建筑垃圾綜合利用及管理的現(xiàn)狀和進展

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簡介： 對國內(nèi)外建筑垃圾的管理現(xiàn)狀及綜合利用技術(shù)進行了全面的調(diào)查和總結(jié)。分析了建筑垃圾的成分及特征，指出了我國建筑垃圾綜合利用和管理方面存在的問題，提出了適合我國國情的建筑垃圾循環(huán)管理模式。
關(guān)鍵字：建筑垃圾 綜合利用 處置 線性模式 循環(huán)模式

　建筑垃圾的管理是城市管理的重要環(huán)節(jié)之一^[1]。建筑垃圾是在建（構(gòu)）筑物的建設(shè)、維修、拆除過程中產(chǎn)生的，主要為固體廢棄物，包括廢混凝土塊、瀝青混凝土塊、施工過程中散落的砂漿和混凝土、碎磚渣、金屬、竹木材、裝飾裝修產(chǎn)生的廢料、各種包裝材料和其他廢棄物等^[2,3]。鑒于建筑垃圾的組成特點和它產(chǎn)生于建設(shè)工程現(xiàn)場的實際情況，將其回收作為建筑材料，是建筑垃圾回收利用的有效手段^[4,5]。本文對國內(nèi)外建筑垃圾的管理現(xiàn)狀及綜合利用技術(shù)進行了全面的調(diào)查和總結(jié)，分析了建筑垃圾的成分及特征，對我國建筑垃圾綜合利用和管理方面的問題進行了系統(tǒng)的研究，并提出了適合我國國情的建筑垃圾循環(huán)管理模式。

　　1 建筑垃圾的種類及組分

　　建筑垃圾主要包括：舊城改造過程中拆除舊建筑產(chǎn)生的建筑垃圾；建筑物在施工過程中產(chǎn)生的建筑垃圾。表1中列出了不同結(jié)構(gòu)形式的建筑工地中建筑施工垃圾組成比例和單位建筑面積產(chǎn)生的垃圾量。

　　表1 建筑施工垃圾的數(shù)量和組成（%）

垃圾組成施工垃圾組成比例施工垃圾主要組成部分占其材料購買量的比例磚混結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)框架-剪力墻結(jié)構(gòu)碎磚（碎砌磚）30～5015～3010～203～12砂漿8～1510～2010～205～10混凝土8～1515～3015～351～4樁頭—8～158～205～15包裝材料5～155～2010～20—屋面材料2～52～52～53～8鋼材1～52～82～82～8木材1～51～51～55～10其他10～2010～2010～20—合計100100100—垃圾產(chǎn)生量¹⁾ (kg/m²)50～20045～15040～150—

　　1) 單位建筑面積產(chǎn)生的施工垃圾量。

　　從表1可見，建筑施工垃圾的成分有：土、渣土、廢鋼筋、廢鐵絲和各種廢鋼配件、金屬管線廢料、廢竹木、木屑、刨花、各種裝飾材料的包裝箱、包裝袋、散落的砂漿和混凝土、碎磚和碎混凝土塊、搬運過程中散落的黃砂、石子和塊石等。這些材料約占建筑施工垃圾總量的80%。對不同結(jié)構(gòu)形式的建筑工地，垃圾組成比例略有不同。而垃圾數(shù)量因施工管理情況不同在各工地差異很大。

　　中國香港特區(qū)舊城改造和建筑施工中建筑垃圾的典型組成和比例^[1] 見圖1、2。

　　圖1中國香港特區(qū)舊城改造建筑垃圾的典型組成和比例（%）

　　圖2中國香港特區(qū)建筑施工垃圾的典型組成和比例（%）

　　由圖1、2可知，香港進行舊城改造時產(chǎn)生的建筑垃圾主要是加固混凝土、混凝土、渣土，其總和達到65%。而建筑施工中產(chǎn)生的垃圾主要是渣土、碎石、木材，其總和達到55%。

　　1998年，香港特區(qū)的建筑垃圾產(chǎn)生量約為32710t/d。為了處理如此大量的建筑垃圾，香港采用了如下戰(zhàn)略：將其中的惰性部分（如沙子、磚頭和混凝土）進行回收利用；非惰性部分（如竹子、塑料、玻璃、木材、紙、蔬菜和其他有機物）作為廢物在填埋場填埋。香港歷年建筑垃圾的產(chǎn)生量統(tǒng)計見圖3，建筑垃圾中惰性與非惰性部分的比例^[1]見圖4。

　　圖3 中國香港特區(qū)1980～1998年建筑垃圾的產(chǎn)生量統(tǒng)計

　　圖4 中國香港特區(qū)建筑垃圾中惰性部分與非惰性部分的比例

　　2 國外建筑垃圾綜合利用現(xiàn)狀

　　建筑垃圾中的許多廢棄物經(jīng)過分撿、剔除或粉碎后，大多可作為再生資源重新利用。綜合利用建筑垃圾是節(jié)約資源、保護生態(tài)的有效途徑。在這方面，日本、美國、德國等發(fā)達國家進行的比較早，給我們提供了許多先進的經(jīng)驗和處理方法。

　　通常，建筑材料，如石塊，其原料價格要比再循環(huán)的材料價廉。由于國土面積小，資源相對匱乏，日本的構(gòu)造原料價格要比歐洲高。因此，日本人將建筑垃圾視為“建筑副產(chǎn)品”，十分重視將其作為可再生資源而重新開發(fā)利用。比如港埠設(shè)施，以及其他改造工程的基礎(chǔ)設(shè)施配件可以利用再循環(huán)的石料，代替相當量的自然采石場礫石材料^[2]。

　　1977年日本政府制定了《再生骨料和再生混凝土使用規(guī)范》，并相繼在各地建立了以處理混凝土廢棄物為主的再生加工廠，生產(chǎn)再生水泥和再生骨料，生產(chǎn)規(guī)模最大的可加工生產(chǎn)100t/h。1991年日本政府又制定了《資源重新利用促進法》，規(guī)定建筑施工過程中產(chǎn)生的渣土、混凝土塊、瀝青混凝土塊、木材、金屬等建筑垃圾，必須送往“再資源化設(shè)施”進行處理。日本對于建筑垃圾的主導(dǎo)方針是：盡可能不從施工現(xiàn)場排出建筑垃圾；建筑垃圾要盡可能的重新利用；對于重新利用有困難的則應(yīng)適當予以處理^[3]。

　　美國政府則制定了《超級基金法》，規(guī)定：“任何生產(chǎn)有工業(yè)廢棄物的企業(yè)，必須自行妥善處理，不得擅自隨意傾卸”。從而在源頭上限制了建筑垃圾的產(chǎn)生量，促使各企業(yè)自覺的尋求建筑垃圾資源化利用途徑。美國住宅營造商協(xié)會正在推廣一種“資源保護屋”，其墻壁是用回收的輪胎和鋁合金廢料建成的，屋架所用的大部分鋼料是從建筑工地上回收來的，所用的板材是鋸末和碎木料加上20%的聚乙烯制成，屋面的主要原料是舊的報紙和紙板箱。這種住宅不僅積極利用了廢棄的金屬、木料、紙板，而且比較好的解決了住房緊張和環(huán)境保護之間的矛盾^[4]。

　　此外，美國的CYCLEAN公司采用微波技術(shù)，可以100%的回收利用再生舊瀝青路面料，其質(zhì)量與新拌瀝青路面料相同，而成本可降低1/3，同時節(jié)約了垃圾清運和處理等費用，大大減輕了城市的環(huán)境污染；對已經(jīng)過預(yù)處理的建筑垃圾，則運往“再資源化處理中心”，采用焚燒法進行集中處理。

　　法國CSTB公司是歐洲首屈一指的“廢物及建筑業(yè)”集團，專門統(tǒng)籌在歐洲的“廢物及建筑業(yè)”業(yè)務(wù)。公司提出的廢物管理整體方案有兩大目標：一是通過對新設(shè)計建筑產(chǎn)品的環(huán)保特性進行研究，從源頭控制工地廢物的產(chǎn)量；二是在施工、改善及清拆工程中，通過對工地廢物的生產(chǎn)及收集作出預(yù)測評估，以確定有關(guān)的回收應(yīng)用程序，從而提升廢物管理的層次。該公司以強大的數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，使用軟件工具對建筑垃圾進行從產(chǎn)生到處理的全過程分析控制，以協(xié)助在建筑物使用壽命期內(nèi)的不同階段作出決策。例如可評估建筑產(chǎn)品的整體環(huán)保；可依據(jù)有關(guān)執(zhí)行過程、維修類別，以及不同的建筑物清拆類型，對減少某種產(chǎn)品所產(chǎn)生的廢物量進行評估；可向顧問人員、總承建商，以及承包機構(gòu)（客戶），就某一產(chǎn)品或產(chǎn)品系列對環(huán)保及健康影響提供相關(guān)的概覽資料；可以對廢物管理所需的程序及物料作出預(yù)測；可根據(jù)廢物的最終用途或質(zhì)量制訂運輸方案；就任何使用“再造”原料的新工藝，在技術(shù)、經(jīng)濟及環(huán)境方面的可行性作出評核，而且可估計產(chǎn)品的性能。

　　在荷蘭，建筑業(yè)每年產(chǎn)生的廢物大約為14×10⁶t，大多數(shù)是拆毀和改造舊建筑物的產(chǎn)物（石塊、金屬、塑料和木材的雜亂物）。目前，已有70% 的建筑廢物可以被再循環(huán)利用，但是荷蘭政府希望將這個百分比增加到 90%。因此，他們制定了一系列法律，建立限制廢物的傾卸處理、強制再循環(huán)運行的質(zhì)量控制制度。荷蘭建筑廢物循環(huán)再利用的重要副產(chǎn)品是篩砂，產(chǎn)量大約1×10⁶t/a。砂很容易被污染，其再利用是有限制的。為此荷蘭采用了砂再循環(huán)網(wǎng)絡(luò)，由揀分公司負責有效篩砂：依照它的污染水平分類，儲存干凈的砂，清理被污染的砂^[5]。

　　德國將建筑垃圾分成土地開挖、碎舊建筑材料、道路開挖和建筑施工工地垃圾，1987～1995年各類建筑垃圾的再利用情況見表2^[6]。德國聯(lián)邦環(huán)境基金會總部的建筑就是用了舊混凝土集料。德國西門子公司開發(fā)的干餾燃燒垃圾處理工藝，可將垃圾中的各種可再生材料十分干凈地分離出來，再回收利用，對于處理過程中產(chǎn)生的燃氣則用于發(fā)電，垃圾經(jīng)干餾燃燒處理后有害重金屬物質(zhì)僅剩下2～3kg/t，有效地解決了垃圾占用大片耕地的問題。

　　表2 德國1987～1995年各類建筑垃圾的再生利用率（%）

垃圾類別19871989199119931995碎舊建筑材料2017396260建筑工地垃圾^1）0002740  道路開挖垃圾6955838790

　　1）碎舊建筑材料主要用作道路路基、造垃圾填埋場、人造風景和種植等。

　　總之，這些國家大多施行的是“建筑垃圾源頭削減策略”，即在建筑垃圾形成之前，就通過科學(xué)管理和有效的控制措施將其減量化。對于產(chǎn)生的建筑垃圾則采用科學(xué)手段，使其具有再生資源的功能。

　　3 國內(nèi)建筑垃圾綜合利用現(xiàn)狀

　　長期以來，我國的建筑垃圾再利用沒有引起很大重視，通常是未經(jīng)任何處理就被運到郊外或農(nóng)村，采用露天堆放或填埋的方式進行處理。隨著我國城鎮(zhèn)建設(shè)的蓬勃發(fā)展，建筑垃圾的產(chǎn)生量也與日俱增。目前，我國每年的建筑垃圾數(shù)量已在城市垃圾總量中占有很大比例，成為廢物管理中的難題。上海、北京等城市的一些建筑公司在對建筑垃圾的回收利用方面作了一些嘗試。

　　1990年7月，上海市第二建筑工程公司在市中心的“華亭”和“霍蘭”2項工程的7幢高層建筑施工過程中，將結(jié)構(gòu)施工階段產(chǎn)生的建筑垃圾，經(jīng)分揀、剔除并將有用的廢渣碎塊粉碎后，與標準砂按1:1的比例拌合作為細骨料，用于抹灰砂漿和砌筑砂漿。共計回收利用建筑廢渣480t，節(jié)約砂子材料費1.44萬元和垃圾清運費3360元，扣除粉碎設(shè)備等購置費，凈收益1.24余萬元。1992年6月，北京城建集團一公司先后在9萬m²不同結(jié)構(gòu)類型的多層和高層建筑的施工過程中，回收利用各種建筑廢渣840多噸，用于砌筑砂漿、內(nèi)墻和頂棚抹灰、細石混凝土樓地面和混凝土墊層，使用面積達3萬多平方米，節(jié)約資金3.5萬余元^[7]。

　　最近，河北工專新興科技服務(wù)總公司開發(fā)成功一種“用建筑垃圾夯擴超短異型樁施工技術(shù)”^[8]，在綜合利用建筑垃圾方面有了突破性進展。該項技術(shù)是采用舊房改造、拆遷過程中產(chǎn)生的碎磚瓦、廢鋼渣、碎石等建筑垃圾為填料，經(jīng)重錘夯擴形成擴大頭的鋼筋混凝土短樁，并采用了配套的減隔振技術(shù)，具有擴大樁端面積和擠密地基的作用。單樁豎向承載力設(shè)計值可達500～700kN。經(jīng)測算，該項技術(shù)較其它常用技術(shù)可節(jié)約基礎(chǔ)投資20%左右。

　　4 我國建筑垃圾管理基本對策

　　4.1 我國目前余泥渣土的管理體制

　　我國目前對余泥渣土的管理，各個城市有所不同，管理部門也有所不同，基本上可以分為2種。

　　4.1.1 二級管理體制主要運用于大城市以及較發(fā)達地區(qū)，例如北京、上海、廣州等。通常是在行政市里設(shè)立建筑垃圾排放管理部門，以市政管理委員會為行政主管機關(guān)，是獨立的法人核算單位。下屬各區(qū)再設(shè)立建筑垃圾的排放管理部門，屬各區(qū)市容環(huán)衛(wèi)部門領(lǐng)導(dǎo)。運輸方面由經(jīng)過批準的車輛或運輸公司負責，執(zhí)法由城市綜合執(zhí)法部門派隊員到建筑垃圾排放管理部門合署辦公。

　　4.1.2 統(tǒng)一管理體制主要用于面積較小的地區(qū)，例如鹽城、南通、石家莊、廈門、濟南等。成立全市的建筑垃圾管理部門，實行一體化的建筑垃圾管理及執(zhí)法運作機制，受市城市管理部門法律委托，具體負責渣土管理及執(zhí)法工作。一是行政許可，對施工活動中產(chǎn)生的建筑垃圾、工程渣土的處置進行審批發(fā)證，規(guī)范清運過程的時間、線路，指定或經(jīng)審查后確認處置地點；二是行政處罰，依據(jù)國家、省、市法規(guī)或規(guī)章，對影響市容、污染環(huán)境、不服從管理等違章行為進行處罰，確保審批工作的權(quán)威性。

　　4.2 我國建筑垃圾目前存在的問題

　　長期以來，我國的建筑行業(yè)都是采用傳統(tǒng)方式施工，原料消耗大，加上管理的落后，從而產(chǎn)生大量的建筑垃圾。雖然已開始進行新型建材開發(fā)和利用，但規(guī)模和數(shù)量還非常有限。

　　我國在利用工業(yè)廢料(如煤矸石、石煤、粉煤灰、爐渣等)取代粘土原料生產(chǎn)墻體材料方面取得了顯著成就。而對建筑垃圾的利用剛剛起步，還沒有一套適合我國國情的建筑垃圾資源化手段。

　　4.3 解決我國建筑垃圾存在問題的基本對策

　　要想從根本上解決我國建筑垃圾存在的問題，應(yīng)采取建筑周期全過程的管理模式。改變傳統(tǒng)的建筑原料——建筑物——建筑垃圾的線性模式（總消耗=消耗A+消耗B），形成建筑原料——建筑物——建筑垃圾——再生原料的循環(huán)模式[總消耗=消耗（A-X）+消耗（B-X）+消耗（X）（其中：A—自然的材料合計和運轉(zhuǎn)；B—廢棄的材料運轉(zhuǎn)和處理的合計，X—合計再循環(huán)材料）]。在建筑過程中讓原材料得到最大限度地合理、高效、持久地利用，并將其對自然環(huán)境的影響降低到盡可能小的程度，從而形成高利用、低排放的新型建筑模式，在保護環(huán)境的同時也取得了更大的經(jīng)濟利益。

　　4.3.1 從源頭上加以控制，大力開發(fā)和推廣節(jié)能降耗的建筑新技術(shù)和新工藝，從而減少建筑垃圾的產(chǎn)生。在建筑物的設(shè)計過程中，考慮提高建筑物的耐久性，采用盡量少產(chǎn)生建筑垃圾的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使用環(huán)保型建筑材料，考慮建筑物將來進行維修和改造時建筑垃圾產(chǎn)生量少，考慮建筑物在將來拆除時的再生問題。

　　4.3.2 在建筑過程中堅決杜絕偷工減料、以次充好、隨意更改設(shè)計方案等降低工程質(zhì)量的現(xiàn)象發(fā)生，保證建筑物的質(zhì)量和耐久性，減少不必要的維修、加固甚至重建工作。注意廢料的直接再利用，例如碎磚、混凝土塊等廢料經(jīng)破碎后，可以代砂，直接在施工現(xiàn)場利用，減少需被轉(zhuǎn)移的建筑垃圾產(chǎn)生量。同時，制定相關(guān)的建筑垃圾產(chǎn)出標準作為法律依據(jù)，使政府可以對建筑垃圾的產(chǎn)生量予以控制。

　　4.3.3 運出場外的建筑垃圾，對其進行分揀、集中，將其中可作為原材料再生利用的成分進行回收再利用。例如廢鋼筋、廢鐵絲、廢電線和各種廢鋼配件等金屬，經(jīng)分揀、集中、重新回爐后可以再加工制成各種規(guī)格的鋼材；廢竹木、木屑等則可用于制造各種人造板材；混凝土廢料用于制作砌塊、鋪道磚、花格磚等。這些需要政府部門、環(huán)保部門、建筑建材行業(yè)等各部門共同努力，采取各項優(yōu)惠政策，大力扶持創(chuàng)辦建筑垃圾的加工企業(yè)，大力開發(fā)和推廣再生材料產(chǎn)品；采取積極措施，鼓勵對建筑垃圾的再利用。逐步實施建筑垃圾經(jīng)再加工后，作為建材產(chǎn)品的循環(huán)再利用。

　　總之，建筑垃圾作為各種建材產(chǎn)品廢料的混合物，未加處理直接填埋，不僅破壞了人類賴以生存的自然環(huán)境，而且也是資源的巨大浪費。惟有采取積極措施，才能確保建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

　　5 參考文獻

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　　8 1998 年建設(shè)部科技成果重點推廣項目(二). 建筑技術(shù), 1998, 9:15.

　　第一作者張成堯，男，1963年生，1995年畢業(yè)于廣東省委黨校，工程師。