2021-4-9 | 生态发展论文
作者：刘海萍 宋德萱 单位：同济大学建筑城规学院
1研究背景
1.1生态城市发展背景
城市本质上就是一个系统，像其他微观或者宏观的系统一样，只有保持良性的循环才能长期达到平衡发展。比如现今的太空垃圾问题（图1），数量逐年递增，那是人类长期的太空发展产生的废弃物；又如中水的循环利用，是在处理生活废水问题上的有效途径。亚尼茨基认为，生态城市是一种理想城市模式，是按生态学原理建立起一种经济、社会和自然协调发展，物质、能量和信息高效利用，生态良性循环的人类聚居地[1]。近30年来，随着我国改革开放的深入，社会进行全方位深刻变革，我国城市已经进入一个高速城市化的重要阶段。按照世界城市化发展的一般规律，当一个国家城市化程度处在30％～40％时，其城市发展将达到一个高峰期，其城市和空间结构将发生重大调整和迅速变化[2]，之前并不被关注的建筑废弃物处理渐渐成为城市发展带来的新问题（图2）。
1.2建筑废弃物的产生及危害
根据住建部相关规定，建筑废弃物与工程渣土归为一类，是指建设、施工单位或个人对各类建筑物、构筑物、管网等进行建设、铺设或拆除、修缮过程中所产生的渣土、弃土、弃料、余泥及其他废弃物。按照来源分类，建筑废弃物可分为土地开挖、道路开挖、旧建筑物拆除、建筑施工和建材生产废弃物五类，其中旧建筑物拆除和建筑施工产生的废弃物占绝大部分。建筑废弃物可能误被看作是无害材料[3]，但大量的建筑废弃物不经处理被直接填埋或者运往郊区堆放，由此造成的危害表现在很多方面，例如侵占土地，污染水体、大气和土壤，影响市容和环境卫生（包括运输和处理过程），浪费自然资源等等，随着建筑材料的发展，成分趋向复杂化，使用的有机材料增多，使得危害程度进一步恶化。
2国内现状
2.1总量分析
建筑业对环境有着重要的影响，不合理的土地工程环境建设导致的土地污染问题，使之成为“三废”的源头之一（图3）[4]。我国每年的建筑废弃物产生量巨大（表1），仅施工建设所产生和排出的建筑废渣就有4000万t[5]，2001年统计的结果表明固体废弃物产生量为全球的29%，其中建筑活动产生的废弃物接近40%[6]。占用大量土地，造成了环境污染。从表1中可以看出，与其他发达国家或地区相比，我国目前的建筑废弃物产生量巨大，采用线性回归分析预测出未来几年全国每年可能产生的建筑垃圾量[7](图4)，结果预测在未来10年里，全国建筑垃圾产生总量平均每年将达到13亿t，同样也意味着我国在废弃物减量及回收方面仍有很大的潜力。
2.2存在问题
首先，建筑师在设计阶段并没意识到建筑废弃物管理的重要性，相关调查显示我国61.4%的建筑师指出他们没有为废弃物减量化的设计管理做过任何努力，而英国的调查结果约为此数据的一半[8]（图5）。与发达国家相比，建筑业对于废弃物处理的低关注度是这学科发展较落后的主要障碍。其次，对回收利用的附加费用的考虑影响了使用，与预料的相反，纯粹的原材料实际上比循环利用的材料便宜，并且循环使用的材料质量频遭质疑。自1950年以来，混凝土废料的比例上升，而砖石废料减少，这意味着废料里合成物的含量提高，增加了回收利用的复杂性和技术性要求[9]。再者，我国法律上缺乏对企业产生大量建筑废弃物的约束机制，对建筑废弃物的综合利用缺乏积极的推动措施，难度主要涉及到建筑废弃物管理的两组主要利益相关者考虑的方面不同，一方包括政府，公众和非政府组织，倾向于减少建筑废弃物填埋的总量；另一方由负责工程的甲方，主要承包商及转包商组成，他们更加关注利润，很少关注是否会加重环境负担的问题。社会、公众、单位的责任不清，导致了最后由处于被动状态的政府独立承担（政府部门、环保部门、建筑建材行业等）。
3国外现状
发达国家(地区)在城市更新过程中十分重视废料减量化管理的研究，并取得了十分明显的效果。在政策前沿方面，美国的《超级基金法》规定“任何生产有工业废弃物的企业，必须自行妥善处理，不得擅自随意倾卸”。德国政府在废弃物法增补草案中，将各种建筑废弃物的利用率比例作了规定，并对未处理利用的建筑弃物征收存放费。日本政府早在1977年制定了《再生骨料和再生混凝土使用规范》和《再生集料和再生集料混凝土使用规程》，并相继在各地建立了以处理混凝土废弃物为主的再生加工厂，1991年到2000年年间制定了一系列相关规定，而且东京在1998年对再生资源的重新利用率就已经达到56%。在技术经验方面，发达国家在相关技术领域的研究已取得明显成效，并各具特点。英国已开发出来专门用来回收湿润砂浆和混凝土的冲洗机器。法国还利用碎混凝土和砖块生产出砖石混凝土砌块，所获得的混凝土已被测定为符合与砖石混凝土材料有关的标准。此外还有荷兰的砂再循环网络技术，德国西门子公司开发的干馏燃烧废弃物处理工艺，美国的微波技术等。另一方面，越来越多复杂的建模和模拟技术有效应用于此领域，且被认为是这个学科将来发展的重要方向[10]。例如SMARTWaste软件可以对不同项目做建筑废弃物的全程分析，虽然分析结果不能用于比较，但是可以用于将来的同种房屋建设参考，并起到废弃物减量化的目标。
4我国建筑废弃物管理的生态发展之路
4.1前景广阔，但意识需提高首先，我国建筑师对建筑废弃物的回收利用有一定认识，但仍未意识到设计阶段从源头就应该开始控制，在设计前期可为减量化贡献的途径有很多，例如优化建筑设计，保证建筑物的质量和耐久度，使用绿色材料，倡导构件标准化等。其次作为重要角色的工程推动者——甲方的社会责任意识仍需加强。在对相关人士的调查结果中表明，他们认为“甲方缺乏兴趣”是影响废弃物减量化设计最主要的原因[11]；建筑废弃物的处理同时也是一个社会问题，不能全部将责任转嫁到政府，社会、公众、企业应共同应对。再次，施工人员的微小努力可能影响建筑废弃物的产量，因为建造现场一个主要的问题就是每天少量的废弃物日积月累，所以应提高相关施工人员对资源有效利用的意识。日本对此的主导方针是尽可能不从施工现场运出垃圾，要尽可能重新利用[12]。最后，政府应该加强法律法规方面的颁布和完善，对企业进行有效督导和因势利导的补贴及政策优惠，使企业在享受带来的社会效益的同时，也能保证利润的平衡。例如新加坡规定在工程竣工验收时，将建筑垃圾处置情况纳入验收指标体系范围，建筑垃圾处理未达标的工程不予发放建筑使用许可证。