土木工程與可持續(xù)發(fā)展

陳劍峰

摘要：土木工程活動是人類作用于自然生態(tài)環(huán)境最重要的生產(chǎn)活動之一。其中，工程材料的生產(chǎn)與使用、工程設計、工程施工、工程建成后的使用及報廢后的拆除等過程均要消耗大量的能源，并不斷產(chǎn)生廢棄物，這些問題都將對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生極大影響。當今社會的主題是可持續(xù)發(fā)展，所以我們應當把可持續(xù)發(fā)展的理念運用到土木工程的材料中。通過運用新的理念和材料來達到可持續(xù)發(fā)展的目的。

關鍵詞：土木工程；可持續(xù)發(fā)展；工程設計；工程施工；綠色建材；工程拆除

土木工程是一個大而復雜的行業(yè)，它包括高層（超高層）建筑、大跨度建筑、公路、鐵路、隧道、橋梁、水利工程、地下工程等。在如此龐大的行業(yè)里制定一套可行的可持續(xù)發(fā)展線路是非常困難的，但是如果將其分解細化，再針對每一小部分實施相應的可持續(xù)發(fā)展，就會變得相對容易。無論是建筑，還是其他土木工程，無非包括三個階段：工程設計階段；工程施工階段；工程拆除階段。所以要實行土木工程的可持續(xù)發(fā)展，就必須分別針對這三個階段制定出相應的可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃。

1、土木工程設計環(huán)節(jié)的可持續(xù)發(fā)展

土木工程設計是對工程項目所需技術、經(jīng)濟、資源和環(huán)境等進行綜合分析和論證，編制工程項目設計文件的活動。設計在技術上是否可行、工藝是否先進、經(jīng)濟是否合理、設備是否配套、結(jié)構是否安全可靠等，都將決定工程項目建成后的功能和使用價值，同時，其設計方案對環(huán)境的關注程度直接影響到工程實體在施工、運行與最終拆除和循環(huán)利用的各階段對環(huán)境的影響。因此，研究土木工程設計階段的可持續(xù)發(fā)展，對今后的設計工作具有極大的指導作用。在工程設計中，不僅要考慮建筑結(jié)構的穩(wěn)定性、外觀的美觀性，還要考慮工程所在地的生態(tài)環(huán)境、地理環(huán)境、人文環(huán)境等特征。在工程經(jīng)費許可下，盡量選擇有可持續(xù)發(fā)展的場址、高效的能源與材料的利用率、節(jié)能高效的施工技術、對周圍環(huán)境與生態(tài)危害小的設計方案。

一項大的土木工程，要經(jīng)過初步設計、技術設計與施工圖設計三個步驟。在這三步設計過程中，由于缺乏溝通，容易導致設計人員自顧自設計，造成沒有必要的材料與能源的浪費，進而對生態(tài)環(huán)境造成破壞。所以，在設計過程中，設計人員要加大溝通、交流與學習，嚴格校審制度，遵守相關法律法規(guī)以及設計規(guī)范的要求。同時對可持續(xù)發(fā)展的工程實際運用進行探討，使其在使用期內(nèi)得到充分利用。

2、土木工程施工與管理的可持續(xù)發(fā)展

土木工程施工是將設計意圖付諸實施，建成最終產(chǎn)品的過程。施工階段同樣是可持續(xù)發(fā)展應重視的一個環(huán)節(jié)。在工程施工活動中，不可避免會給周邊生態(tài)系統(tǒng)帶來破壞，給人居環(huán)境帶來污染和不利影響。例如，施工中挖掘地面土壤，轉(zhuǎn)運砂、石、水泥等建造材料時產(chǎn)生的揚灰和粉塵，造成大氣粉塵污染；設備的安裝、運行及轉(zhuǎn)運造成的噪音污染；施工過程中的建造和拆除所產(chǎn)生的廢棄物占填埋廢棄物總量的較大比重；施工運輸會與工地附近或經(jīng)過工地的交通發(fā)生沖突，等等。而具有可持續(xù)發(fā)展施工過程，應采取積極有效的措施，避免、緩解或減小施工過程中對生態(tài)環(huán)境的各種影響。在土木工程施工中落實可持續(xù)發(fā)展思想是發(fā)展可持續(xù)土木工程的重要體現(xiàn)，對可持續(xù)發(fā)展的實現(xiàn)具有重要意義。下面將從與施工環(huán)節(jié)密切相關的土木工程材料和土木工程施工管理兩個方面進行闡述。

2.1、土木工程材料的可持續(xù)發(fā)展

土木工程材料是所有土木工程的物質(zhì)基礎。土木工程材料的選擇對于建筑的外觀、質(zhì)量以及成本有著重要的影響。當前，土木工程主要材料是鋼筋混凝土，混凝土俗稱人造石，其主要生產(chǎn)材料有：水泥、粗細骨料、外加劑及摻和料。根據(jù)2006年初步統(tǒng)計，我國水泥的年產(chǎn)量已達12.35億噸，約占世界水泥總產(chǎn)量的40%。近年每年的混凝土用量，均超過10億立方米，約占世界混泥土總用量的1/3?；炷恋拇罅可a(chǎn)，從原料的開采、加工、制造，到配制、生產(chǎn)、使用以及廢棄，都面臨資源、能源和環(huán)保的嚴峻挑戰(zhàn)，嚴重制約了材料的可持續(xù)發(fā)展。因此，注重環(huán)境保護、資源節(jié)約，推行土木工程材料向綠色建材轉(zhuǎn)化是中國徹底擺脫資源和環(huán)境困境的唯一正確選擇。

要實現(xiàn)混凝土的綠色轉(zhuǎn)化，就首先要從其生產(chǎn)材料做研究，盡量少用天然材料，用一些廢棄物來代替天然材料。在環(huán)境受到威脅的另一重要方面，是各種工業(yè)廢渣的大量排放、堆積和污染。例如，我國粉煤灰年排放量為1.6億噸、堆存量已達5億噸；煤矸石已堆存34億噸，占地1333.4萬平方米。如果將這些廢棄物代替一部分水泥來生產(chǎn)混泥土，對于生態(tài)環(huán)境的保護將有著一舉兩得的作用。

此外，發(fā)展綠色建材還可以同時從這以下幾個方面入手。

1）、發(fā)展能大幅度減少建筑能耗的建材制品，如具有輕質(zhì)、高強、防水、保溫、隔熱、隔音等優(yōu)異功能的新型復合墻體和門窗材料。

2）、開發(fā)具有高性能長壽命的建筑材料，大幅度降低建筑工程的材料消耗和服務壽命，如高性能的水泥混凝土、保溫隔熱、裝飾裝修材料等。

3）、發(fā)展能替代生產(chǎn)能耗高、對環(huán)境污染大對人體有毒有害的建筑材料，如無石板纖維水泥制品，無毒無害的水泥混凝土化學外加劑等。

2.2、土木工程施工管理的可持續(xù)發(fā)展

土木工程施工從施工準備、施工實施至竣工驗收的整個過程，除遵循相應的規(guī)范、法規(guī)規(guī)定的施工外，同時涉及可持續(xù)發(fā)展的方方面面，如對生態(tài)、人居、環(huán)境、資源和能源等的保護。因此，在施工過程中要做到以下幾方面。

首先，高效利用建筑場地資源，保護環(huán)境，減少污染。對古建筑、植被和場地周邊的重要設施設備等要制訂明確的保護方案。在保證質(zhì)量的前提下降低對人工和設備的投入，減少建造過程中對環(huán)境的損害，避免破壞環(huán)境、資源浪費以及建筑材料的浪費。制訂有關保護室內(nèi)外空氣、防止噪音污染的施工管理辦法和執(zhí)行方案。

其次，要節(jié)約資源和材料?？沙掷m(xù)發(fā)展的最有效的手段是減少能源的消耗和建筑廢棄物以及建筑垃圾的產(chǎn)生。因此，在設計、施工及使用過程中，應盡量尋求節(jié)約能源的方案，多利用風能、太陽能和可再生能源；在建設工作中重視“變廢為寶”，減少材料的損耗，可將廢混凝土、廢磚石經(jīng)回收加工，用做要求不高的地面材料或填充材料，也可用于筑路或重新制磚等。

再次，形成科學的管理與監(jiān)督機制。除制訂各階段的施工項目管理目標，規(guī)劃實施項目目標的組織、程序和落實責任外，在項目管理過程中應貫徹執(zhí)行：施工過程中盡可能減少對地下場地的干擾；提高資源和材料的利用效率，增加材料的回收和再利用；人員和設備的合理統(tǒng)籌等。但采用這些措施的前提是要確保工程質(zhì)量。好的工程質(zhì)量，可以延長項目使用壽命，降低項目日常運行費用，有利于使用者的健康和人身安全，促進和帶動社會經(jīng)濟發(fā)展，本身就是可持續(xù)發(fā)展的體現(xiàn)。

3、土木工程拆除的可持續(xù)發(fā)展

土木工程結(jié)構在達到了設計正常使用年限之后將面臨淘汰和拆除，在拆除過程中勢必會造成環(huán)境污染，產(chǎn)生大量建筑垃圾和廢棄物。建筑垃圾占用土地，降低土壤質(zhì)量，影響空氣質(zhì)量，造成水域的污染，等等。對待這些問題，如果采取合理有效的措施，對生態(tài)環(huán)境破壞就能減少很多。筆者認為，對于拆除建筑物可以采取以下措施：

1）、對于使用達到年限的建筑，應首先對該建筑物做全面檢查與測試，如果發(fā)現(xiàn)其主要結(jié)構完整、承載力達到使用要求，無其他嚴重危險情況，可延長使用期，如有必要應對該建筑物進行必要的維修支護。

2）、拆除后的建筑垃圾，如廢磚塊、廢混凝土塊、廢石塊等要注意回收利用，利用廢棄物生產(chǎn)優(yōu)異性能的建筑材料，如利用礦渣、粉煤灰、硅灰、煤矸石、廢棄聚苯乙烯泡沫塑料等生產(chǎn)的建筑材料；如將混泥土塊磨碎、除雜等過程后，用作混泥土骨料等。

總體來講，可持續(xù)發(fā)展就是將現(xiàn)有的資源高效利用，同時不會產(chǎn)生破壞生態(tài)環(huán)境副產(chǎn)物，滿足當前的經(jīng)濟發(fā)展，又不影響未來的發(fā)展。土木工程在人類生活中發(fā)揮著舉足輕重的作用，土木工程的發(fā)展可促進一個時代的前進。但是不可持續(xù)的發(fā)展就會使世界上僅有的資源消耗殆盡，這一切對于社會的發(fā)展來說，不是動力，而是阻力。所以土木工程的可持續(xù)發(fā)展是非常有意義的。在日常工程建設中我們應首先加大可持續(xù)發(fā)展的宣傳力度，深化每個人的可持續(xù)發(fā)展觀；其次，要加快對新技術、新產(chǎn)品的研發(fā)，逐步擺脫傳統(tǒng)高耗能、低效率的工程技術、材料等；最后，優(yōu)化工程管理系統(tǒng)，使每一個環(huán)節(jié)都保持可持續(xù)發(fā)展觀。

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