谈绿色施工中建筑垃圾减量化技术管理
摘要：绿色施工是建筑业的发展趋势，当前我国建筑业虽得到迅猛发展，但建筑垃圾减量化推进却非常缓慢，基于绿色施工，建筑垃圾的减量化技术管理已迫在眉睫。工程企业对建筑垃圾要从源头和资源化进行减量技术管理;政府部门要尽快建立完备的建筑垃圾处理市场体系，提高全社会绿色建筑意识;文章根据我国当前建筑垃圾处理现状提出建筑垃圾减量化技术管理对策，并对常见建筑垃圾提出行之有效的控制措施，为新时期背景下的绿色施工提供参考。
关键词：新时期;绿色施工;建筑垃圾;减量化;技术管理
在工程项目建设过程中会产生大量的建筑垃圾。建筑垃圾是指建设、施工单位或个人对各类建(构)筑物、管网等进行建设、铺设或拆除、修缮过程中所产生的渣土、弃土、弃料、淤泥及其他废弃物，包括:土地和道路开挖、建筑物拆除、建筑施工以及建材垃圾4类［1－3］。近年来，随着我国城镇化建设和旧城改造步伐日益加快，每年约有超过十亿吨的建筑垃圾产生，是生活垃圾产量的十倍左右，建筑垃圾已成为我国城市单一品种排放量最大、最集中的固体垃圾，约占到城市垃圾总量的三分之一［4］。图1中的数据为中国环联网所统计，由图中曲线变化可知，从2017年起我国建筑垃圾突破15×108t，且呈现逐年递增趋势，在2020年达到了30×108t左右，预计2021年还将持续提高。(1)我国大量建筑垃圾未经处理就被露天堆放或者填埋，产生的危害主要表现在四个方面(图2):①会耗用大量的耕地，增加建设成本;②建筑垃圾中的部分物质分解后会对水资源、土壤以及空气造成污染;③建筑垃圾在清运和堆放过程中会影响城市面貌;④大量建筑垃圾未得到及时处理，随意堆放会造成安全隐患。(2)工程企业侧重于关注施工进度和质量，忽视了对于建筑垃圾污染防治的重要性。因此，如何对建筑垃圾进行有效的减量化技术管理并落地实施，已成为新时期城市发展面临的一道难题。
1绿色施工在我国的发展现状
绿色施工理念在我国提出的时间较晚，大概可归纳为以下几个阶段:(1)2007年之前，我国对于绿色施工没有一个具体指导施工的规程，基本上处于无环保意识状态。(2)2007～2010年为我国绿色施工的探索阶段:在2007年9月10日，建设部才颁布了第一部用于指导建设工程绿色施工的《绿色施工导则》［5］。(3)2010～2017年，我国绿色施工进入不断发展阶段:在2010年11月3日，由住房和城乡建设部颁布了GB/T50640－2010《建筑工程绿色施工评价标准》，这是我国第一部关于绿色施工的国家标准［6］;在2014年1月29日，由住房和城乡建设部颁布了GB/T50905－2014《建筑工程绿色施工规范》［7］;从2015年起，各地方标准陆续，其中提出“六个百分百，七个到位”的治污减霾新要求。(4)2017年至今，我国的绿色施工逐步提升，进入新时期可持续发展阶段:在2017年10月份，指出，要坚持坚持节约资源和保护环境的基本国策。在2020年10月份，党的五中全会通过了《关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二三五年远景目标》，提到了新时期要推动建筑绿色化发展，践行建筑垃圾减量化和资源化，推动构建废旧物资循环利用体系。在我国，目前大多工程承包企业采取绿色施工技术还只是为了满足政府和公众要求，他们在做法上是比较被动和消极的，具体表现为对于绿色施工的理解相对片面，还未形成积极主动的建筑垃圾处理意识［8］。此外，我国已建成投产和在建的建筑垃圾年处理能力在一百万吨以上的生产线较少，小规模垃圾处理企业有几百家［9－10］，总资源利用量到2020年约2．25×108t，建筑垃圾总资源利用率约10%(由表1统计数据显示)，远低于欧美和日韩等国家。我国当前建筑垃圾减量及资源化利用率不高，主要原因是各层级管理工作不够重视，大家对绿色施工增量效益和降低成本的理解还不够深入［11－12］;缺乏统一规划建筑垃圾消纳场;建筑垃圾回收处理企业的政府补贴难;设计与施工大多数还处于粗放型生产;产生的建筑垃圾还未采取有效的强制分类回收处理措施。因此，“十四五”新时期我国的首要任务是实现建筑垃圾从原来的不可控管理，向“分类处理、回收利用和全过程可控管理”过渡，最终真正实现建筑垃圾减量化。
2新时期建筑垃圾减量化技术管理探讨
2．1建筑垃圾源头技术管理
2．1．1建筑物合理规划。根据GB50068－2018《建筑结构可靠性设计统一标准》，目前我国普通房屋和构筑物设计使用年限为50a［13］。部分建筑物在前期规划设计过程中没有进行合理的长远考虑，建筑物在使用功能上逐渐不能满足用户需求，频繁的拆除重建较过程中导致大量建筑垃圾产生;因此从建筑物自身进行垃圾减量化管理就需要对拟建工程进行长远规划，首先在使用功能上要满足多元化需求，其次要选择耐久性强的建筑材料，以保证建筑物的使用寿命，从而能间接的减少建筑垃圾产生［14］。例如，成都天府艺术公园按照科学的方法进行规划设计，结合公园的地形和地势合理设计建筑物风格形式，合理植被要素，并与周边人文特征相匹配;对植物、水体、配套设施、草皮植被等元素进行了有机统一，真正体现规划设计的生态性、自然性、艺术性和人文性的自然景观。2．1．2BIM+5G技术应用。BIM+5G技术在我国建筑业的应用日趋成熟，其对工程建设的推动具有重要作用。在项目正式施工前，运用BIM+5G技术对新建工程进行施工模拟，及时发现设计图纸转变成建筑实体可能出现的问题，获得最优的施工方案，有利于物资组合采购，降低成本;合理进行场布，避免返工;减少现场打洞、开槽等作业;从根本上可控制建筑垃圾的产生。以成都天府国际机场国航货运站项目中土石方工程为例，基于5G无人机技术，运用BIM相关软件建立项目原始地形表面模型，对土石方的开挖和回填进行施工模拟，通过精细化核算，极大的降低了土石方测算误差，得出最优的土石方施工方案，从源头上大幅度减少了建筑垃圾的产生。2．1．3建筑材料。建筑工程寿命周期长，尤其在工程建设阶段随着工期进度的开展，建筑材料的价格在各种市场因素的作用下会产生波动，从经济成本角度出发，在施工过程中要求各部门同心协力，统筹安排，确定建材料筑最经济有效的采购方案后进行统一加工制作，提高了施工效率，同时也满足降低损耗的要求。例如，四川大学博物馆群项目在建筑材料的上充分利用自带保温的玻璃幕墙系统、NALC、保温涂料等新型建材，在保证工期的前提下，大大节约了劳动力资源和成本［15］。2．1．4土方工程。在建设过程中，土方工程占比较大且较为重要，在土方运输过程中极易产生建筑垃圾，因此，控制土方工程中产生的运输建筑垃圾也是建筑垃圾减量化的途径之一。在土方运输过程中产生的建筑垃圾主要以扬尘为主，因此减量管理主要为控制扬尘。一方面，现场的运输车辆在进出时，通过吸湿垫、冲洗池等方式来保持车辆和现场周围的清洁;在运输过程中，颗粒较小的建筑材料需要进行密闭运输。另一方面，在恶劣天气时尽量停止易产生扬尘材料的运输。2．1．5主体施工。在施工过程中通过对施工现场的各个施工工序进行科学有效的管理是可以从源头上减少建筑垃圾产生的。根据施工经验来说，施工现场在钢筋混凝土工程和模板工程施工过程中极易产生建筑垃圾，因此在施工过程中针对钢筋混凝土工程、模板工程的施工技术研究及施工过程管理是施工现场减量管理的关键工作，现场建筑垃圾要集中加工，废气集中处理。例如，成都露天音乐公园广场主舞台索网结构在施工前利用有限元仿真技术对索网下料组装误差进行了精准控制，降低了施工成本，最大程度上减少返工，提高了施工效率［16］。
2．2建筑垃圾回收再利用管理
建筑工程在施工过程中产生大量建筑垃圾，其外运费及处理成本较大。因此，为最大化地减少建筑垃圾的成本消耗，可对工程现场的建筑垃圾进行分类回收再利用。施工现场废弃的碎砖、碎混凝土块、碎石等建筑垃圾简单处理后可作为夯扩桩的填充料或者地下室的回填料。利用该方法可将大量的固体建筑垃圾进行重复利用，从源头降低了建筑垃圾的产量和外运成本。例如，四川大学博物馆群项目在加固改造工程中，拆除的建筑废旧建材通过制定科学合理的分类机制措施，使得拆除的建筑垃圾很大部分变废为宝，在保证施工成本的前提下，大大节约了资源和环保控制。
2．3其它减量保障措施
2．3．1建立有序的建筑垃圾处理市场体系。目前在实际施工过程中，由于缺乏奖励机制，大多工程建筑企业在建筑垃圾处理上的投入过少，导致各地环保部门成为建筑垃圾处理的牵头机构。但环保部门缺乏建筑垃圾处理的专业技术知识，每年产生的建筑垃圾数量庞大，在处理过程中存在较多问题。因此，为加快建筑垃圾的处理效率，可通过制定一系列有效的建筑垃圾处理技术、标准及政策，尽快建设一批大型建筑垃圾消纳场，形成良好的建筑垃圾市场环境。2．3．2完善法律法规。近年来，随着我国城市基建的扩张，建筑拆除重建现象较为广泛，产生了大量的建筑垃圾，我国现阶段关于建筑垃圾处理的相关管理政策、法律法规还不成熟，需建立一个更加完善的法律法规体系，对建筑垃圾的减量化管理提供指引，并通过制定相应的奖励机制，鼓励社会相关企业积极投身于我国建筑垃圾的减量化管理工作中。2．3．3提高公民的绿色建筑意识。在建筑垃圾的减量管理过程中主要依靠政府相关部门及建筑企业，除此之外，公民个人也需提高绿色建筑意识。在公民个人住房装修过程中产生的建筑垃圾也不容小觑，应加强公民个人及装修相关人员的绿色施工意识，以减少建筑垃圾的产生。2．3．4常见建筑垃圾处理措施。2．3．4．1钢筋工程垃圾管理。钢筋垃圾减量化技术管理主要涉及三个阶段:在设计阶段尽可能选用高强钢筋，减少钢筋用量;在施工阶段应注意钢筋的存放，做好钢筋现场防锈保护措施，制定准确用料计划，对试件实验合格后方可成批加工，并分类存放;在完工阶段进行钢筋垃圾资源化管理，对现场多余钢筋进行分类回收利用，根据现场需要加工做成墙板拉结筋、定位筋、U型卡、拉环、吊环、铁马墩、螺帽、雨水篦子等小构件。2．3．4．2模板工程垃圾管理。模板垃圾减量化技术管理贯穿施工全过程。在施工准备过程中，加强图纸会审，进行精确测量放线确保模板尺寸及数量的准确性;在模板安装和拆除过程中可通过及时涂刷脱模剂等措施做好防护，尽量减少破坏模板;对于达到周转次数的模板进行模板垃圾的资源化管理，根据旧模板的材质做好分类便于回收利用，例如现场制作花坛、楼步护角、局部洞口临边封堵，或再加工成复合板材、木炭、纸张等。2．3．4．3混凝土垃圾管理。施工现场混凝土垃圾管理主要包括两个方面，一方面主要是在使用过程中减少混凝土的损耗量，避免多余混凝土的产生，调查显示施工现场产生的建筑垃圾中混凝土约占1/3，混凝土的使用减量措施包括:将现浇结构设计为装配式结构(如PC构件、钢结构、木结构等)，降低使用损耗量;合理安排混凝土的施工工序;对混凝土成品精心养护避免返工。另一方面是将施工中产生的混凝土、砂浆余料收集，现场制作部分预制构件如:墙、梁侧保护层内支撑(预制混凝土条)，门窗和洞口处的过梁、砌体工程中的三角形混凝土预制块等;将混凝土块粉碎后用于回填使用;回收加工后作为3D打印的原材料。
3结论
我国建筑垃圾处理体系相对于国外还处于初级阶段，亟需建立系统性的技术管理制度和监管措施。绿色施工是我国建筑业发展的必然趋势，推行建筑垃圾减量化技术管理对于我国生态环境和社会发展具有长远意义。(1)应全面提高设计施工管理技术水平，合理规划建筑结构，大力倡导使用高强度的绿色建材，积极运用BIM+5G技术，鼓励提高装配式结构的装配率，从源头上减少建筑垃圾。(2)通过合理制定不同种类建筑垃圾分类回收奖励机制，调动参与者的积极性，提高建筑垃圾综合利用价值，从资源化上减少建筑垃圾。(3)完善相关政策法规体系，通过新闻媒体大力宣传，从思想上提高全体公民的绿色建筑意识，通过全社会的共同努力真正实现建筑垃圾减量化，从根本上解决新时期我国建筑业的可持续发展之路。
李程 中国五冶集团有限公司
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