建筑工程生命周期各階段垃圾產量分析與處理建議

王巨亮+王宇靜+邰秋+羅越+曾晨+李建剛

摘要：梳理了建筑垃圾的定義與分類，分析了建筑垃圾的危害，從建筑工程生命周期的拆遷、施工以及裝修三個階段分別分析了建筑垃圾的組成，并探討了建筑垃圾產量分析的方法。立足于我國建筑垃圾處理現狀，從技術、管理意識、產業(yè)化鏈條三個方面提出了我國建筑垃圾的處理建議。

關鍵詞：建筑垃圾;產量分析;處理建議

中圖分類號：X799.1

文獻標識碼：A文章編號：1674-9944（2014）12-0132-05

1引言

目前，據有關數據統(tǒng)計，建筑垃圾已經占城市垃圾的30%～40%，但對于建筑垃圾的總量，我國各個城市并沒有進行有效的估算，導致建筑垃圾填埋場的消納不足以滿足要求，各項資源化處理力度不夠。大部分建筑垃圾被運往城市的郊區(qū)進行堆放或填埋，這樣不僅浪費了大量的土地，同時對環(huán)境造成了嚴重的污染。

本文在梳理完建筑工程生命周期三個階段建筑垃圾組成成分的基礎上，提出不同環(huán)節(jié)建筑垃圾的估算方法。在剖析了我國建筑工程生命周期三大階段中建筑垃圾管理和資源化處理現狀基礎上從技術、管理意識、產業(yè)化鏈條三個方面提出了我國建筑垃圾的處理建議。

2基本概念

2.1建筑垃圾的定義

美國環(huán)保局建筑垃圾的定義為：“建筑垃圾指在建筑物新建、擴建和拆除過程中產生的廢棄物質?！?/p>

日本將建筑垃圾定義為：“伴隨拆遷構筑物產生的混凝土破碎塊和其他類似的廢棄物[1]?！?/p>

香港環(huán)境保護署將其定義為：“任何物質、物體或東西因建筑工程而產生，不管是否經過處理或儲存，而最終被棄置。工地平整、掘土、樓宇建筑、裝修、翻新、拆卸及道路等工程所產生的剩余物料，統(tǒng)稱為建筑廢物[2]。

2005年，我國建設部頒布的《城市建筑垃圾管理規(guī)定》中，將建筑垃圾定義為建設單位、施工單位新建、改建、擴建和拆除各類建筑物、構筑物、管網等以及居民裝飾裝修房屋過程中所產生的棄土、棄料以及其他廢棄物[3]。

綜上所述，雖然不同的國家和地區(qū)對建筑垃圾的界定存在細微的差別，但是一般都是建筑工程中產生的廢棄物質，不管其能否再次利用。

2.2建筑垃圾的分類

建筑垃圾組成成分比較復雜，依據我國《城市建筑垃圾和工程渣土管理規(guī)定》，建筑垃圾按來源、回收利用方式、可燃性和金屬性進行分類，建筑垃圾分類如圖1所示[4]。

2.3建筑垃圾的危害

隨著城市化的快速發(fā)展，建筑業(yè)進入了高速發(fā)展期，建筑垃圾的產量隨之增加，單純以堆放、焚燒和填埋來處理垃圾不僅影響市容還對環(huán)境造成極大的破壞，一旦建筑垃圾造成環(huán)境污染或潛在的污染變?yōu)楝F實，需要消耗較大的代價進行治理，并且很難使被污染破壞的環(huán)境完全復原。

建筑垃圾的危害主要表現在侵占土地，污染水體、大氣和土壤，影響市容和環(huán)境衛(wèi)生，阻礙城市發(fā)展和存在安全隱患等方面[5]。

（1）侵占土地。目前我國絕大多數建筑垃圾未經處理而直接運往郊外堆放，占用了大量的生產用地，進一步加劇了我國人多地少的矛盾。

圖1建筑垃圾分類

（2）污染水體。建筑垃圾在堆放場經雨水滲透浸淋后，建筑用膠、油漆、涂料和瀝青等難以降解的高分子聚合物材料在厭氧的條件產生大量的有害物質，例如硫酸根離子、鋅離子、鐵離子、鉛離子等，并隨著雨水的沖刷混入地表水和地下水，水體污染后會直接影響和危害水生生物的生存和水資源的利用。

（3）污染大氣。建筑垃圾廢料在堆棄過程中會產生化學反應，產生有害氣體從而污染大氣（例如是石膏中的硫酸根離子在厭氧條件下會轉化為硫化氫）。

（4）污染土壤。建筑垃圾經雨水沖刷后經有害物質滲透到土壤中，改變了土壤的物理結構和化學性質，影響土壤中微生物的活動，使得土壤中有害物質增多。

（5）影響市容。建筑垃圾的資源化處理率很低，很多都被運往城郊采用露天堆放或簡易填埋方式處理，而且在運輸過程中產生垃圾遺撒、揚塵等問題，嚴重影響了市容衛(wèi)生。

（6）阻礙城市發(fā)展。在城市郊區(qū)，建筑垃圾的隨意堆放和政府部門管理缺陷，使得很多建設項目無法正常進行，從而無法帶動周邊經濟的發(fā)展。隨處可見的垃圾給環(huán)衛(wèi)公司和工人也造成了極大的困擾，阻礙了城市經濟的發(fā)展。

（7）存在安全隱患。大多數施工單位和拆遷單位為節(jié)約運輸成本，在施工過程中未采取任何防護措施的情況下隨意將建筑垃圾堆在工地附近，在外界因素的影響下，建筑垃圾有可能出現崩塌，沖向道路或者沖塌其他建筑物，不利于人身財產安全。同時，建筑垃圾中含有少量易燃物，容易引發(fā)火災，且建筑垃圾堆放處一般居民較少，發(fā)生災害時不能及時得到控制。

3建筑工程生命周期各階段建筑垃圾的

組成及產量分析

建筑垃圾的產量與所從事的建筑活動及建筑結構有很大關系。本節(jié)將從建筑工程生命周期中舊建筑物拆除、新建筑物施工及建筑物裝修三個不同的階段分別進行建筑垃圾的組成成分及產量分析。

3.1舊建筑物拆除

3.1.1拆除中建筑垃圾組成

隨著如今拆違拆臨、舊城改造工程的推進，大量的舊建筑物都面臨著拆除的情況，舊建筑物拆除過程中會產生各色各類的建筑垃圾，其組成成分復雜，產生的量大。如表1舊建筑拆除垃圾組成比例[6]中所示，在舊建筑物拆除過程中，產生的混凝土占總體的54.21%，其他建筑垃圾如石塊、碎石、泥土、灰塵、磚塊以及竹、木料分別占據總體的10%左右。金屬、塑料管占總體的4%左右，這兩類建筑垃圾可以通過初步的分揀后資源化處理。因此在拆遷中約90%的建筑垃圾可以通過分選、破碎處理后資源化利用。

3.1.2拆除環(huán)節(jié)建筑垃圾產量分析

拆遷工程包括房屋拆除工程和構筑物拆除工程。在拆遷過程垃圾的產量與建筑面積和單位面積垃圾產出比有關[7]。計算公式為：建筑物拆除垃圾產量=建筑面積×單位面積垃圾產出比。endprint

在實際計算中，由于地區(qū)性差異以及不同結構類型的建筑物，所產生的建筑垃圾的產出比不同，因此各城市在制定單位面積垃圾產出比也不同。以青島市建筑廢物處理辦法為例，青島市建筑廢物處理標準[8]中明確了青島建筑面積與單位面積垃圾量的計算標準，具體如下。

（1）建筑面積：尚未拆除房屋的建筑面積按照房產證或拆遷許可證等證載面積計算;沒有證件的房屋按實測面積計算;低于2.2m的棚戶房按照房屋面積的3/5計算;已拆除的房屋建筑面積按照測繪管理部門提供或確認的1/500地形圖計算。

（2）單位面積垃圾量：構筑物拆除工程建筑垃圾量按照實際體積計算，每立方米折合垃圾量1.9t。民用房屋建筑按照0.8125m3/m2計算;有舊物利用的，在考慮綜合因素后按結構類型確定為：磚木結構0.5m3/m2，磚混結構0.5625m3/m2，鋼筋混凝土結構0.625m3/m2，鋼結構0.125m3/m2。

3.2新建筑物施工

3.2.1施工中建筑垃圾組成

調查表明，新建筑物施工過程中產生的建筑垃圾主要由混凝土、碎磚、砂漿、包裝材料組成，約占建筑垃圾的80%左右。不同結構的建筑產生的各組成成分所占的比例也不盡相同，如圖2混凝土結構建筑垃圾組成及比例，混凝土結構中95%的廢物可以資源化利用。表2建筑施工垃圾數量及組成成分[9]所示磚混結構與框架結構、框剪結構相比，碎磚（砌塊）要比后者所占的比例高出20%左右?？蚣芙Y構和框剪結構中包裝材料所占的比例要高于磚混結構。

從施工過程中建筑垃圾產生量來看，磚混結構每立方米產生的建筑垃圾居多，目前我國磚混結構的建筑物多為居民住宅樓、宿舍、旅館、辦公樓等小開間的建筑。因此隨著我國舊城改造、民生工程的建設，建筑垃圾的產量會急劇增加，建筑垃圾資源化處理刻不容緩。

圖2混凝土結構建筑垃圾組成及比例

3.2.2施工環(huán)節(jié)建筑垃圾產量分析

在估算施工中建筑垃圾產量時，一般包括三種方式：其一按照施工材料購買量計算，其二按照城市人口產出比進行計算，其三按照建筑面積進行計算。

（1）按照施工材料購買量進行計算。

如表2建筑施工垃圾數量及組成成分中所示，建筑垃圾主要組成成分所占其材料購買量的比例一定，當統(tǒng)計出區(qū)域建筑材料購買量時，就可以估算出區(qū)域施工過程中建筑垃圾的總量。但由于部分組成成分所占的比例模糊，估算值與實際值相差可能比較大。

（2）按照城市人口產出比進行計算。據相關統(tǒng)計數據表明，城市建設過程中，每人每年平均產生110kg的建筑垃圾，通過這一計算方法計算出的建筑垃圾產生總量與按照建筑面積計算得到的數據大致相當[10]。 當城市的人口數一定時，建設中產生的建筑垃圾便可以估算出來，計算公式：城市人口×個人垃圾產出比 。

（3）按照建筑面積進行計算。在施工過程中，項目施工的量決定著建筑垃圾產生量的大小，也就是說建筑垃圾的產生與建筑施工的面積的大小有著密切的相關性，成正相關。一定時期內建筑垃圾單位面積的建筑垃圾產出比一定，則計算公式為[11]：建筑施工垃圾年產量=年建筑施工面積×建筑面積垃圾產出比（t/萬m2）。

據統(tǒng)計，每萬m2建筑施工過程中，產生建筑廢渣（碎磚、砂漿）為500～600t，現在我國每年新竣工的面積達到320億m2，據此估算，僅建筑廢渣每年產生近億t。加上其他建筑垃圾如鋼材和木材的產量，僅施工建設一項就會產生數億噸的建筑垃圾。

3.3建筑物的裝修

3.3.1裝修中建筑垃圾組成

建筑物裝飾裝修產生的垃圾組成成分復雜，一般包含磚塊、混凝土塊、木塊、刨花、灰土、廢陶瓷、廢五金、廢雜物、塑料紙等廢棄物，垃圾中含有一定量的有毒有害物質。各垃圾組成成分所占比例與建筑物的類型、新舊以及裝修的精密程度有關。如表3新舊住房裝修垃圾成分比較[12]，由于住房新舊的不同，各裝修組成成分所占的比例不同，舊住房相比新住房產生的墻紙、破布、塑料等廢棄物要高出2%～5%左右。從垃圾組成的總體來看，混凝土塊和磚塊仍占據總體的50%以上，廢五金占總體的5%左右，因此在進行混凝土塊和磚塊破碎之前，分選必不可少。

3.3.2裝修環(huán)節(jié)建筑垃圾產量分析

在建筑物施工完畢，就進入建筑物裝修階段。不同類型的建筑物裝修的工程量也不盡相同。相同的建筑由于裝修的精密程度不同，所產生建筑垃圾的量也不同，由于我們估算區(qū)域的裝飾裝修垃圾，考慮的面積比較大，因此在進行估算時忽略裝修精密程度而單獨考慮建筑工程中建筑的類型。

將裝修工程分為普通住宅和公共建筑。常見普通住宅工程量小，建筑面積小，裝修簡易，產生的建筑垃圾種類少，量也比較小，而公共建筑卻恰恰相反。因此，在進行垃圾產量分析時，在將建筑物分為普通住宅和公共建筑后，估算公式為：裝修建筑垃圾年產量=年住房竣工面積×M+年商業(yè)竣工面積×N（M、N為單位面積產生的垃圾t/m2），其中M、N視區(qū)域而定。

4我國建筑工程生命周期各階段的垃圾

處理現狀

如今，隨著城中村、拆違拆臨、舊城改造、城鄉(xiāng)一體化建設如火如荼地開展，大量的建筑垃圾應運而生。建筑從舊建筑的拆遷到新建筑的完工，再到裝修，最后才投入使用整個過程，相比較而言，在拆遷環(huán)節(jié)、施工環(huán)節(jié)以及裝修環(huán)節(jié)則會產生大量的建筑垃圾。而目前我國在建筑垃圾管理與資源化利用時，卻在這三個環(huán)節(jié)上出現了不同程度的偏差性處理。

4.1拆遷環(huán)節(jié)建筑垃圾的處理

拆遷環(huán)節(jié)產生的建筑垃圾占據著整個建筑垃圾的絕大數份額，在拆遷環(huán)節(jié)中產生的大量建筑垃圾不僅會影響市容，而且會污染環(huán)境，影響人們的健康。目前我國在拆遷環(huán)節(jié)建筑垃圾處理上存在以下現象。

（1）東西部處理差異較大。目前相比中西部地區(qū)，東部發(fā)達城市對于拆遷產生的建筑垃圾有較好處理。從全國范圍來看，長江三角洲以及珠江沿海發(fā)達城市對于拆遷過程中產生的建筑垃圾能夠得到有效的處理，如深圳市就引進中意移動YPS260型移動建筑垃圾處理站，進行城市拆遷過程中建筑垃圾的處理工作，建筑垃圾堆積現象減少。中部以及西部，大量的建筑在拆遷之后，存在著堆積現象，當施工期漸近時，施工單位則會用渣土車將建筑垃圾放置于偏僻的鄉(xiāng)村或者山溝進行露天的堆放或填埋。endprint

（2）處理技術陳舊。由于拆遷環(huán)節(jié)產生的混凝土塊、磚塊較多，因此在進行資源化處理時離不開垃圾的破碎處理。目前我國大多采用傳統(tǒng)的液壓圓錐破碎機、反擊式破碎機、顎式破碎機等沉重處理設備?；炷翂K、磚塊等固體物質制成粗細骨料的生產率較低。處理技術單一，總體的利用率偏低，再生產品品質較差。

4.2施工環(huán)節(jié)建筑垃圾的處理

相比拆遷環(huán)節(jié)，建筑施工現場也會產生大量的建筑垃圾。一般包括濺落的水泥砂漿、廢棄的磚塊、木材以及鋼材等各色建筑垃圾。與拆遷不同的是建筑施工現場對于這些建筑垃圾的利用卻相當高。

以上海嘉定區(qū)南翔鎮(zhèn)某建筑單位施工場地為例。目前該建筑單位正處于居民住宅一期的施工階段。施工前期，開挖地基產生的建筑渣土被用作了標高回填。在施工現場，可以見到堆積的木材、鋼材和廢棄的磚塊，其中還有一些堆積的建筑灰塵，夾雜著碎石和水泥。工人在組裝和拆除模板時都分別將它們放置在不同的區(qū)域。整個項目的推進過程該建設單位的管理者們精心管理每一項流程，將這些拆除的模板和鋼材用于下一個建筑群框架的搭建，那些建筑灰塵會用于鋪建初步的施工道路。在整個小區(qū)的后期規(guī)劃中，碎石以及磚塊會用于花壇的砌筑及小區(qū)邊角的修補工作。

目前在上海取得建筑渣土運輸服務資格資質的企業(yè)數量超過100家，達標車輛將近4200輛，60%的建筑垃圾被用作標高回填。像該建設單位一樣，上海市各施工單位管理部門比較完整，施工中高程度重復利用大大減少了工程的施工預算，同時也相當環(huán)保。若我國各地區(qū)能夠像上海市一樣合理處理前期開挖地基時產生的建筑渣土，科學管理施工中的建材，這將會大大減少建筑垃圾對環(huán)境的危害。在施工過程中合理安排項目的工期，注重建材的保護和建筑垃圾的管理工作，將會便于建筑垃圾源頭的控制和資源化利用。

4.3裝修環(huán)節(jié)建筑垃圾的處理

在建筑完成的后期就是建筑裝修環(huán)節(jié)。然而我國的管理部門卻忽視了這一過程中產生的建筑垃圾。法律法規(guī)在涉及建筑垃圾時過于重視舊建筑物的拆除和新建筑物施工，而對于建筑裝修環(huán)節(jié)相關的條令卻顯得相當的少。

就整個建筑裝修環(huán)節(jié)而言，會產生大量的塑料、薄膜、油漆、鋼材、鋁材等一些難以降解的材料，其對于環(huán)境的影響不亞于其他環(huán)節(jié)產生的建筑垃圾對于環(huán)境的影響。目前我國無論是東部發(fā)達城市還是中西部正在發(fā)展中的城市，都忽視了建筑裝修環(huán)節(jié)產生的建筑垃圾。大部分地區(qū)回收塑料、鋼材等建筑垃級廢棄物為他人變賣，而非專業(yè)的處理。上海市近幾年才慢慢注重城市居民裝修垃圾，制定了城市居民裝修清運費用，如表4 上海市居民裝修清運費用[13]，明確了城市居民對建筑裝修垃圾處理的責任意識。

源頭控制以及管理才是真正將問題徹底解決的方法。初步看來，我國建筑垃圾的管理和資源化利用取得了一些進步，但通過對我國建筑工程生命周期三大環(huán)節(jié)的對比分析，可以看出在建筑垃圾的管理和處理上仍存在著大量的問題急需解決。

5建筑垃圾處理的建議

5.1立足技術革新

我國建筑垃圾管理與資源化利用起步較晚，資源化利用技術落后。目前我國大部分地區(qū)仍采取簡單的填埋、分揀、露天堆放等方式。少數地區(qū)對建筑垃圾再生骨料、再生墻磚地磚等技術有一定的研究，但研究的資源化利用技術相比國外要落后，資源化利用技術仍比較單一和陳舊。

目前隨著環(huán)境污染的嚴重，世界各國越來越重視建筑業(yè)資金的投入和新興技術的開發(fā)。建筑垃圾資源化處理技術飛速發(fā)展，各項新興的技術層出不窮。建筑垃圾夯擴超異型樁施工技術、環(huán)保型磚塊、建筑垃圾再生黏土-木料-水泥復合材料等新興技術的發(fā)展[14]，將建筑垃圾資源化利用率大大提升。以美國CYCLEAN公司的微波技術為例，它可以將廢棄瀝青100%地資源化回收利用成再生舊瀝青路面料，因此立足建筑垃圾技術的革新很有必要。

5.2管理意識普及化

在建筑工程全生命周期內，各階段管理者對建筑垃圾的管理以及資源化利用意識是整個建筑垃圾資源化基礎。拆遷、施工、裝修現場是建筑垃圾的產生地，建筑垃圾在產生后，管理者們若能進行初步的管理，將會便捷之后的各項工作。同時也會減少建筑垃圾隨意露天堆放、不經任何處理簡單填埋從而污染環(huán)境的現象。

目前我國頒布了一系列法律法規(guī)來規(guī)范建筑垃圾管理流程，2005年新的《城市建筑垃圾管理規(guī)定》更細化了各項處罰規(guī)定，并確立了建筑垃圾處置收費制度。施工單位的管理者們應加強對建筑垃圾資源化的了解，學習我國建筑垃圾相關的法律法案，進而形成建筑垃圾管理的意識。從源頭上對建筑垃圾進行控制。

5.3形成產業(yè)化鏈條

建筑垃圾產業(yè)化鏈條主要包括垃圾產生、收集、運輸、消納、資源化處理、再生產品應用六個環(huán)節(jié)。前期通過建筑垃圾的管理、資源化處理后，形成再生產品。再生產品作為產業(yè)化鏈條末端，同時也是整個鏈條最重要的獲益端。建筑垃圾如何產業(yè)化市場化處理，從而獲得經濟效益，是資源化處理后各項工作的關鍵。因此我國在進行建筑垃圾處理的同時，要注重建筑垃圾再生產品的市場規(guī)劃，規(guī)定再生產品的質量標準，強化再生產品的利用，扶持再生產品的企業(yè)。初期以政府主導，不斷完善產業(yè)化的機制，形成初步的產業(yè)化鏈條，后期在市場化之后，便形成一定的經濟效益，從而走向成熟。

建筑垃圾形成產業(yè)化鏈條之后，將會在獲得經濟效益的同時，又消納了大量建筑垃圾，保護了生態(tài)環(huán)境，繼而保障我國建筑業(yè)保持環(huán)境友好型持續(xù)高速發(fā)展。

6結語

新時期，針對建設與發(fā)展，十二五規(guī)劃提出了“加快建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會，提高生態(tài)文明水平”的理念。在建筑領域，建筑工程產生的建筑垃圾對環(huán)境造成了嚴重的污染，阻礙經濟的發(fā)展，然而目前我國對于建筑垃圾處理并沒有做到統(tǒng)籌規(guī)劃。建筑垃圾的產量分析是對后期的管理和資源化利用的基礎。在建筑垃圾的資源化利用方面，我國需革新資源化處理技術，普及建筑垃圾管理意識，并形成產業(yè)化鏈條，推動整個建筑垃圾再生產品市場的發(fā)展，最終實現降低建筑垃圾對環(huán)境造成的污染并產生一定的經濟效益。

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