竹木建筑助力“無(wú)廢城市”建設(shè)

劉偉杰, 張 悅, 賈朝羽, 吳 蓉, 呼夢(mèng)潔

(揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 江蘇揚(yáng)州 225127)

1 “無(wú)廢”理念下建筑垃圾現(xiàn)狀

1.1 “無(wú)廢”理念提出的背景

隨著人類對(duì)資源的開采使用,固體廢棄物逐漸增多,截至2017年全球使用資源產(chǎn)生的固體廢棄物326億t[1]。固體廢棄物回收利用率低,長(zhǎng)期堆放占用陸地面積,特別是固體廢棄物隨意丟放導(dǎo)致河流堵塞、蠅蟲滋生影響人們生活,嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境。聯(lián)合國(guó)呼吁各國(guó)要重視可持續(xù)發(fā)展,對(duì)固體廢棄物進(jìn)行無(wú)害化處理?！盁o(wú)廢”理念隨之被提出并執(zhí)行,ZWIM(零廢棄國(guó)際聯(lián)盟)認(rèn)為在對(duì)固態(tài)廢棄物進(jìn)行處理時(shí),應(yīng)以保護(hù)資源為前提,處理過(guò)程中不焚燒且不應(yīng)向空氣、水及土壤排放威脅人類及環(huán)境的物質(zhì)[2]。各國(guó)根據(jù)實(shí)際情況采取不同的固體廢棄物處理方式。我國(guó)對(duì)無(wú)廢城市的建設(shè)根據(jù)每個(gè)城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、固體廢棄物來(lái)源以及固體廢棄物處理方式與所處環(huán)境的不同等,將建設(shè)“無(wú)廢城市”分為4個(gè)梯度,每個(gè)梯度制定響應(yīng)的處理措施。第一梯度減少資源損耗;第二梯度減少非必要的固體廢棄物排放;第三梯度鼓勵(lì)使用可再生資源;第四梯度對(duì)固體廢棄物進(jìn)行處理。竹木材料作為綠色、節(jié)能、環(huán)保、可再生的建筑材料,完全符合建設(shè)“無(wú)廢城市”的4個(gè)梯度,采用可再生的竹木材料進(jìn)行房屋的建造助力“無(wú)廢城市”建設(shè)。

1.2 建筑垃圾現(xiàn)存問(wèn)題

對(duì)于建筑垃圾的定義早在2005年建設(shè)部出臺(tái)的《城市建筑垃圾管理規(guī)定》中就提出了,對(duì)于建筑物、構(gòu)筑物、管網(wǎng)等在新建、改建、擴(kuò)建及拆除過(guò)程中產(chǎn)生的廢料棄土等廢棄物,以及城市居民在對(duì)房屋進(jìn)行裝飾裝修過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄塑料、廢棄金屬、廢棄砼等,統(tǒng)一定義為建筑垃圾。據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)城市固體廢棄物中約40%是建筑垃圾,當(dāng)前建筑垃圾處理主要存在幾點(diǎn)問(wèn)題[3]:

(1)建筑垃圾處理的重視度不夠高,建設(shè)工程過(guò)程中因趕工期和追求利潤(rùn),建筑垃圾多數(shù)直接填埋,這種處理措施不妥當(dāng),直接填埋建筑垃圾的這種方式,不僅占用了土壤資源,且建筑垃圾中的有害物質(zhì)有可能對(duì)水資源、土壤資源帶來(lái)一定的影響。

(2)建筑垃圾的資源再利用低,建筑垃圾中的一些材料本可以回收再利用。

(3)從源頭上減少建筑垃圾的產(chǎn)生量,提倡采用綠色環(huán)保、可再生的建筑材料。

1.3 建筑垃圾減量化措施

2020年5月8日,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部辦公廳印發(fā)《施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾減量化指導(dǎo)手冊(cè)》,明確建筑垃圾減量化應(yīng)遵循“源頭減量、分類管理、就地處置、排放控制”的原則。因此,建筑垃圾減量化可以采取幾點(diǎn)措施:

(1)控制建筑垃圾在施工過(guò)程中的產(chǎn)生。尋找建筑垃圾產(chǎn)生的源頭,在新建、改建、拆除建筑物過(guò)程中都有建筑垃圾的產(chǎn)生,特別是施工工人操作不按施工工藝標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致驗(yàn)收不通過(guò)返工重建,造成大量建筑垃圾的產(chǎn)生,而且還降低了工作效率。當(dāng)然還有設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)的施工圖紙準(zhǔn)確度不高,由于圖紙錯(cuò)誤進(jìn)行的返工,也會(huì)產(chǎn)生建筑垃圾。鑒于此,政府相應(yīng)的職能部門應(yīng)采取措施使建筑企業(yè)在施工過(guò)程中,減少建筑垃圾的產(chǎn)生,并提倡建筑企業(yè)多采用環(huán)保型建筑材料,不僅減少建筑垃圾的產(chǎn)生,也保護(hù)了人們居住環(huán)境。

(2)研發(fā)環(huán)保型建筑材料并推廣使用。首先,建筑垃圾是建筑物施工過(guò)程中不可避免出現(xiàn)的產(chǎn)物,從源頭上最大限度減少建筑垃圾的產(chǎn)生,但還是會(huì)有建筑垃圾出現(xiàn)。應(yīng)對(duì)建筑垃圾進(jìn)行研發(fā),通過(guò)現(xiàn)代化科技手段將其轉(zhuǎn)化成環(huán)保型的建筑材料,并將這些環(huán)保型的建筑材料再應(yīng)用到建筑施工過(guò)程中。其次,在建筑施工過(guò)程中,可以使用一些環(huán)保型的建筑材料,比如竹木材料—可再生綠色建材。

(3)建筑企業(yè)強(qiáng)化建筑垃圾管理。按照建筑行業(yè)對(duì)建筑垃圾產(chǎn)生、處理方式及收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,建筑企業(yè)在施工過(guò)程中安排專業(yè)人員從源頭抓起,規(guī)范施工工人的操作標(biāo)準(zhǔn),嚴(yán)格審核施工設(shè)計(jì)圖紙的準(zhǔn)確度,實(shí)時(shí)監(jiān)督整個(gè)施工過(guò)程,最大程度減少建筑垃圾的產(chǎn)生。此外,安排專業(yè)人員對(duì)施工過(guò)程不可避免產(chǎn)生的建筑垃圾進(jìn)行合理轉(zhuǎn)換,減少建筑垃圾,同時(shí)還降低了施工成本。

2 竹木建筑助力“無(wú)廢城市”建設(shè)

2.1 竹材在“無(wú)廢城市”建設(shè)中的優(yōu)勢(shì)

竹木材是建筑領(lǐng)域無(wú)廢的代表,竹木材是可再生可降解的綠色環(huán)保建材。特別是竹材成材率高生長(zhǎng)周期短,千百年來(lái)竹子被用制作各種工具及建筑中,也可以用竹子提取出的高強(qiáng)度木質(zhì)纖維來(lái)替代傳統(tǒng)的纖維制作高鐵的車廂材料。我國(guó)云南南部地區(qū)很多涼亭就是利用竹材建造的,在炎熱天氣中,竹制涼亭避暑效果好、舒適性也高。自古以來(lái)都有竹材經(jīng)過(guò)加工用于建造房屋、涼亭的案例,特別是竹資源盛產(chǎn)的地區(qū),我國(guó)有十大竹鄉(xiāng),把竹材最大化利用的當(dāng)數(shù)浙江安吉了。安吉是“金山銀山,不如綠水青山”的發(fā)揚(yáng)地,當(dāng)?shù)厝藗兘ㄔ炝酥窳趾Ｑ笞鳛槁糜位?同時(shí)帶動(dòng)當(dāng)?shù)氐闹裰破返匿N量,當(dāng)?shù)仄髽I(yè)與科研機(jī)構(gòu)共同合作研發(fā)新型的重組竹材料,更好地用于住宅建造時(shí)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件中,更大范圍增加了竹材的利用率。

2.2 木材在“無(wú)廢城市”建設(shè)中的優(yōu)勢(shì)

木結(jié)構(gòu)建筑所使用的木材來(lái)源于森林,我國(guó)森林資源豐富,且木材是可再生、可降解、可循環(huán)利用的綠色建筑材料[4]。而建筑施工過(guò)程中有一些鋼筋混凝土構(gòu)件施工等不滿足設(shè)計(jì)要求,所產(chǎn)生的建筑垃圾不僅占用資源且需要回收處理。我國(guó)古代木結(jié)構(gòu)作為主要的建筑形式,供人們居住生活,特別是木材獨(dú)特的紋理和氣息,傳遞著大自然的清新自在。后來(lái)由于建筑對(duì)木材的需求量逐漸遞增,木材供不應(yīng)求,加上混凝土、鋼材產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,木結(jié)構(gòu)建筑的市場(chǎng)需求量慢慢減少。隨著“綠色青山就是金山銀山”的提出,越來(lái)越多的人擔(dān)當(dāng)起保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境的重任。木結(jié)構(gòu)建筑的建造所使用的木材作為的結(jié)構(gòu)構(gòu)件,可以工廠批量化生產(chǎn),滿足建筑裝配式發(fā)展需求,且所使用的原材料儲(chǔ)備足。截止2021年我國(guó)完成的人造林面積134萬(wàn)hm2,居世界人造林面積第一。在木結(jié)構(gòu)建筑建造過(guò)程中,避免了一些不可回收的建筑垃圾產(chǎn)生。在對(duì)我國(guó)中低層輕木結(jié)構(gòu)建筑的全生命周期碳排放量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)時(shí),發(fā)現(xiàn)木結(jié)構(gòu)建筑全生命周期內(nèi)碳排放量明顯比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑減少了8.6%～13.7%。因此,木建筑助力“無(wú)廢城市”建設(shè)優(yōu)勢(shì)比較突出[5]。

2.3 竹木建筑按照3R原則對(duì)減少建筑垃圾的意義

3R即“Reduce、Reuse、Recyle”這三單詞的前綴都是Re-,表示重新干什么的意思,告知人們?cè)诮ㄖ袠I(yè)中對(duì)建筑材料使用的時(shí)候應(yīng)秉承節(jié)約綠色環(huán)保的思想。舉個(gè)最簡(jiǎn)單的例子,比如一件衣服舊了,通過(guò)很多方式進(jìn)行回收再利用都比直接扔掉更符合3R原則。再比如一個(gè)地區(qū)竹資源豐富但缺少砂石,在進(jìn)行房屋設(shè)計(jì)的時(shí)候就應(yīng)該首先設(shè)計(jì)使用竹材避免使用混凝土,這樣從源頭減少了砂石的開采、運(yùn)輸?shù)葐?wèn)題。對(duì)應(yīng)建筑行業(yè)在建筑領(lǐng)域首先是減量化原則,主要從設(shè)計(jì)開始,提倡實(shí)施有效地節(jié)約建筑材料的建造技術(shù);然后是再使用原則,將拆卸下來(lái)的建筑材料直接替換新材料使用;最后是循環(huán)利用原則,將建筑廢料回收、處理后繼續(xù)循環(huán)使用。按照這個(gè)原則竹木建筑對(duì)建筑垃圾的減少具有重要的意義,混凝土平均重量為同類木材重量的3倍,滿足設(shè)計(jì)階段的減量化原則。房屋生命周期進(jìn)入最后階段時(shí),木結(jié)構(gòu)建筑構(gòu)件可以被用于其他用途,而不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不良影響。即使被拆除的不能再作為建筑構(gòu)件使用,也可以用在景觀等領(lǐng)域。

2.4 竹木建筑全生命周期內(nèi)助力“無(wú)廢”戰(zhàn)略

溫哥華《無(wú)廢2040》戰(zhàn)略計(jì)劃中,建筑廢棄物位居四大重點(diǎn)戰(zhàn)略關(guān)注領(lǐng)域,通過(guò)減量化、再使用及循環(huán)利用等方式實(shí)現(xiàn)城市無(wú)廢的目標(biāo)。竹木材被用作建筑構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)使用及全壽命周期中都符合3R原則。竹木建筑施工周期短,裝配化生產(chǎn),構(gòu)件設(shè)計(jì)好后,在加工廠直接通過(guò)儀器進(jìn)行加工批量化生產(chǎn),對(duì)材料利用率相對(duì)較高,構(gòu)件生產(chǎn)好后運(yùn)輸?shù)绞┕?chǎng)地直接進(jìn)行拼裝,加快施工速度,避免了施工周期長(zhǎng)帶來(lái)的浪費(fèi)等不確定因素,滿足綠色建筑裝配化需求[6]。因地制宜發(fā)展竹木建筑以控制建筑垃圾源頭,我國(guó)是世界大國(guó),在進(jìn)行城鎮(zhèn)化發(fā)展道路中宜因地適宜使用竹、木材。在竹木材料資源盛產(chǎn)的地區(qū),就地使用竹木材進(jìn)行房屋建造,帶動(dòng)竹木產(chǎn)業(yè)發(fā)展,提高人們收入。浙江安吉縣竹林面積有72 000 hm2,竹材資源豐富,結(jié)合美麗鄉(xiāng)村建設(shè),在進(jìn)行房屋建造時(shí)多設(shè)計(jì)竹材作為構(gòu)件使用,打造具有竹特色的“優(yōu)雅竹城”,同時(shí)帶動(dòng)當(dāng)?shù)刂癞a(chǎn)業(yè)的發(fā)展。從源頭上采用綠色環(huán)?？苫厥战ㄖ牧?從而減少建筑垃圾的產(chǎn)出量。

3 總結(jié)

“無(wú)廢城市”建設(shè)是我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)的具體行動(dòng)項(xiàng),我國(guó)通過(guò)發(fā)布相關(guān)政策及法律法規(guī)逐步解決固體廢棄物(建筑垃圾比重較大)的源頭減量化及資源再利用化等主要問(wèn)題,并取得了一定的成果。在這個(gè)過(guò)程中,綠色建筑的提出給“無(wú)廢城市”建設(shè)帶來(lái)了新的方向,特別是竹木建筑在建筑市場(chǎng)上的推廣及應(yīng)用,從源頭上替代了鋼筋混凝土材料,直接減少了廢棄混凝土的出現(xiàn),同時(shí)竹木材料的應(yīng)用還帶動(dòng)了當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展。