermeidung sowohl im Baugewerbe als auch im Bereich der Beschäftigung ressourcenschonend ausgelegt. Operativ erfordert es einen minimalen Energieeintrag und maximiert den Einsatz erneuerbarer Energien.

Es ist beabsichtigt, dass das Ausstellungshaus einen Standard setzt, der als Modell für ein kostengünstiges, schlankes Bauhaus, das außerhalb des Standorts vorgefertigt ist, repliziert werden kann und daher ressourcenschonende Prinzipien bei der Gestaltung von Wohnungen fördert. Es war beabsichtigt, die Einheiten zu verlagern, und so wurden die Module unter Berücksichtigung der Dekonstruktionsprinzipien zusammengestellt, wobei der Schwerpunkt auf Demontage und der Verwendung eines Stahlrahmens liegt.

Beschreibung des Gebäudes

Der modulare Aufbau und Bauprozess ermöglicht eine sehr kurze Bauzeit bei minimalem Bauschutt. Die beiden Bodenkapseln haben in ihre Bodenkassetten eingebaute Stahlträger, die mit einem Stahlrost und Stubensäulen punktgeschweißt werden, die mechanisch mit den Stahlbetonunterlagen verbunden sind.

Die oberen Hülsen sitzen einfach auf den unteren Einheiten und werden durch ihr Eigengewicht an Ort und Stelle gehalten. Es gibt keine unabhängigen Verbindungen, was die Demontage wesentlich vereinfacht. Die Services wurden vor Ort zusammen mit den verbleibenden installierten Inneneinrichtungen angeschlossen.

Die wichtigsten Elemente für das Showhaus sind.

  • Rahmen: Teilweise Stahlrahmen zur Verstärkung der übergroßen Bodenkapseln und Unterstützung beim späteren Rückbau.
  • Fundament: Fundamente aus Betonkissen.
  • Außenwände: Strukturisolierte Paneele (SIPS).
  • Erdgeschoss, Obergeschoss und Decke: Vorgefertigte, isolierte Kassetten.
  • Fassaden: Wiederhergestellte Steinblöcke, Kalkputz und Lärchenholz aus lokaler Erzeugung.
  • Bodenbeläge: Teppichfliesen, Keramikfliesen, Nut- und Federleistenboden aus Hartholz.
  • Fenster und Türen: Fachwerk-Fachwerk, Dreifachverglasung, Low-E-Glas, furnierte Brandschutztüren.
  • Sanitärkeramik: Keramik-Doppelspül-WC; Spüle mit Wasserhähnen mit geringem Durchfluss; Nasszelle mit Keramikfliesen, Stahlbad.
  • Dienstleistungen: Alle Luftmechanischen Wärmerückgewinnungssysteme, Luftwärmepumpe, Photovoltaik-Module und Holzpelletofen.
  • Ausstattung und Ausstattung: Einbauküchenelemente aus Spanplatten, darunter Schränke, Türen, Dekorplatten, Gesimse, Blenden und Sockel. Küchenarbeitsplatten aus recycelten Kaffeetassen mit Griffen aus Edelstahl und Einbauschränken mit lackierten Kammerschränken.
  • Stahltreppe und Balustraden.

DfD-Bewertung

Anhand der verfügbaren Konstruktionszeichnungen wurde eine Bewertung vorgenommen, um das Dekonstruktionspotenzial basierend auf der Umrissmethode zu bestimmen. Dabei wurden folgende Punkte / Kriterien untersucht:

  • Projektdokumentation: Eine geeignete Projektdokumentation ist für DfD sehr wichtig. Wenn das Gebäude das Ende seines Lebens erreicht hat, sollten ausreichende Informationen zur Verfügung stehen, damit der Abrissunternehmer das Gebäude dekonstruieren und die verwendeten Komponenten und Materialien sowie deren Wiederverwendungs- und Recyclingpotenzial identifizieren kann.
  • Verbindungen: Die Verbindungen zwischen den Elementen sind ein Schlüsselfaktor für eine effektive Dekonstruktion, einschließlich des einfachen Zugriffs und des verwendeten Typs. Abrufbare mechanische Befestigungen sind vorzuziehen.
  • Zugänglichkeit: Das Hauptproblem ist, dass zu berücksichtigen ist, dass beim Entfernen von Komponenten und Elementen die umgebenden Komponenten nur minimal beschädigt werden, und wenn sie wiederverwendet werden, bleiben sie in gutem Zustand. Zu den Bereichen, in denen die Zugänglichkeit wahrscheinlich wichtiger ist, gehören Dienstleistungen, Fenster und Türen, Dach und Bodenbeläge. Diese Komponenten haben eine kürzere Lebensdauer als andere und werden als solche wahrscheinlich mehrmals ersetzt.
  • Wiederverwendungs- und Recyclingpotenzial: Die Wiederverwendung von Elementen und Komponenten ist der Wiederverwertung gemäß der Abfallhierarchie vorzuziehen und ist daher höher. Durch Wiederverwendung und Recycling werden weniger Ressourcen verwendet, wodurch Energie und Rohstoffe gespart werden.
  • Optimierung des Dekonstruktionsprozesses: Hierbei werden die potenziellen Auswirkungen auf die Belegschaft in Bezug auf die Fähigkeit, Bauteile zu erreichen und sicher zu entfernen, sowie die Anforderungen an Spezialgeräte berücksichtigt, die Kosten verursachen würden.
  • Es sollte beachtet werden, dass das Show House ohne den Nutzen von BIM oder ohne Berücksichtigung einer DfD-Methodik entworfen wurde.

Projektdokumentation

Der Beschaffungsprozess für das Ausstellungshaus war nicht standardmässig, da das Projekt durch einen Wettbewerb anstelle eines traditionellen Ausschreibungsverfahrens vergeben wurde. In diesen Wettbewerbsprozess wurde der DfD als übergeordnetes Ziel aufgenommen.

Verbindungen

Gesamtpunktzahl erreicht - 69%. Der Radargraph zeigt die maximal gewichtete Bewertung für jedes Element in Bezug auf die Verbindungskriterien und die aktuelle (tatsächliche) Bewertung. So war beispielsweise für das Dach eine maximale Punktzahl von 12 möglich; Eine Punktzahl von 5 wurde jedoch vergeben, da es eine Reihe von Verbindungen gab, die den Rückbau unterstützen würden.

Moduleinheiten (Außenwände, Innenwände und Böden)

Die 4 Pods sind aus SIP-Panels aufgebaut. Einzelne Pods werden als ganze Einheiten vor Ort geliefert, wobei die Pods mit einem teilweisen Stahlrahmen versteift sind. Das Bodenbalkengrillage befindet sich unter den Bodenkassetten und ist, wie in Abbildung 1 dargestellt, an Stahlstubensäulen geschweißt. Die oberen Pods sind nicht mit den beiden Basispods verbunden - diese sind daher für die Demontage gut geeignet. Abbildung 2 zeigt die Außenwand der Kapsel mit der Holzverkleidung. Abbildung 3 zeigt die Bodenkassette. Sowohl der mittlere Boden (Abbildung 4) als auch die Deckenkonstruktion bestehen aus isolierten modularen Bodenkassetten, die mechanisch an den externen SIP-Wandpaneelen befestigt sind, um die Dekonstruktion zu erleichtern.

Verkleidung

Eine Reihe von Verkleidungstypen wurde verwendet. Lärchenholzverkleidungsplatten werden mechanisch an behandelten Holzlatten befestigt (Details in Abbildung 5); diese konnten relativ leicht entfernt werden. Kalkputz wird als sekundäres Außenmaterial auf Außenwandplatten aufgebracht, und Steinmantelblöcke wurden mit einem proprietären Zementmörtel an den SIP-Wänden befestigt - dies wird in der Zukunft Dekonstruktionsprobleme beim Entfernen der Fassadenblöcke darstellen.

Dach

Das Mono-Pultdach wurde teilweise vor Ort aus vorgefertigten Dachstühlen mit verzinkten Bindebändern mit mechanischen Befestigungen hergestellt. Das einlagige Dach wird mechanisch mit einem Klammer- und Befestigungssystem des Herstellers auf dem Untergrund befestigt und anschließend werden alle Nähte heiß verschweißt. Das wetterfeste Membransystem besteht aus einer Dampfsperrschicht, die lose auf einem 19 mm dicken OSP-Sperrholzdeck (Oriented Strand Board) liegt, das leicht demontiert werden sollte (siehe Abbildung 6).

Bodenbeläge

Die Bodenbeläge umfassen Teppichfliesen im Umlauf und Schlafzimmerbereiche, keramische Bodenfliesen in Küche und Bad, Zunge und gerillte Hartholzböden im Wohnbereich. Die Teppichfliesen werden mit Semi-Tack-Klebstoffen verlegt. Diese könnten zur Wiederverwendung angehoben werden, ebenso wie der Parkettboden, der mit Kantenschutz verlegt und durch die Fugen geheftet wird.

Zugänglichkeit

Ergebnis erreicht: 62%

Die modularen Einheiten

In Bezug auf die Dekonstruktion wurden die Bodenniveaubehälter als semi-permanente Einheiten konstruiert, die nur begrenzt zugänglich sind, um sie von der Bodengitterrostplatte aus dem Boden zu entfernen, da sie auch mit einer temporären Schaumisolierung besprüht wurde, die den Zugang zu den Anschlüssen ermöglicht schwer.

Dienstleistungen

Das Gebäude verfügt über ein mechanisches Lüftungs- und Wärmerückgewinnungssystem (MVHR). Die Kanäle für die MVHR sind in die Bodenkassetten integriert. In ähnlicher Weise sind alle Rohrleitungen in den Bodenkassetten verborgen, mit wenigen oberflächenmontierten Kanälen. Eine begrenzte Anzahl von Wasserinstallationen ist oberflächenmontiert. Bei Undichtigkeiten kann es zu Zugangsschwierigkeiten bei Rohrleitungen und Rohrleitungen kommen, so dass Oberflächen entfernt werden müssen. Der elektrische Handtuchhalter im Bad und die Nachtspeicherheizungen sind ebenso wie der Warmwasserspeicher und der Holzschnitzelofen zugänglich. Die Fußböden, Sanitärkeramik sowie Fenster und Türen sind vollständig zugänglich.

Wiederverwendungs- und Recyclingpotenzial

Ergebnis erreicht: 60%

Wichtige Punkte für die Betrachtung:

  • Die modularen Einheiten sind für die Demontage und Wiederverwendung an anderer Stelle konzipiert. unterstützt durch die Verwendung eines Stahlrahmens. Ein Teil der Verkleidung kann durch die Demontage beeinträchtigt werden.
  • Das Pad-Fundament könnte vor Ort wiederverwendet werden. andernfalls könnten Beton und Stahl recycelt werden.
  • Die Kassetten können an anderer Stelle als Kassetten wiederverwendet werden, wenn sie beim Entfernen unbeschädigt sind. obwohl dies unwahrscheinlich ist.
  • Das Recyclingpotential der Kassettenpaneele ist begrenzt. Es wäre bei normaler Ausrüstung schwierig und zeitraubend, Bestandteile der Kassetten einschließlich der PUR-Isolierung (Polyurethan) und der Dampfsperre vom OSB zu trennen. Diese Materialien werden normalerweise nicht recycelt. Die Holzbalken konnten recycelt werden.
  • Auf dem Balkon wurde eine vollständig recycelte Terrassendiele verwendet. die an anderer Stelle vollständig wiederverwendet werden könnte.
  • Die Steinverkleidung könnte möglicherweise als Aggregat recycelt werden; während die Lärchenverkleidung vollständig wiederverwendet werden konnte.
  • Eine kleine Menge Holz von den Ständerwänden kann wiederverwendet werden, wenn es nicht zu stark mit Gipskartonplatten kontaminiert ist. Die Gipsplatte könnte recycelt werden, wenn sie nicht kontaminiert ist. Es gibt einen kleinen Markt für Bodengips als Bodennahrung oder er könnte alternativ wieder in die Gipsplattenherstellung gehen. Das Fachwerkdach ist leicht demontierbar und kann anderweitig wiederverwendet werden.
  • Die Sanitärkeramik als Ganzes ist zusammen mit den Kücheneinrichtungen je nach Zustand wiederverwendbar.
  • Die Holztüren und Fenster konnten wiederverwendet werden, ebenso wie die Teppichfliesen und der Hartholzboden, die ursprünglich aus einer recycelten Quelle stammten.
  • Es besteht die Möglichkeit, den Holzschnitzelkessel, die Speicherheizungen, den elektrischen Handtuchhalter und den Kanal, sofern zugänglich, wiederzuverwenden.

Optimierung der Dekonstruktion

Ergebnis erreicht: 72%

Das Gebäude ist abnehmbar, um die Pods voneinander trennen und an anderer Stelle wieder aufbauen zu können. Bei der Demontage der Pods ist der Schlüssel, dass spezielle Geräte zum Heben und Bewegen der Pods erforderlich sind.

Wichtige Überlegungen zur Dekonstruktion der Schoten:

  • Die SIPs benötigen spezielle Werkzeuge für die Demontage, um große Platten handhaben zu können. Zum Entfernen von Isolierungen, Nägeln und Schrauben werden andere Geräte benötigt. Ebenso könnte es von Hand schwieriger sein, die Metallstangen vom OSB zu trennen und Schrauben und Nägel von der Platte zu entfernen.
  • Die manuelle Dekonstruktion der Hülsen und Kassetten vor Ort ist möglicherweise aufgrund der Arbeitskosten, des Wertes des wiedergewonnenen Materials und der für die Dekonstruktion erforderlichen Zeit nicht kostengünstig. Der Ausschusswert für das Metall ist möglicherweise zu gering, um die Kosten für die Zerkleinerung von SIP-Paneelen durch den Spezialist und die Transportkosten zu Spezialeinrichtungen zu rezyklieren.

Armaturen und Armaturen

Die Küchenelemente sind eingebaut und bestehen aus Spanplatten mit einem Recyclinganteil von mindestens 70% und Edelstahlgriffen. Recycling ist möglich, aber die wahrscheinlichere Route besteht darin, eine Kraftstoffquelle zu werden. Die Arbeitsplatten werden aus recycelten Plastikkaffeetassen hergestellt. Alle Schranktüren sind lackiert und können erfolgreich wiederverwendet werden. Die Haupttreppe besteht aus gebrauchten Stahlprofilen mit aufgearbeiteten Stahlgeländern. Diese beiden Elemente könnten gelöst und wiederverwendet werden.

Zusammenfassung

Das Showhaus erzielte insgesamt 66% für sein DfD-Potenzial.

Das Dekonstruktions- und Verbindungskriterium wurde am höchsten und die Zugänglichkeit am niedrigsten bewertet. Das Ausstellungshaus punktete hinsichtlich der möglichen Wiederverwendung der Schoten als komplette Einheiten. Weniger gut bewertet wurde es jedoch, wenn die Schoten demontiert und die Materialien und Komponenten wiederverwendet werden sollten. Elemente, die ein größeres Potenzial für DfD hatten, sind Fenster und Türen, Dach, Bodenbeläge und Sanitärkeramik. Sie sind zugänglich und haben ein gutes Wiederverwendungs- / Recyclingpotenzial. Der Zugang ist ein Problem für die Rohrleitungen, die meistens in den Kassetten eingeschlossen sind. Die Hülsen, die voneinander getrennt und an anderer Stelle wiederverwendet werden sollen, können aufgrund des Spritzschaums, der die Punktschweißverbindungen zum Bodengitter aus Stahlrost bedeckt, Probleme für die Dekonstruktion darstellen. Die folgenden Ausgaben sind zusammengefasst:

  • Es ist fraglich, ob für die Bodenhülsen ein Punktschweißen mit dem Stahlrost erforderlich ist. Wie bei den Top-Pods hätte das Mitnahme-Gewicht verwendet werden können, um sie an Ort und Stelle zu halten, ohne dass sie leichter zu entfernen wären.
  • Für die Ummantelung sollten hintere Edelstahlputzanschläge verwendet werden; Dies würde sicherstellen, dass der Kalkputz beim Entfernen der obersten Pods intakt bleibt. Zusätzlich würde die Verwendung eines Regenschirms das leichtere Entfernen der Steinblockverkleidung (derzeit mit Mörtel befestigt) ermöglichen.
  • Obwohl die SIP-Panels möglicherweise Recyclingprobleme aufweisen, die ihre Bestandteile voneinander trennen, kann ihre Errichtungsgeschwindigkeit bis zu 4-5 Mal höher sein als bei anderen Bauarten. Dies muss im Kontext eines Projekts und seines gesamten Nutzungswerts berücksichtigt werden.
  • Das Einbetten von Diensten in die Panels kann zu Zugriffsproblemen führen. Wenn Sockelleisten mit Trennelementen für Wasser und Elektrik verwendet werden, würde dies wahrscheinlich den Zugang und die Dekonstruktion erleichtern.
  • Der Keramikboden im Erdgeschoss erstreckt sich über die Pod-Fugen und wird als solcher beschädigt, wenn auch nur minimal, wenn die Pod entfernt wird. Es könnte überlegt werden, dies in Bezug auf die Pod-Gelenke zu verlegen.
  • Die Fenster, die dreifach verglast sind und aus Low-E-Glas bestehen, sind keine Standardgrößen und können daher deren Wiederverwendungspotenzial einschränken.

[Abbildung 1: Die Details für die Befestigung der Hülsen an den Fundamenten]

[Abbildung 2 Die Außenwand der Hülse und der Holzverkleidung]

[Abbildung 3 Die verwendete Bodenkassette]

[Abbildung 4 Konstruktionsdetails im mittleren Stockwerk]

[Abbildung 5 Details der Holzverkleidung]

[Abbildung 6 Details zur Dachbefestigung]

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