竹木建筑助力“无废城市”建设

刘伟杰, 张 悦, 贾朝羽, 吴 蓉, 呼梦洁

(扬州工业职业技术学院, 江苏扬州 225127)

1 “无废”理念下建筑垃圾现状

1.1 “无废”理念提出的背景

随着人类对资源的开采使用,固体废弃物逐渐增多,截至2017年全球使用资源产生的固体废弃物326亿t[1]。固体废弃物回收利用率低,长期堆放占用陆地面积,特别是固体废弃物随意丢放导致河流堵塞、蝇虫滋生影响人们生活,严重破坏生态环境。联合国呼吁各国要重视可持续发展,对固体废弃物进行无害化处理。“无废”理念随之被提出并执行,ZWIM(零废弃国际联盟)认为在对固态废弃物进行处理时,应以保护资源为前提,处理过程中不焚烧且不应向空气、水及土壤排放威胁人类及环境的物质[2]。各国根据实际情况采取不同的固体废弃物处理方式。我国对无废城市的建设根据每个城市经济的发展、固体废弃物来源以及固体废弃物处理方式与所处环境的不同等,将建设“无废城市”分为4个梯度,每个梯度制定响应的处理措施。第一梯度减少资源损耗;第二梯度减少非必要的固体废弃物排放;第三梯度鼓励使用可再生资源;第四梯度对固体废弃物进行处理。竹木材料作为绿色、节能、环保、可再生的建筑材料,完全符合建设“无废城市”的4个梯度,采用可再生的竹木材料进行房屋的建造助力“无废城市”建设。

1.2 建筑垃圾现存问题

对于建筑垃圾的定义早在2005年建设部出台的《城市建筑垃圾管理规定》中就提出了,对于建筑物、构筑物、管网等在新建、改建、扩建及拆除过程中产生的废料弃土等废弃物,以及城市居民在对房屋进行装饰装修过程中产生的废弃塑料、废弃金属、废弃砼等,统一定义为建筑垃圾。据统计我国城市固体废弃物中约40%是建筑垃圾,当前建筑垃圾处理主要存在几点问题[3]:

(1)建筑垃圾处理的重视度不够高,建设工程过程中因赶工期和追求利润,建筑垃圾多数直接填埋,这种处理措施不妥当,直接填埋建筑垃圾的这种方式,不仅占用了土壤资源,且建筑垃圾中的有害物质有可能对水资源、土壤资源带来一定的影响。

(2)建筑垃圾的资源再利用低,建筑垃圾中的一些材料本可以回收再利用。

(3)从源头上减少建筑垃圾的产生量,提倡采用绿色环保、可再生的建筑材料。

1.3 建筑垃圾减量化措施

2020年5月8日,住房和城乡建设部办公厅印发《施工现场建筑垃圾减量化指导手册》,明确建筑垃圾减量化应遵循“源头减量、分类管理、就地处置、排放控制”的原则。因此,建筑垃圾减量化可以采取几点措施:

(1)控制建筑垃圾在施工过程中的产生。寻找建筑垃圾产生的源头,在新建、改建、拆除建筑物过程中都有建筑垃圾的产生,特别是施工工人操作不按施工工艺标准,导致验收不通过返工重建,造成大量建筑垃圾的产生,而且还降低了工作效率。当然还有设计人员设计的施工图纸准确度不高,由于图纸错误进行的返工,也会产生建筑垃圾。鉴于此,政府相应的职能部门应采取措施使建筑企业在施工过程中,减少建筑垃圾的产生,并提倡建筑企业多采用环保型建筑材料,不仅减少建筑垃圾的产生,也保护了人们居住环境。

(2)研发环保型建筑材料并推广使用。首先,建筑垃圾是建筑物施工过程中不可避免出现的产物,从源头上最大限度减少建筑垃圾的产生,但还是会有建筑垃圾出现。应对建筑垃圾进行研发,通过现代化科技手段将其转化成环保型的建筑材料,并将这些环保型的建筑材料再应用到建筑施工过程中。其次,在建筑施工过程中,可以使用一些环保型的建筑材料,比如竹木材料—可再生绿色建材。

(3)建筑企业强化建筑垃圾管理。按照建筑行业对建筑垃圾产生、处理方式及收费标准的规定,建筑企业在施工过程中安排专业人员从源头抓起,规范施工工人的操作标准,严格审核施工设计图纸的准确度,实时监督整个施工过程,最大程度减少建筑垃圾的产生。此外,安排专业人员对施工过程不可避免产生的建筑垃圾进行合理转换,减少建筑垃圾,同时还降低了施工成本。

2 竹木建筑助力“无废城市”建设

2.1 竹材在“无废城市”建设中的优势

竹木材是建筑领域无废的代表,竹木材是可再生可降解的绿色环保建材。特别是竹材成材率高生长周期短,千百年来竹子被用制作各种工具及建筑中,也可以用竹子提取出的高强度木质纤维来替代传统的纤维制作高铁的车厢材料。我国云南南部地区很多凉亭就是利用竹材建造的,在炎热天气中,竹制凉亭避暑效果好、舒适性也高。自古以来都有竹材经过加工用于建造房屋、凉亭的案例,特别是竹资源盛产的地区,我国有十大竹乡,把竹材最大化利用的当数浙江安吉了。安吉是“金山银山,不如绿水青山”的发扬地,当地人们建造了竹林海洋作为旅游基地,同时带动当地的竹制品的销量,当地企业与科研机构共同合作研发新型的重组竹材料,更好地用于住宅建造时的结构构件中,更大范围增加了竹材的利用率。

2.2 木材在“无废城市”建设中的优势

木结构建筑所使用的木材来源于森林,我国森林资源丰富,且木材是可再生、可降解、可循环利用的绿色建筑材料[4]。而建筑施工过程中有一些钢筋混凝土构件施工等不满足设计要求,所产生的建筑垃圾不仅占用资源且需要回收处理。我国古代木结构作为主要的建筑形式,供人们居住生活,特别是木材独特的纹理和气息,传递着大自然的清新自在。后来由于建筑对木材的需求量逐渐递增,木材供不应求,加上混凝土、钢材产业的不断发展,木结构建筑的市场需求量慢慢减少。随着“绿色青山就是金山银山”的提出,越来越多的人担当起保护自然生态环境的重任。木结构建筑的建造所使用的木材作为的结构构件,可以工厂批量化生产,满足建筑装配式发展需求,且所使用的原材料储备足。截止2021年我国完成的人造林面积134万hm2,居世界人造林面积第一。在木结构建筑建造过程中,避免了一些不可回收的建筑垃圾产生。在对我国中低层轻木结构建筑的全生命周期碳排放量进行统计时,发现木结构建筑全生命周期内碳排放量明显比钢筋混凝土结构建筑减少了8.6%～13.7%。因此,木建筑助力“无废城市”建设优势比较突出[5]。

2.3 竹木建筑按照3R原则对减少建筑垃圾的意义

3R即“Reduce、Reuse、Recyle”这三单词的前缀都是Re-,表示重新干什么的意思,告知人们在建筑行业中对建筑材料使用的时候应秉承节约绿色环保的思想。举个最简单的例子,比如一件衣服旧了,通过很多方式进行回收再利用都比直接扔掉更符合3R原则。再比如一个地区竹资源丰富但缺少砂石,在进行房屋设计的时候就应该首先设计使用竹材避免使用混凝土,这样从源头减少了砂石的开采、运输等问题。对应建筑行业在建筑领域首先是减量化原则,主要从设计开始,提倡实施有效地节约建筑材料的建造技术;然后是再使用原则,将拆卸下来的建筑材料直接替换新材料使用;最后是循环利用原则,将建筑废料回收、处理后继续循环使用。按照这个原则竹木建筑对建筑垃圾的减少具有重要的意义,混凝土平均重量为同类木材重量的3倍,满足设计阶段的减量化原则。房屋生命周期进入最后阶段时,木结构建筑构件可以被用于其他用途,而不会对环境产生不良影响。即使被拆除的不能再作为建筑构件使用,也可以用在景观等领域。

2.4 竹木建筑全生命周期内助力“无废”战略

温哥华《无废2040》战略计划中,建筑废弃物位居四大重点战略关注领域,通过减量化、再使用及循环利用等方式实现城市无废的目标。竹木材被用作建筑构件进行设计使用及全寿命周期中都符合3R原则。竹木建筑施工周期短,装配化生产,构件设计好后,在加工厂直接通过仪器进行加工批量化生产,对材料利用率相对较高,构件生产好后运输到施工场地直接进行拼装,加快施工速度,避免了施工周期长带来的浪费等不确定因素,满足绿色建筑装配化需求[6]。因地制宜发展竹木建筑以控制建筑垃圾源头,我国是世界大国,在进行城镇化发展道路中宜因地适宜使用竹、木材。在竹木材料资源盛产的地区,就地使用竹木材进行房屋建造,带动竹木产业发展,提高人们收入。浙江安吉县竹林面积有72 000 hm2,竹材资源丰富,结合美丽乡村建设,在进行房屋建造时多设计竹材作为构件使用,打造具有竹特色的“优雅竹城”,同时带动当地竹产业的发展。从源头上采用绿色环保可回收建筑材料,从而减少建筑垃圾的产出量。

3 总结

“无废城市”建设是我国生态文明建设的具体行动项,我国通过发布相关政策及法律法规逐步解决固体废弃物(建筑垃圾比重较大)的源头减量化及资源再利用化等主要问题,并取得了一定的成果。在这个过程中,绿色建筑的提出给“无废城市”建设带来了新的方向,特别是竹木建筑在建筑市场上的推广及应用,从源头上替代了钢筋混凝土材料,直接减少了废弃混凝土的出现,同时竹木材料的应用还带动了当地的经济发展。