竹木建筑助力“無廢城市”建設

劉偉杰, 張 悅, 賈朝羽, 吳 蓉, 呼夢潔

(揚州工業職業技術學院, 江蘇揚州 225127)

1 “無廢”理念下建筑垃圾現狀

1.1 “無廢”理念提出的背景

隨著人類對資源的開采使用,固體廢棄物逐漸增多,截至2017年全球使用資源產生的固體廢棄物326億t[1]。固體廢棄物回收利用率低,長期堆放占用陸地面積,特別是固體廢棄物隨意丟放導致河流堵塞、蠅蟲滋生影響人們生活,嚴重破壞生態環境。聯合國呼吁各國要重視可持續發展,對固體廢棄物進行無害化處理。“無廢”理念隨之被提出并執行,ZWIM(零廢棄國際聯盟)認為在對固態廢棄物進行處理時,應以保護資源為前提,處理過程中不焚燒且不應向空氣、水及土壤排放威脅人類及環境的物質[2]。各國根據實際情況采取不同的固體廢棄物處理方式。我國對無廢城市的建設根據每個城市經濟的發展、固體廢棄物來源以及固體廢棄物處理方式與所處環境的不同等,將建設“無廢城市”分為4個梯度,每個梯度制定響應的處理措施。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;第三梯度鼓勵使用可再生資源;第四梯度對固體廢棄物進行處理。竹木材料作為綠色、節能、環保、可再生的建筑材料,完全符合建設“無廢城市”的4個梯度,采用可再生的竹木材料進行房屋的建造助力“無廢城市”建設。

1.2 建筑垃圾現存問題

對于建筑垃圾的定義早在2005年建設部出臺的《城市建筑垃圾管理規定》中就提出了,對于建筑物、構筑物、管網等在新建、改建、擴建及拆除過程中產生的廢料棄土等廢棄物,以及城市居民在對房屋進行裝飾裝修過程中產生的廢棄塑料、廢棄金屬、廢棄砼等,統一定義為建筑垃圾。據統計我國城市固體廢棄物中約40%是建筑垃圾,當前建筑垃圾處理主要存在幾點問題[3]:

(1)建筑垃圾處理的重視度不夠高,建設工程過程中因趕工期和追求利潤,建筑垃圾多數直接填埋,這種處理措施不妥當,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有可能對水資源、土壤資源帶來一定的影響。

(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生量,提倡采用綠色環保、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,住房和城鄉建設部辦公廳印發《施工現場建筑垃圾減量化指導手冊》,明確建筑垃圾減量化應遵循“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措施:

(1)控制建筑垃圾在施工過程中的產生。尋找建筑垃圾產生的源頭,在新建、改建、拆除建筑物過程中都有建筑垃圾的產生,特別是施工工人操作不按施工工藝標準,導致驗收不通過返工重建,造成大量建筑垃圾的產生,而且還降低了工作效率。當然還有設計人員設計的施工圖紙準確度不高,由于圖紙錯誤進行的返工,也會產生建筑垃圾。鑒于此,政府相應的職能部門應采取措施使建筑企業在施工過程中,減少建筑垃圾的產生,并提倡建筑企業多采用環保型建筑材料,不僅減少建筑垃圾的產生,也保護了人們居住環境。

(2)研發環保型建筑材料并推廣使用。首先,建筑垃圾是建筑物施工過程中不可避免出現的產物,從源頭上最大限度減少建筑垃圾的產生,但還是會有建筑垃圾出現。應對建筑垃圾進行研發,通過現代化科技手段將其轉化成環保型的建筑材料,并將這些環保型的建筑材料再應用到建筑施工過程中。其次,在建筑施工過程中,可以使用一些環保型的建筑材料,比如竹木材料—可再生綠色建材。

(3)建筑企業強化建筑垃圾管理。按照建筑行業對建筑垃圾產生、處理方式及收費標準的規定,建筑企業在施工過程中安排專業人員從源頭抓起,規范施工工人的操作標準,嚴格審核施工設計圖紙的準確度,實時監督整個施工過程,最大程度減少建筑垃圾的產生。此外,安排專業人員對施工過程不可避免產生的建筑垃圾進行合理轉換,減少建筑垃圾,同時還降低了施工成本。

2 竹木建筑助力“無廢城市”建設

2.1 竹材在“無廢城市”建設中的優勢

竹木材是建筑領域無廢的代表,竹木材是可再生可降解的綠色環保建材。特別是竹材成材率高生長周期短,千百年來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度木質纖維來替代傳統的纖維制作高鐵的車廂材料。我國云南南部地區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。自古以來都有竹材經過加工用于建造房屋、涼亭的案例,特別是竹資源盛產的地區,我國有十大竹鄉,把竹材最大化利用的當數浙江安吉了。安吉是“金山銀山,不如綠水青山”的發揚地,當地人們建造了竹林海洋作為旅游基地,同時帶動當地的竹制品的銷量,當地企業與科研機構共同合作研發新型的重組竹材料,更好地用于住宅建造時的結構構件中,更大范圍增加了竹材的利用率。

2.2 木材在“無廢城市”建設中的優勢

木結構建筑所使用的木材來源于森林,我國森林資源豐富,且木材是可再生、可降解、可循環利用的綠色建筑材料[4]。而建筑施工過程中有一些鋼筋混凝土構件施工等不滿足設計要求,所產生的建筑垃圾不僅占用資源且需要回收處理。我國古代木結構作為主要的建筑形式,供人們居住生活,特別是木材獨特的紋理和氣息,傳遞著大自然的清新自在。后來由于建筑對木材的需求量逐漸遞增,木材供不應求,加上混凝土、鋼材產業的不斷發展,木結構建筑的市場需求量慢慢減少。隨著“綠色青山就是金山銀山”的提出,越來越多的人擔當起保護自然生態環境的重任。木結構建筑的建造所使用的木材作為的結構構件,可以工廠批量化生產,滿足建筑裝配式發展需求,且所使用的原材料儲備足。截止2021年我國完成的人造林面積134萬hm2,居世界人造林面積第一。在木結構建筑建造過程中,避免了一些不可回收的建筑垃圾產生。在對我國中低層輕木結構建筑的全生命周期碳排放量進行統計時,發現木結構建筑全生命周期內碳排放量明顯比鋼筋混凝土結構建筑減少了8.6%～13.7%。因此,木建筑助力“無廢城市”建設優勢比較突出[5]。

2.3 竹木建筑按照3R原則對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,告知人們在建筑行業中對建筑材料使用的時候應秉承節約綠色環保的思想。舉個最簡單的例子,比如一件衣服舊了,通過很多方式進行回收再利用都比直接扔掉更符合3R原則。再比如一個地區竹資源豐富但缺少砂石,在進行房屋設計的時候就應該首先設計使用竹材避免使用混凝土,這樣從源頭減少了砂石的開采、運輸等問題。對應建筑行業在建筑領域首先是減量化原則,主要從設計開始,提倡實施有效地節約建筑材料的建造技術;然后是再使用原則,將拆卸下來的建筑材料直接替換新材料使用;最后是循環利用原則,將建筑廢料回收、處理后繼續循環使用。按照這個原則竹木建筑對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,滿足設計階段的減量化原則。房屋生命周期進入最后階段時,木結構建筑構件可以被用于其他用途,而不會對環境產生不良影響。即使被拆除的不能再作為建筑構件使用,也可以用在景觀等領域。

2.4 竹木建筑全生命周期內助力“無廢”戰略

溫哥華《無廢2040》戰略計劃中,建筑廢棄物位居四大重點戰略關注領域,通過減量化、再使用及循環利用等方式實現城市無廢的目標。竹木材被用作建筑構件進行設計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,構件設計好后,在加工廠直接通過儀器進行加工批量化生產,對材料利用率相對較高,構件生產好后運輸到施工場地直接進行拼裝,加快施工速度,避免了施工周期長帶來的浪費等不確定因素,滿足綠色建筑裝配化需求[6]。因地制宜發展竹木建筑以控制建筑垃圾源頭,我國是世界大國,在進行城鎮化發展道路中宜因地適宜使用竹、木材。在竹木材料資源盛產的地區,就地使用竹木材進行房屋建造,帶動竹木產業發展,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,結合美麗鄉村建設,在進行房屋建造時多設計竹材作為構件使用,打造具有竹特色的“優雅竹城”,同時帶動當地竹產業的發展。從源頭上采用綠色環保可回收建筑材料,從而減少建筑垃圾的產出量。

3 總結

“無廢城市”建設是我國生態文明建設的具體行動項,我國通過發布相關政策及法律法規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題,并取得了一定的成果。在這個過程中,綠色建筑的提出給“無廢城市”建設帶來了新的方向,特別是竹木建筑在建筑市場上的推廣及應用,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,同時竹木材料的應用還帶動了當地的經濟發展。