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中图分类号:TU文献标识码: A 文章编号:
0.引言
绿色建筑指在建筑全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材),保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用的使用空间,与自然和谐共生的建筑。近年来,绿色建筑给企业所带来的经济效益有目共睹。然而,以往对绿色建筑的经济评价只是从节约能源方面来评价其经济性。即便是近年来所倡导的低碳理念,也仅考虑了绿色建筑在建造和运营过程中降低CO2排放量的价值,忽略了绿色建筑建造前期对建筑垃圾进行资源化所带来的隐形价值。如,对垃圾进行资源化所节省的垃圾填埋费、土地征用费,以及使用建筑垃圾回收处理后所生产的再生混凝土所节省的材料费等。[1]
1.建筑垃圾的危害
1.1占用土地资源
目前,我国建筑垃圾的数量已占到城市垃圾总量的30%-40%。以500-600吨/m2的标准计算,到2020年,我国新增建筑面积将达300亿m2,产生的建筑垃圾将达到180000亿吨之多。然而,我国建筑垃圾处理利用率仅有5%,大部分建筑垃圾未经任何处理,多以填埋或露天堆放的方式进行处理,不仅占用了大量土地,还耗费了大量土地征用费和垃圾清运费等建设经费。因此,对于我国一些寸土如金的大中型城市来说,实行建筑垃圾资源化,节约土地资源是首要任务。
1.2破坏土壤结构污染地下水
建筑垃圾在填埋过程中会造成地表沉降,破坏土壤结构,填埋区域需经过很长时间才能恢复稳定状态。此外,由于建筑垃圾中含有胶、涂料、油漆以及有害重金属元素,填埋后会污染造成地下水。因此,建筑垃圾的科学化处理是保护土地及地下水资源的根本途径。
1.3影响城市环境
建筑垃圾在清运和堆放过程中产生的粉尘、灰砂等有害物质,以及有机物分解后产生的有毒气体等均对大气环境、城市形象、市民生活造成了严重的影响和破坏。因此,实行建筑垃圾资源化是目前解决城市环境、大气污染及市民生活质量问题的有效途径。[2]
2.基于建筑垃圾资源化的绿色建筑
2.1基本原则一致
从绿色建筑的基本属性来看,要提高建筑本身的品质,使其达到节能、环保、舒适的要求,必然在建造成本上相对一般建筑会增加一部分费用。绿色建筑本身遵循了低能耗、环保的原则。对建筑垃圾进行资源化处理,从某种意义上说就是在节约能源、降低对环境的影响程度。因此,二者在基本原则上是一致的。
2.2概念相呼应
建筑垃圾资源化是在节约资源、提高能源利用率的前提下,将产生的建筑垃圾进行科学处理、循环利用。经过一定的加工处理,为企业节约相当大的成本费用,而绿色建筑也旨在提高企业的经济效益。因此,建筑垃圾资源化与绿色建筑是一个相呼应的概念。
2.3评价体系的补充
将建筑垃圾资源化所产生的价值(经济价值、生态价值、环保价值和社会价值),引入绿色建筑经济费用评价体系中,是对其的完善和补充。本文重点分析了建筑垃圾资源化为企业所带来的经济价值。[3]
3.建筑垃圾资源化所产生的价值
3.1生态及环保价值
在科学分类的基础上,对建筑垃圾进行粉碎、筛分、二次加工后可代替天然骨料配制再建筑用砖、生混凝土和道路基材等材料。经计算,与实心黏土砖相比,使用建筑垃圾再生砖,每生产1.5亿块标砖,可减少取土24万m3,节约耕地180亩,节约垃圾占地160亩。此外,在制砖过程中,还可节约标准煤1.5万吨,消纳粉煤灰4万吨,减少二氧化硫排放量360吨。因此,实行建筑垃圾资源化不仅节省了土地资源,还改善了城市环境,体现了生态及环保价值。
3.2经济及社会价值
实行建筑垃圾资源化,不仅解决了垃圾处理问题,实现对建筑垃圾的循环利用,还节省了大量的垃圾运输费、建筑材料费和土地征用费等,为企业带来了经济价值。此外,很多国家在税收方面,对进行科学处理建筑垃圾并实行环保型转化的企业,实行了一系列减免和财政补贴政策。根据目前建筑垃圾资源化产业的发展现状,我国有望在年底出台相关的扶持政策,包括优先提供再生企业建筑用地、市政道路工程优先采购服务、减免增值税等等。深圳、郑州及西安等地已率先实行了相关政策,如对进行建筑垃圾资源化的企业实行税收减免5%的优惠政策。从某种程度上来说,不仅减缓了企业的经济压力,还推进了社会的和谐发展,体现其社会价值。[4]
4.基于建筑垃圾资源化的绿色建筑经济费用评价方法
基于财务评价理论,将建筑垃圾资源化所节省的费用引入到绿色建筑项目经济费用评价中,使绿色建筑的经济价值和环境价值更明确。文章采用了费用现值 (PC) 法,对绿色建筑寿命周期内包括建设前期,针对建筑垃圾直接填埋和实行建筑垃圾资源化处理两种不同情况下,所发生的费用进行对比评价。评价过程中,假设两种方案在绿色建筑整个寿命周期的收益相同,那么只需比较两种方案所发生的费用,判断两种方案的优越性。[5]
对建筑垃圾直接进行填埋,绿色建筑施工过程全部采用商品混凝土。其寿命周期内包括建设前期所发生的费用的现值为:
PC1 =P1+(CO i+ R i)(1+i)-i (1)
对建筑垃圾进行资源化处理,绿色建筑施工过程中全部采用垃圾回收站生产的再生混凝土。其寿命周期内包括建设前期所发生的费用的现值为:
PC2=P2+( CO j+ R j)(1+i)-j (2)
求两个费用现值的差值:ΔPC=PC1-PC2,将(1)、(2)两式代入得: ΔPC=P1-P2 +(R i-R j) (1+i)-I(3)
其中:P1---建造前期,拆除旧建筑后产生的垃圾处理费,包括运输费和填埋费。
R i ---购买商品混凝土所发生的费用。
P2---运往垃圾处理站的运费。
R j---购买再生混凝土的费用。
其中,P1-P2即为建筑垃圾填埋的处理费与运往处理站的运费之差,R i-R j为商品混凝土与再生混凝土的差价。因此,只需将这两个数据代入即可求出ΔPC。若ΔPC>0,说明方案一发生的费用现值大于方案二。那么,对于企业来说选择方案二是有利的。反之,则亦然。[6]
5.实例分析
西安某综合绿色写字楼工程,原场地为一砖混结构工业厂房,建筑面约为408.48m2,经扩大周边土地面积后,综合写字楼占地面积约为895.54m2。根据旧建筑拆除垃圾产量系数表知,砖混结构工业厂房拆毁后垃圾产量系数为0.6404m3/m2。西安市商品混凝土市场平均价格为335元/m3。再生混凝土成本价为254.6元/m3,预售价格为300元/m3。目前,西安地区平均建筑垃圾处理费(包括填埋及运输费)约为22元/m3。垃圾资源化处理,运输费(5km内)为12元/m3。假设该写字楼寿命周期为50年,折现率取7%。
现计算在两种不同情况下,该绿色综合写字楼在整个寿命周期内的费用现值:
分析:
各参数计算统计表:
将所有数据代入(3)式解得:
ΔPC=2611.60+×(1+7%)-i=2611.60+35×13.8007=3094.62元>0
故,此写字楼项目若采用建筑垃圾资源化的处理方案可为企业节约3094.62元的费用。即,实行建筑垃圾资源化处理对企业来所更为有利。
6.总结
上述案例中,由于原建筑规模较小,故节约费用数目不大。其次,上述方法只考虑了建造前期的垃圾处理费和垃圾资源化运输费,以及对垃圾处理所生产的再生混凝土与商品混凝土之间的差价因素。如果把使用再生砖和其他环保材料与直接购买建筑材料的差价,以及相关的税收减免费用考虑进去,那么节省的费用会更大。此外,我国全面出台相关税收减免及政策后,基于建筑垃圾资源化的绿色建筑经济费用评价,有待我们更深一步地研究。
参考文献:
[1]高全平.低碳理念下绿色建筑的经济效益分析[J].武汉理工大学学报, 2010, 32(15) : 189 - 192.
[2]王鲁湘.城市建筑垃圾与环境保护[J].环境科学导刊, 2010, 29(2) : 35 - 37.
【关键词】绿色建筑发展现状及发展趋势;绿色节能建筑规划设计目标;实例分析
1.我国绿色建筑发展现状及其未来发展趋势
1.1我国绿色建筑发展现状
我国绿色建筑发展现状共分4个阶段,2007年之前我国绿色建筑处在启蒙阶段,主要的工作就是宣传推动。2008年-2009年是绿色建筑起步阶段。2010年-2012年属于发展初期,绿色建筑初步发展起来。2013年开始国家绿色建筑进入快速发展阶段。截至2013年12月31日,我国共评出绿色建筑1446项,总建筑面积近1.63亿平方米,仅2013年获评的建筑数量就比2012年增加了81%,面积增加了1.12倍。到2015年末,20%的城镇新建建筑将达到绿色建筑标准要求。
自2013年1月,《国务院办公厅关于转发发展改革委住房城乡建设部绿色建筑行动方案的通知》(〔2013〕1号)颁布后,国家关于绿色建筑的顶层设计已经完成,绿色建筑的发展目标,发展原则,发展主要任务,以及保障发展落实的政策标准已经逐渐完善,搭建成型。
1.2绿色建筑未来发展趋势
自绿色建筑发展以来,政府从鼓励引导、政策激励、强制推行三大方面推动发展。2012年,财政部、住房和城乡建设部《关于加快推动我国绿色建筑发展的实施意见》(财建〔2012〕167号)明确,对高星级绿色建筑给予财政奖励。
《国家新型城镇化规划(2014―2020)》提出,城镇绿色建筑占新建建筑比重要从2012年的2%提升到2020年的50%。到2015年,能源强度降低16%,到2020年,30%的商业建筑都是绿色建筑,这就意味着到2020年我国将拥有全球最多的绿色建筑。
2.绿色节能建筑规划设计目标
2.1绿色节能建筑有着许多基本特点。首先建筑材料必须提倡使用环保型的,材料本身要节约资源和能源、减少环境污染、容易回收和循环利用,同时必须满足防水、隔热、隔音和耐震抗压的要求。
2.2绿色节能建筑要做到节约用水,保护水资源。通过就地处理污水,把污水变成中水,中水用来浇花、洗车、消防和景观用水等,在做到节约用水的同时减少污水的排放量;还有在住室中安装节水马桶,洗手池的水能够直接通向厕所,洗衣、洗菜的水可以用来冲洗厕所;采用高质量的无渗透水龙头等。
2.3充分利用自然资源,针对当地气候条件,选择良好的朝向与建筑布局,以获得充分的采光和通风;设计明厅、明卫、明厨等,充分利用自然光源,降低照明用电;利用太阳能热水系统,小区共用供热系统,可以一年四季不分阴晴为住户提供热水。
2.4生活垃圾的合理处理,将生活垃圾分为三类:生物垃圾(包括废弃食物、废弃果蔬等),可再生垃圾(包括金属、玻璃、纸屑等),不可再生垃圾(燃烧灰渣等),最大限度化废为宝,循环利用。对于金属、纸屑等可再生垃圾应回收后统一处理,以便循环利用。对于不可再生垃圾,可经焚烧后达到减量化、无害化。
3.实例分析绿色建筑节能设计
以某居住项目规划及建筑概念方案为例,探讨一下绿色节能在建筑中的实际体现。该设计主要从以下几个方面对居住区进行“绿色”设计
(1)该方案建筑朝向均为南北布置。在不利朝向上通过阳台等遮阳措施减少日照影响。屋顶及各向墙体采用隔热构造,室内外建筑材料选用环保型产品。
(2)建筑的设计严格遵循以人为本、经济、美观、使用的原则,平面功能洁污分区、动静分区明确。沿街3层以下均布置商住用房,以上全部为住宅。
高层住宅分为1#楼和2#楼设计全部采用两梯三户,利用最少的面积完成交通系统,充分减少了公摊面积,提高了住宅的使用率,每层有三个户型,动静分区,分布和设计都很合理,充分满足通风采光要求,利用天然采光,减少人工照明能耗。
(3)该建筑通过采用合理节能建筑,增强建筑围护结构隔热,保温性能和提高空调、采暖设备能效比的节能措施,能满足《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》的要求。
(4)为了保证室内的日光照射,减少照明,节约能源,为使用者提供舒适的室内光环境,本方案通过使用建筑节能设计分析软件PBEC对户型的低、中、高楼层进行采光系数和自然采光照度分析,通过优化建筑物和露天空间,保证充足的日光进入每一栋建筑内。根据《建筑采光设计标准》GB/T5033规定,居住建筑各个房间均满足采光系数最低值1CMIN(%)以及室内天然光临界照度50lx的标准。
3.1建筑墙体施工节能设计
(1)屋面做法拟采用下做法:
屋面类型(自上而下)2:轻质屋面隔热砖(50mm)+水泥砂浆(25mm)+防水卷材、聚氨酯(3mm)+水泥砂浆(20mm)+水泥膨胀珍珠岩(20mm)+钢筋混凝土(100mm)+混合砂浆(15mm)。
架空楼板类型1:水泥砂浆(20mm)+钢筋混凝土(100mm)+膨胀玻化微珠(30mm)+混合砂浆(5mm)【用于公建架空楼板】。
(2)外墙做法拟采用下做法:
外墙类型(自外至内)1:水泥砂浆(20mm)+烧结多孔砖(190mm)+膨胀玻化微珠(20mm)+混合砂浆(5mm)【用于公建东西外墙】。
外墙类型(自外至内)2:水泥砂浆(20mm)+烧结多孔砖(190mm)+膨胀玻化微珠(15mm)+混合砂浆(5mm)【用于住宅外墙和公建南北外墙】。
(3)外窗拟采用以下类型:
外窗类型1:铝合金低辐射中空玻璃窗6+12A+6遮阳型,自身遮阳系数0.45,传热系数3.2 W/m2.K【用于公建局部外墙】。
外窗类型2:断热铝合金热反射镀膜玻璃6mm单层,自身遮阳系数0.45,传热系数5 W/m2.K【用于公建局部外墙】。
外窗类型3:铝合金普通单层玻璃窗,自身遮阳系数0.85,传热系数6.4 W/m2.K【用于住宅局部外墙】。
外门类型1:木(塑料)框单层实体门,传热系数2.77 W/m2.K。
3.2节水节能设计
绿色建筑节水系统可归纳为减少排放、回收利用、循环使用和生态用水。结合项目实际情况,主要采取如下节水措施:①在方案、规划阶段制定水系统规划方案,统筹、综合利用各种水资源。②设置合理、完善的供水、排水系统。③采取有效措施避免管网漏损。④建筑内卫生器具合理选用节水器具。⑤使用非传统水源时,采取用水安全保障措施,且不对人体健康与周围环境产生不良影响。⑥采用雨水收集利用系统,绿化、景观、洗车等用水采用非传统水源。⑦按用途设置用水计量水表。⑧采用太阳能提供生活热水。
3.3建筑材料节能设计
选用耐久性材料,设计中选用耐久性较好的建材,最好做到建筑材料的使用寿命与建筑同步,减少材料的更换、维护,从而节约费用。
4.结语
绿色建筑节能设计能提高使用的舒适性,节约资源和降低建造和使用过程中的能耗,并降低环境负荷,对于提高建筑的经济效益,解决能源危机,实现人类社会的可持续发展有着重要意义。在进行绿色建筑节能设计时应结合我国的国情的基础上,针对建筑所在地的实际气候以及地理因素进行设计,不断降低能源的消耗,坚持走可持续发展之路。
参考文献
建筑垃圾有几大特点:一、数量大。每拆除一处建筑物,都会产生几百吨甚至上千吨的建筑垃圾。致使城市建设固体排放物的排放距离越来越远,甚至无处排放。城市管理开始征收固体排放费用。用以加强固体排放物的管理工作。二、普遍性。全国城市都在搞建设,普遍存在建筑垃圾问题。三、经常性。建筑垃圾每天都在不间断地产生。四、污染性。建筑垃圾对植被和耕地及环境造成污染,侵占性地对土壤造成无机物污染,使土壤长期无法生长植物。
本文分析国内外建筑垃圾处理现状以及天津市建筑垃圾产生量、现状及存在问题,结合城市总体规划和环境卫生专项规划,提出了城市建筑垃圾近远期处理规划建议。对于这类固体废弃物的处理,要遵从“资源化,减量化,无害化”原则。从理念,法律,经济,科技等方面提出解决方案。
随着改革开放以来建筑业的迅猛发展,越来越多的建筑物拔地而起,带动了很多产业的发展,提供了许多就业机会,给城市带来了生机。然而,发展的背后也蕴藏着许多不足和危机,比如环境问题,生态问题。从建筑业的角度看,在楼宇建设和拆除的同时,每年产生大量的建筑垃圾,在不同的地区,不同建筑规模和经济实力,政府、地产商采取不同的办法处理这些建筑垃圾,有的回收利用,有的填埋,有的直接丢弃。
我国建筑垃圾现状不容乐观:随着我国社会经济的快速发展,建筑垃圾产生量逐年增长。据估计,2005 年,全国城市建筑垃圾排放总量超过4 亿t。2006 年,仅上海市建筑垃圾产生量就达2500 万t,飞速增长的建筑垃圾带来了诸多环境问题,也引起政府及民众的关注和重视。2005 年6 月1 日,建设部颁布了《城市建筑垃圾管理规定》,标志着我国建筑垃圾处理已步入规范管理的轨道。然而,建筑垃圾处理涉及诸多环节,任何环节的疏漏都会带来环境、社会和经济影响。笔者通过对国内建筑垃圾处理过程的调查研究,从系统学角度对建筑垃圾从产生、收集、中转、运输到最终处置进行全过程分析,提出建筑垃圾全过程管理的解决思路。联系环境管理规划知识,结合我国现阶段各区域具体情况,可以看出建筑垃圾问题的责任在个人、政府、企业三方。原因主要分三类:
1 观念问题和解决办法:
由于我国建设业环保工业起步较晚,对环境保护的知识宣传不足,宣传内容、类型也有限。例如,我们渐渐知道企业污水排放、个人随意丢弃垃圾等行为是破坏环境的行为,却很少有人知道建筑垃圾、电子垃圾、废旧电池的随意丢弃对环境的危害也是很大的。由于观念认识上的不足,导致人们没有对这些污染物保护的意识。工程建筑中,乙方便不经过任何预处理随意丢弃建筑垃圾,运到垃圾处理厂又和生活垃圾混在一起填埋,造成土地,能源的浪费。
那么,如何解决这个观念问题呢?
首先,要做到有法可依,必须加强立法和行政手段的干预,制定和实施环境标准,颁布和推行环境政策。行政手段的特征有权威性、强制性、规范性。任何事物,只有长期的执行某个规律后,才能让公众形成习惯。例如40年前,同中国公民一样,日本公众也没有垃圾分类回收的习惯,于是20年前日本政府通过了立法,强制垃圾分类回收,直到今天,日本的垃圾分类回收已经相当成熟,公众的意识也成为了习惯。 我国于2005年6月1日起施行 为了加强对城市建筑垃圾的管理,保障城市市容和环境卫生,根据《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》、《城市市容和环境卫生管理条例》和《国务院对确需保留的行政审批项目设定行政许可的决定》,制定《城市建筑垃圾管理规定》,该规定适用于城市规划区内建筑垃圾的倾倒、运输、中转、回填、消纳、利用等处置活动。按《城市建筑垃圾管理规定》规定,未经核准擅自处置建筑垃圾的,将对施工单位最高可处10万元罚款,并在限期内清理所倾倒的建筑垃圾。但是,随意倾倒建筑垃圾,一般很难抓到现行。”为加强和规范建筑垃圾处置管理,政府还需狠抓源头,制定相关地方政策,规范对建筑施工场现场的管理。具体措施如:尽量在符合安装视频要求的建筑工地,开工前安装远程视频监控系统;建筑垃圾必须交给经核准从事运营建筑垃圾运输的单位等。
其次,要从思想认识上解决:“建筑垃圾处置动态性强,反复性大,只有加强建筑垃圾回收利用的宣传教育工作,才能做到事半功倍。例如,北镇建筑垃圾受纳场是一个专门的建筑垃圾容纳厂,在这里,建筑垃圾通过分类回收,不仅节省了土地,也得到了更好的利用。为了宣传,北镇除了在当地电视台上加大对建筑垃圾受纳相关事项的宣传力度外,还印发了3000多份《北镇建筑垃圾及余泥受纳场公告》,发至各住宅小区、屋村、居委会、新建楼盘及工程运输车等;印制包括受纳场地址、电话、监督电话等内容的铁牌20多块,装订在各住宅小区、屋村、居委会指定的建筑垃圾临时堆放点等位置;召集各小区物管理、屋村管理负责人、居委会村民小组负责人召开关于处理建筑垃圾管理的相关事宜。据了解,自受纳场启用以来,建筑垃圾乱倒、乱放的现象大大地减少。
然后,要明确责任主体,谁产生谁负责。这里涉及到环境检测的相关知识。具体过程包括:现场调查确定项目布点采样分析测试数据处理整理上报。威海市是一个很好的例子:该市规定,建筑垃圾处置按照谁产生、谁承担处置责任的原则,力争实现建筑垃圾减量化、资源化、无害化处理。威海市要求,各部门要按照“属地负责、合理安排、统一管理、资源利用”的原则,合理确定建筑垃圾临时消纳处置场所,单位或者个人申请利用建设工地、规划开发用地及其他需要回填的基坑、洼地、矿坑等场地作为建筑垃圾临时消纳场的,需经建筑垃圾主管部门批准。建筑垃圾临时消纳场的设置需符合土地利用总体规划和城市总体规划,并需具有相应的摊铺、碾压、除尘、照明等机械或设备,有排水、消防等设施,有健全的环境卫生、安全管理制度和生态保护措施并得到有效执行。
2 经济问题和解决办法
现今,一些开发商为了满足利益最大化,不惜以破坏环境为代价,施工中随意丢放建筑垃圾,肆意浪费水资源,给环境带来的重大伤害。这些由利益引起的问题中,主要分两种情况:1、因为企业经济实力有限,没有能力购置相应的处理设备。2、有经济实力,但没有强有力的执法监管,导致污染现象的发声。
对于第一种情况,政府可以采取适当的补贴政策,帮助企业购置建筑垃圾处理设备或者运送到建筑垃圾处理站的运费补贴,政府也可以发展扶持这方面的租赁行业。建筑垃圾回收随着建筑业的发展应该是一个产业,在荷兰,2003年政府已经组建了专门的建筑垃圾回收公司,帮助中小型企业回收建筑垃圾,公司的设备包括运输车,粉碎机、仓库,实行产业化一条龙的服务外包模式,直到建筑垃圾被运到建筑垃圾处理厂。
对第二种情况,可以用经济手段严控擅自处置行为,实现对建筑垃圾的有效管理。产生建筑垃圾的单位在施工时应做到在临街施工现场周围设置硬质围挡;对车辆进出道路进行硬化;施工时采取防尘措施;保持驶离施工现场车辆的清洁;按规定排水,不得污染路面;工程停工、竣工后,及时清理和平整场地等。违反相关规定的施工单位,将被责令限期清理或者采取其他补救措施;逾期未清理或者未采取其他补救措施的,处以相应罚款。
经济手段的最终目的是改变企业的生产方式――清洁生产。从生产――经济大系统的整体优化出发,对物质转化的全过程不断采取战略性、综合性、预防性措施。以提高物料和能源的利用率,减少和消除废料的生成和排放,降低生产活动对资源的过度使用以及对人类和环境造成的风险,实现社会的可持续发展。效益方面,最终做到降低成本,增加效益;降低污染物和设施建设费用、运行费用;降低风险,增强竞争力。
3 技术上要有所突破――技术问题与解决方案
这里技术就是处理建筑垃圾的技术,我国在这方面还比较落后,可以学习外国的相关经验。
第一,建筑垃圾涉及到材料分子科学,尤其是无机材料。我们必须发展这方面的技术,已达到建筑垃圾的分来回收。例如,近期美国回收材料打造“资源保护屋”,美国住宅营造商协会开始推广一种“资源保护屋”,其墙壁就是用回收的轮胎和铝合金废料建成的,屋架所用的大部分钢料是从建筑工地上回收来的,所用的板材是锯末和碎木料加上20%的聚乙烯制成,屋面的主要原料是旧的报纸和纸板箱。这种住宅不仅积极利用了废弃的金属、木料、纸板等回收材料,而且比较好地解决了住房紧张和环境保护之间的矛盾。
第二、建筑垃圾与环境信息系统有着密切联系。环境信息体统,就是在环境管理工作中应用的经收集、处理而以特定形式存在的环境知识,具有时空性、综合性、连续性和随机性。它由从事环境信息处理工作的部门、工作人员,软硬件环境及环境原始信息等组成。在建筑垃圾处理的过程中,不仅要重视环境管理信息系统,还要重视环境决策系统。如法国将废物整体管起来,法国CSTB公司是欧洲首屈一指的“废物及建筑业”集团,专门统筹在欧洲的“废物及建筑业”业务。公司提出的废物管理整体方案有两大目标:一是通过对新设计建筑产品的环保特性进行研究,从源头控制工地废物的产量;二是在施工、改善及清拆工程中,对工地废物的生产及收集作出预测评估,以确定相关回收应用程序,从而提升废物管理层次。该公司以强大的数据库为基础,使用软件工具对建筑垃圾进行从产生到处理的全过程分析控制,以协助相关机构针对建筑物使用寿命期的不同阶段作出决策。例如,可评估建筑产品的整体环保性能;可依据有关执行过程、维修类别,以及不同的建筑物清拆类型,对某种产品所产生的废物量进行评估;可向顾问人员、总承建商,以及承包机构(客户)就某一产品或产品系列对环保及健康的影响提供相关概览资料;可以对废物管理所需的程序及物料作出预测;可根据废物的最终用途或质量制订运输方案;就任何使用“再造”原料的新工艺,在技术、经济及环境方面的可行性作出评定,而且可估计产品的性能。
第三、以上这些技术的主题思想一是施行的是“建筑垃圾源头削减策略”,即在建筑垃圾形成之前,就通过科学管理和有效的控制措施将其减量化;对于产生的建筑垃圾则采用科学手段,使其具有再生资源的功能。对于已经过预处理的建筑垃圾,还有一些国家则运往“再资源化处理中心”,采用焚烧法进行集中处理,如德国西门子公司开发的干馏燃烧垃圾处理工艺,可使垃圾中的各种可再生材料十分干净地被分离出来,实现回收再利用,对于处理过程中产生的燃气则用于发电,每吨垃圾经干馏燃烧处理后仅剩下2到3公斤的有害重金属物质,从而有效地解决了垃圾占用大片耕地的问题。
建筑垃圾处理在国内还只是刚刚起步,我们要采取各种各样的措施获得和提高。具体途径有:与外国、政府企业合作 ;投入资金,吸引外资到华建设 ;引进和培养相关技术人才 ;购置、研发高科技设备等。
4 结束语
随着社会对建筑垃圾问题的重视,我国的建筑垃圾处理将向减量化、资源化和无害化的目标不断迈进。这是一项长期且艰巨的任务,通过政府的正确引导,适当扶持,全民的积极参与、监督实施,必将逐步实现这一目标。各种方案的实施与管理,要1、纳入总体规划中;2、全面落实环境保护的资金;3、编制年度环境保护规划;4、实行环境保护目标管理。
参考文献:
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Abstract: Optimization of green construction plan is the inevitable requirement of the development of green building in China, and is also the powerful way to realize green sustainable development and enhance the core competitiveness of construction enterprises. This article mainly introduces the connotation of source reduction construction mode and significance of the implementation, using AHP and fuzzy comprehensive evaluation method to construct the evaluation model of green construction scheme. Taking the roof insulation for slope engineering construction scheme selection as an example, four construction schemes were evaluated to verify that this instance. The results show that, by using AHP and fuzzy comprehensive evaluation and analysis of the green construction scheme is objective and fair, effective, according to the comprehensive evaluation of the highest score of the selected scheme is better than that of other construction scheme.
关键词: 绿色施工;减量化;模糊综合评价
Key words: green construction;reduction;fuzzy comprehensive evaluation
中图分类号:TU71 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)19-0126-03
0 引言
政府、广大企业以及人们都已经普遍接受了低碳经济,住房和城乡建设部于2007年9月印发的《绿色施工导则》从绿色施工的社会责任、原则、总体框架以及实施要点和四新技术等方面提出了绿色施工的导向性要求。为了规范建筑工程绿色施工评价和评比方法,国家于2010年颁布了《建筑工程绿色施工评价标准》GB/T50640―2010。2014年了《建筑工程绿色施工规范(征求意见稿)GB/T50905-2014》,对绿色施工技术做出了进一步的规定。经过几年的实施,绿色施工技术在我国效果并不是理想,大多数施工企业对绿色施工模式下的施工方案无法进行科学地选择。目前,之所以不能对施工方案做出系统综合的评价,主要是由于无法对施工方案进行横向比较,评价指标之间的度量单位不同或对同一评价指标的度量标准不同常常引起评价中无法汇总基础数据。因此,对于评价施工企业的施工方案而言,建立一套科学的切合实际的以及具有指导性的指标体系至关重要。本研究在源头减量化绿色施工模式下,以屋面隔热保温找坡工程施工方案选择为例,采用AHP-模糊综合评价方法[1-2],对源头减量化绿色施工方案的综合评价进行了初步研究,旨在为同类工程绿色施工模式评价提供参考。
1 评价源头减量化绿色施工模式的意义
1.1 建筑垃圾源头减量化施工模式 建筑垃圾源头减量化施工模式是为了实现行业内部循环以及减少需要进入垃圾处理系统的垃圾,通过科学的管理以及有效的控制方法在建筑垃圾形成前将其减量化[3-4]。为了有效的实现该模式中的建筑垃圾减量化,主要通过工程项目内部对建筑材料进行充分利用从而明显减少外排和二次处理建筑垃圾的工作量来彻底改变施工活动污染环境的传统施工模式的循环实现的。在主要施工方案中提倡绿色管理,采用科学清洁的施工技术,使绿色建材在管理、技术以及材料三方面得到优化。
1.2 评价源头减量化绿色施工模式的意义 在实施与推广绿色施工技术的过程中,施工单位占据主体的决定性地位。然而,在使用绿色施工技术的同时,很多施工企业、项目部对绿色施工模式不重视,对绿色施工中存在的问题无法发掘新的技术,甚至对使用新的施工模式带有抵触情绪。施工模式的选择对于施工企业来说是至关重要的,一是可以实现施工项目的经济利益最大化,更重要的是提高企业的综合竞争力,走可持续的发展道路。目前这种模式在我国的推行受到了严重的阻碍,主要是由于我国对此研究偏重于理论概念,从而没有对其实施的经济环境效果评价进行量化,最终导致了业主、施工单位和消费者对此模式的实践性持有怀疑态度。通过绿色管理方法、优化施工技术以及绿色建材三方面构建的源头减量化绿色施工模式反映了绿色施工的实质以及实现其目标要求的有效途径,从而在保护生态环境、节约资源以及降低建筑垃圾外排量方面取得了显著的成绩。由于该模式具有很强的操作性,从而更容易达到降低建筑垃圾产量、节约资源能源以及使工程项目与生态环境和谐统一的目的。
2 源头减量化绿色施工模式评价模型
2.1 指标体系的建立 评价指标作为衡量参选方案的基本尺度,只有保证评价指标的客观性、可测性和可比性才能有效确保评价体系的有效性和科学性。因此,在参照国家有关规范标准和绿色施工评价的相关文献的基础上,运用层次分析法[1,5]、价值工程原理[6]、模糊综合评价法[7-8]进行指标体系构建。为了能选择出充分利用资源且能够最大限度的减少建筑垃圾以及降低施工现场对原环境的不利影响的方案,工程项目在结合源头减量化绿色施工模式的实质选择施工技术方案的时候不能仅仅单纯的从工程成本角度来考虑。根据工程项目实际和相关专家的建议和意见,筛选出18个因子作为具体的评价指标(表1)。
2.2 AHP结构模型 根据该项目方案的特点以及影响该目标的因素,按照层次分析法(AHP)的基本原理选择“目标―指标层结构”建立的表1源头减量化绿色施工技术方案评价指标体系共分为三层,即指标层、因素层和目标层。目标层是选出理想的绿色施工技术方案,即研究的理想结果;因素层是指制约绿色施工技术的6个因素;指标层则体现了评价因素的18个具体评价指标。
2.3 确定权重集 应用层次分析法根据体系的评价因素层与目标层的逻辑关系确定了各评价因素的权重[1]。对于各评价因素的重要性,评估小组通过两两比较,用1-9比率标度法量化其结果并建立判断矩阵,在对最大特征根和对应的特征向量进行计算和一致性检验的时候采用Excel算法[9],最终得出各评价因素权重Wp(评价因素个数,p=1,2,…6)。在得出各评价因素下属的评价指标的权重Wpi(i=1,2…k,k为各评价因素下属评价指标个数)的时候仍旧采用此方法,最后根据计算结果建立权重分配集。
2.4 进行一级和二级的模糊综合评价 从指标层开始对一级模糊进行综合评价,指标层相对应的指标决定了因素层的每个因素。先对每一个因素的单因素进行评价,然后根据形成的各因素评价矩阵得到以及模糊综合评价集。二级模糊综合评价建立在以及模糊综合评价的基础上。
2.5 计算各因素评价值和方案综合评价值 从最低层开始运用模糊数学确定各评价因子隶属度的数值并建立评价矩阵,并与相应评价因子权重合成运算确定所属的高一层的评价因子的评价集;依次类推,最终确定评价对象的评价集,按照最大隶属原则或采用加权平均法做出评价结论。
3 实证与结果
3.1 评价对象概况 在本案例中将建筑施工中常见的屋面隔热保温找坡工程作为评价对象。与传统方案相比,由于该方案的数据易于收集,该工程采用绿色施工技术的经济环境效果明显,具有典型的代表性。屋面隔热保温找坡工程施工方案根据目前屋面工程设计与施工现状可以采用以下四种方案:甲方案(水泥砂浆+挤塑保温板);乙方案(陶粒混凝土+挤塑保温板);丙方案(膨胀珍珠岩);丁方案(发泡混凝土)。针对这四种方案进行经济环境和综合效益的比较分析,根据上文的评价方法判断出最佳方案。
3.2 评价步骤 根据层次分析结构模型宜采用二级模糊综合评价。
①成立评价小组。为了保证评价的准确和客观,组织了10位专家进行评价,在组建专家人员的时候除了考虑工程设计、工程施工以及工程监理外,还充分考虑了质量监督、材料、造价以及生态等方面的搭配。
②建立因素集。根据本文上述结构模型的内容,建立评标的因素集如下:一级指标有:U={U1,U2,U3,U4,U5,U6};二级指标有:U1={U11,U12,U13};U2={U21,U22,U23,U24};U3={U31,U32};U4={U41,U42,U43,U44};U5={U51,U52,U53};U6={U61,U62}。
③建立评价集。根据可能出现的评价结果,将评价等级分为四级,用Vj(j=1,2…m,m为等级个数4)表示,建立评语集V={V1(优),V2(良),V3(中),V4(差)},其中V1=(90,100);V2=(80,89);V3=(60,79);V4=(0,59)。按照屋面隔热保温工程设计和施工的要求,参考专家意见,经过反复推敲,制定了评价指标等级标准表(表2)。
④确定出权重集。
W=(W1,W2,W3,W4,W5,W6)=(0.2881,0.2881,0.0978,
0.1695,0.0978,0.0588)
W1i=(0.5100,0.2450,0.2450),
W2i=(0.4667,0.2776,0.1603,0.0953),
W3i=(0.3332,0.6668),
W4i=(0.3512,0.1887,0.3512,0.1089),
W5i=(0.5396,0.2970,0.1634),
W6i=(0.3332,0.6668)
⑤一级模糊综合评价。先进行单指标评价,单指标评价就是定出每个指标对于各评价等级的隶属度[10],对每一个Upi进行评价,建立单指标评价矩阵,Rij=(ri1,ri2,ri3,rj4)。本案例包括甲乙丙丁四个可供选择的施工方案,根据方案评价体系,十位专家对某一单一因素进行评价打分。本研究仅以十位专家对甲方案打分表为例,对甲单位U11因素进行评分结果为:评分为优的有两人,良的为五人,中的为三人,然后用10除遍各个等级的各数得到U11因素的模糊评标向量。然后对其他因素采用同样的方案进行专家打分。对专家打分情况进行统计后根据各评价指标的隶属度建立各因素评价矩阵Rp,
R■=0.2 0.5 0.3 0.00.2 0.6 0.2 0.00.2 0.8 0.0 0.0,R2=0.0 0.7 0.3 0.00.2 0.5 0.3 0.00.0 0.6 0.4 0.00.0 0.3 0.7 0.0
R3=0.0 0.4 0.6 0.00.0 0.3 0.7 0.0,R4=0.1 0.7 0.2 0.00.0 0.3 0.6 0.10.0 0.2 0.7 0.10.0 0.1 0.8 0.1
R5=0.0 0.0 0.8 0.20.2 0.7 0.1 0.00.0 0.8 0.2 0.0,R6=1.0 0.0 0.0 0.00.0 0.6 0.2 0.2
利用(・,+)模型[2]进行模糊合成运算,可得各因素UP的一级模糊综合评价集
B1=W1i・R1=(0.2000,0.5980,0.2020,0.0000),
B2=W2i・R2=(0.0555,0.5903,0.3542,0.0000),
B3=W3i・R3=(0.0000,0.3333,0.6667,0.0000),
B4=W4i・R4=(0.0351,0.3536,0.5164,0.0649),
B5=W5i・R5=(0.0594,0.3386,0.4941,0.1079),
B6=W6i・R6=(0.3333,0.4000,0.1333,0.1333)。
⑥二级模糊综合评价。在一级模糊综合评价的基础上,把Up作为一个因素看待,用Bp作为它的评价向量。
由上面求出的Bp可得到目标层U的评价矩阵R
R=B■B■B■B■B■B■=0.2000 0.5980 0.2020 0.00000.0555 0.5903 0.3542 0.00000.0000 0.3333 0.6667 0.00000.0351 0.3536 0.5164 0.06490.0594 0.3386 0.4941 0.10790.3333 0.4000 0.1333 0.1333
再用M(・,+)模型进行模糊合成运算,可得目标层U的模型综合评价集B=W・R=(0.1049,0.4965,0.3692,0.294)
⑦计算综合评估值。用公式α=■进行最大隶属度有效性[10]验证,β为Β中最大分量,γ为Β中第二大分量,经过计算方案甲α=0.45。
按照上述步骤,对除甲方案以外的三个方案进行二次模糊综合评价以及最大隶属度有效验证,得出四个方案的α均小于0.5,这说明在评价方案的时候不宜采用最大隶属度原则。因此,本文采用加权平均法来提高评价结果的可靠性和有效性,其公式为:Xp=Bp・FT和X=B・FT[2]计算各因素评估值Xp和方案综合评估值X,按照中间取值原则对评价等级进行赋值量化得到评价等级分行向量F=[95.0,84.5,69.5,29.5],FT为F的转换矩阵(表3)。
4 结果分析与方案选择
从表3可以看出,丁方案综合评估值最高,丙方案其次,乙方案最低,甲和丙方案的评价值相差不大。根据此评价方法,选择丁方案发泡混凝土做为最后实施方案。
本工程在选取屋面保温隔热层的时候采用发泡混凝土,与其他几种方案的材料相比除了具有明显的隔热保温效果外,同时还能够明显的减少建筑垃圾的外排量以及大大降低了噪音、光以及粉尘的污染程度,因此,不仅保证了施工质量,并且保证了整个施工过程的安全健康,从而具有很好的综合效益。
为了验证该综合评价模型的正确性,我们对已竣工的工程项目中屋面保温隔热层各施工方案的情况进行调查研究,并考虑了造价的因素,表4是调查统计得出的结果。可以看出,实际工程中选择发泡混凝土综合单价最低,建筑废料产生率也最低。采用发泡混凝土作屋面保温隔热层是最优的选择,跟评价模型评价的结果相一致。
总之,对绿色施工方案进行评价的时候采用AHP-模糊综合评价法能够得出客观公正的结果,验证了在实施的施工方案中采用源头减量化绿色施工模式能够在节约资源、保护环境以及降低建筑垃圾外排量等方面都能达到理想的效果。此方法之所以为提高绿色施工方案的综合质量奠定了基础,是由于此方案不仅反映了绿色施工方案的实际水平,同时也克服了现有方案评价过程中单一化和主观化的缺点,从而对于评价过程中难以定量的问题予以了很好的解决。但是,我们也可以看出,在对绿色施工方案进行评价的过程中,其难点就是量化各评价指标、对各个评价指标在整个评价体系的中的权重予以明确以及量化整个设计方案的综合评价。考虑到计算较复杂的问题,在实际工程中可以运用计算机实现可视化的界面输入计算,达到计算过程快捷、结果准确的推广应用。
参考文献:
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关键词:建筑规划;方案优选;分析性思维
中图分类号: TU984 文献标识码: A 文章编号:
1 现实对建筑规划的挑战
我国是世界人口最多的国家,也是新建建筑量最大的国家,建成面积高达20亿平方米,占全世界水泥和钢材消耗量的“40%”。但由于规划赶不上变化、拆新建新现象普遍、建筑本身品质问题等,新建建筑只能维持25年~30年,普遍短寿。根据建筑施工材料损耗粗略统计,每拆建1万平方米建筑,就会产生建筑垃圾7000~12000t;每新建设1万平方米建筑,仅会产生建筑垃圾500~600t;前者是后者的14~20倍。在我国,每年拆建建筑占每年建筑总量的“40%”,所产生的建筑垃圾总量占城市垃圾总量的比例也高达“40%”。如此短寿的建筑,却产生数以亿计的建筑垃圾,这为中国乃至世界带来巨大环境威胁。
因为规划短视、设计缺陷、偷工减料、监理不力,我国建筑的平均寿命50年罕见、30年普遍,不及国标规定最低使用年限的60%。尤其在“经营城市”口号下,城市高架路桥、轨道交通沿途“拆新建新”,屡见不鲜,每幢楼宇成功爆破的背后,就是一段建筑“短命史”。大量尚处于设计使用年限的建筑被拆除,既耗费资源,又因此产生大量粉尘和废弃物,增加环境负荷。
盲目拆迁和建筑短寿,已属难解难题。建筑短命缘于缺乏审慎的理论态度,缺乏瞻顾性思维,所谓“规划赶不上变化”。强调瞻顾性理论态度,是为了避免规划滞后、混乱,避免因与城市未来发展步伐不协调——即使建筑品质过硬,也难逃“夭折”厄运。规划之所以不合理,有客观原因,也有人为因素。这其中,缺乏审慎的科学精神,缺乏瞻顾性理论态度的最突出的表现是地方规划随意,甚至一些地方存在“规划跟着领导变”的怪现象,领导换一届,规划就改一次;再加上,规划、设计、施工同时进行,边规划、边设计、边施工,违背建设程序。此外,“监而不理”也是建筑短命的重要诱因之一,施工环节的品质问题本可通过监理避免,但广泛而普遍的监管不严格、监理不到位,最终使第三方监督流于形式。
目前我国尚未达到建设高峰,但烧制水泥的优质矿料已现短缺,配制混凝土的砂石也趋紧张。与此同时,一些地区开采砂石已严重毁损河床、破坏植被,甚至给沿河、沿江、沿海地区的工程带来隐患。“短命建筑”有悖建设“节约型社会”精神,因此笔者试图通过对一种瞻顾性理论态度下的思考,尝试探赜建筑规划的新理论观。
2瞻顾性理论态度下的规划方案优选整体性思维
在瞻顾性理论态度下,借用整体科学方法,通过信息反馈与调控,将规划作为一个整体系统统,对规划进行全面综合整体管理,以实现包括计划、组织、指挥、协调、控制等在内的总目标。将城市建设与规划作为社会经济大系统的子系统看待。在社会经济大系统中,城市建设与规划作为一个系统,是这个大系统的子系统,这个大系统包括规划所在地区自然、经济、社会环境。因此,规划方案优选,要特别注重规划建设与环境、资源、文化、区域发展等大系统的整体协调,使之更符合可持续发展要求。
在规划方案实施过程的不同环节,有不同的技术性方法。其中,包括投入产出模型、整体动力学模型、环境影响评选法、逻辑框架法、对比分析法、利益群体分析法、综合分析法等。规划方案优选通常要考虑规划方案的多个目标,对这多个目标的筛选,通常选用多目标决策科学中的综合分析法:如德尔菲法、层次分析法、矩阵分析法、模糊综合评判法、熵权法、数据脉络分析法等。评选主体可以根据待评规划方案定量与定性指标的复杂程度,借用整体性思维,优选合适的评选方法。
规划方案优选的原则是绿色规划、绿色施工、绿色管理:绿色规划要求规划着眼于人与自然的生态平衡、充分考虑环境效益,尽量减少对环境的破坏,力求确保方便分类或方便回收并再生循环或重新利用;绿色施工要求施工中尽量减少场地干扰和环境污染,提高资源材料利用效率效果,增加材料回收循环利用;绿色管理是规划方案管理的主要特点,强调运用计划、统筹、协调等方法,针对规划方案整体而不是某一个别目标或过程所进行的综合管理,绿色管理本身就包含相应环节或阶段的方案优选。
综合以上,规划方案优选,不再是纯粹性具体手段,应包括思维方法尤其是整体性思维方法,并且这种整体性思维方法在规划方案综合优选全过程中起着统领全局的关键作用。可以说,具体的规划方案优选工作,只有在具体技术方法中,引入与运用整体性思维,才能将有限的资源分配给环境、经济、社会,最终获得综合最大效益,也才能防止出现只注重经济效益而盲目规划导致的恶性后果,从而实现保护生态环境、促进经济社会和谐、促进地区和国家可持续发展。
3瞻顾性理论态度下的规划方案优选分析性思维
规划方案,必须有一定的深度和广度且兼具实用性和可靠性。然而可用资源有限,必须对规划方案进行优选性决策。而决策必须具有瞻顾性、有理论、还要有根据,这根据源于定量定性分析。
当今,规划方案涉及面甚广,基本渗透和覆盖了影响规划成功的诸要素。正确分析一个规划方案,需充分“瞻前”、“顾后”,考虑多方面因素,特别是要从规划方案实施者对规划方案的要求和所关心的目标出发,结合投资人、政府部门和社会公众等各方利益,基于规划方案的经济、技术、社会和环境等各方面整体价值的综合考虑,对规划方案成功的可能性做全面和客观分析。理论态度缘于科学思维,如果说,整体性思维着眼于事物之间的有机关系从而注重定性,那么分析性思维则是从部分来把握整体从而注重定量。
规划方案的核心价值,就是规划方案多个目标中最关键的那一个目标。规划方案优选分析,就是围绕规划方案核心价值展开的分析。这种分析,涵盖经济分析、社会分析、环境分析、技术分析等四方面,其中经济分析和技术分析最重要。
技术分析反映的是规划方案所采用的技术的经济性和合理性,全面包括了其他方面问题的解决对策、从构想到现实的实现手段以及技术方案,确定了规划方案的理化特征和经济特征,在规划方案优选分析体系中起着基础性作用。具体而言,技术分析侧重规划方案所用技术的先进性、实用性、安全性和经济性,主要是对技术流程、技术装备优选的可靠性、适用性、配套性、先进性、经济合理性等进行逐一分析。
社会分析反映的是规划方案与社会的互适性问题,与规划方案核心价值有着十分重要的联系,其特点是规划的财务收益很少或没有、但社会效益和影响却很大;若不考虑社会效益和影响,很难对具体规划立项,也就谈不上实现规划方案核心价值。确切地说,社会分析侧重于分析规划方案的社会影响与社会的互适性以及社会风险评估等,其中包括社会效益与影响分析、与社会互适性分析,既分析规划方案对社会的贡献与影响,又分析规划方案对社会政策的贯彻与效用。
除去专门为改善生态环境而进行的规划外,环境分析并不直接反映核心价值,但鉴于规划本身对环境影响深远,必须确立区域流域环境分析观念,采取适当的定性定量环境分析。直观而言,环境分析侧重考虑规划方案的资源利用效率以及对自然环境的影响,包括规划方案对污染控制、规划方案对地区环境质量的影响、规划方对自然资源的利用与保护、规划方案对生态平衡的影响、以及规划方案的环境系统管理等。
结 语
不论经济结构如何变化,我国经济社会发展的主要载体仍当推城市化中所必须的“规划”。实现科学合理的规划建设,最核心之处取决于规划方案优选中的“理论态度”,取决于规划方案的优选及其瞻顾性思维。“理论态度”与“理性态度”不同,它强调借用整体性思维与分析性思维、借助逻辑与抽象,对具体内容进行整合分析,以便模糊变清晰、混乱变有序、零碎变系统。在科学技术和社会经济文化高度发达的今天,规划行为的触角已遍及自然、经济每一角落,渗透社会每一部门,规划行为的水平、导向和效果,很大程度上决定了国家或地区综合实力的高低。因此,非常有必要在规划方案优选中启用人文精神,引入理论态度,借用整体性思维与分析性思维,重建评价规划方案的人文尺度,保障规划后所建建筑的终极功能关怀,使建筑普遍长寿百年。
参考文献
【关键词:】餐厨垃圾处理设施; 建筑工程; 设计及应用
一、前言
在建筑工程设计过程中,合理设计餐厨垃圾处理设施,不但能够提高建筑物的环保属性,同时也能满足城市环保要求,有效解决餐厨垃圾污染问题。从目前建筑工程设计来看,餐厨垃圾处理设施在建筑工程中具有重要作用,在建筑工程设计中有效设计餐厨垃圾处理设施,对提高建筑工程设计质量具有重要作用。因此,我们应立足建筑工程设计实际,认真分析餐厨垃圾处理设施在建筑工程中的设计方法,并探讨餐厨垃圾处理设施在建筑工程中的应用及效果,提高餐厨垃圾处理设施的设计质量。
二、住宅建筑和酒店建筑等建筑工程增加餐厨垃圾处理的必要性分析
随着建筑节能及环保的要求,将餐厨垃圾处理系统纳入建筑设计和施工中考虑,促进建筑功能的提升,对系统性解决城市垃圾围城有着重要的作用。考虑到餐厨垃圾处理的特殊性,以及餐厨垃圾处理对提高住宅舒适性的影响,做好餐厨垃圾处理,并将餐厨垃圾处理设施设计与建筑工程设计结合在一起,确保餐厨垃圾处理设施得到有效利用。
除此之外,餐厨垃圾产生者责任化---依照国外的成功实践,全国很多大中城市已在探讨垃圾收费的议案,垃圾走向收费将是必然趋势。餐厨垃圾的源头减量是解决餐厨垃圾收运、处理前环境污染的有效解决办法,最直接的源头处理就是以家庭或酒店为单位进行及时处理。在房屋建筑设计的同时设计餐厨垃圾处理、排放、收集系统,以及监控系统,通过增加合适的破碎处理设备将餐厨垃圾破碎后通过特定的排污管道进入小区收集池,适当处理后,将污水接入市政污水管网,由污水处理厂处理。收集池增设油水分离装置和沼气发酵、沼气发电等设备设施,将接收到的油和渣还能作为可再生能源利用,残渣可发酵产生沼气或沤肥,废弃油脂经提炼后卖给专业公司制备生物柴油或制皂,其收入来源用于补贴小区管理人员,提高其积极性。此外,油脂集中收集后更有利于行政部门实现监管。
此外,家庭用起来也方便、快捷,一家人一餐饭产生的垃圾量一般2―3分钟就能处理完,省去了发臭及投运的麻烦。目前,已有很多高档社区引入了餐厨垃圾处理系统。
三、餐厨垃圾处理设施在建筑工程中的重要作用
在目前建筑工程设计中,对建筑物的功能性要求较高。其中餐厨垃圾的处理,成为了满足建筑物环保要求的重要目标。基于这一认识,我们不但要认识到餐厨垃圾处理设施的重要作用,还要在建筑工程设计中合理设计餐厨垃圾处理设施。结合建筑工程设计实际,餐厨垃圾处理设施的作用主要表现在以下几个方面:
1、餐厨垃圾处理设施,可以解决建筑物的餐厨垃圾处理问题
通过设计必要的餐厨垃圾处理设施,建筑物中的餐厨垃圾能够得到有效回收,对解决建筑物的餐厨垃圾处理问题有着重要意义。结合当前建筑物的使用需要,餐厨垃圾处理设施的设计是建筑工程设计的重要内容。
2、餐厨垃圾处理设施,可以提高建筑物的环保属性
随着建筑物环保要求的提高,如何有效解决餐厨垃圾处理问题,成为了困扰建筑工程设计的主要问题。基于这一需要,在建筑工程中设计餐厨垃圾处理设施,不但能够提高建筑物的环保属性,还能满足建筑工程设计的环保要求。
3、餐厨垃圾处理设施,可以提高建筑物的功能性
餐厨垃圾处理能力,是衡量建筑物功能性的重要指标。通过设计必要的餐厨垃圾处理设施,建筑物的功能性得到了有效提高,对满足建筑工程设计要求和提高建筑工程设计质量具有重要的现实意义和推动作用。
四、餐厨垃圾处理设施在建筑工程中的设计方法
从目前建筑工程设计来看,餐厨垃圾处理设施的设计,应与建筑工程设计结合在一起,否则无法满足建筑工程设计的需要,也无法将餐厨垃圾处理设施增加到建筑物主体设计方案中。结合建筑工程的设计经验,在餐厨垃圾处理设施的设计过程中,应从以下几个方面入手:
1、餐厨垃圾处理设施设计,应与建筑设计结合在一起
由于餐厨垃圾处理设施只是建筑物的附属系统,在具体设计中,还是要以建筑主体设计为主,并在建筑物功能设计中加入餐厨垃圾处理设施的设计,使建筑设计能够与餐厨垃圾处理设施设计形成有力的结合,提高餐厨垃圾处理设施的设计质量。
2、餐厨垃圾处理设施设计,应注重其功能性的发挥
为了突出餐厨垃圾处理设施的设计质量,在具体设计过程中,除了要与建筑设计相结合之外,还要注重餐厨垃圾处理设施功能的发挥,使餐厨垃圾处理设施设计能够发挥其功能性,满足建筑工程设计的实际需要,提高建筑工程设计的整体水平。
为了提高餐厨垃圾处理设施设计质量,在具体设计中,需要与建设设计特点相结合,提高设计的整体效果。
3、餐厨垃圾处理设施设计,应构建完善的餐厨垃圾处理系统
在餐厨垃圾处理设施设计过程中,构建完善的餐厨垃圾处理系统是十分必要的。基于建筑工程设计的环保要求,以及建筑工程设计的现实需要,构建完善的餐厨垃圾处理系统是提高其设计质量的重要措施。下图为餐厨垃圾处理系统的设计流程:
五、餐厨垃圾处理设施在建筑工程中的应用(应用太空洞了)
基于餐厨垃圾处理设施的重要作用,餐厨垃圾处理设施在建筑工程中应用是未来发展的必然趋势。其中餐厨垃圾处理设施在建筑工程中的应用具体表现在以下几个方面:
1、餐厨垃圾处理设施在建筑工程中的环保系统中得到了重要应用
基于建筑工程对环保属性的要求,餐厨垃圾处理设施的设计在建筑工程中的环保系统中占据重要地位。结合建筑工程建设实际,餐厨垃圾处理设施的设计及应用,是满足建筑工程环保属性和构建完善的环保系统的关键手段,对完善建筑物的功能具有重要意义。
目前,小型餐厨垃圾处理设备可以完全实现机械化操作,且构造小巧、操作方便,在处理过程中无臭气散发、无废水沥出.根据餐厨垃圾处理后出料成分和出料量的不同,餐厨垃圾处理设备可分为“资源型”和“减量型”减量型处理机是将催化剂掺进预处理后的餐厨垃圾中,通过搅拌使分解垃圾的细菌活性化,经过数小时的搅拌后垃圾被分解为水和二氧化碳.资源型处理机则是兼顾了餐厨垃圾的减量化和资源化,是一种添加了高效菌种并控制堆肥条件的动态快速有机垃圾处理器对于建筑工程建设而言具有重要意义。
2、餐厨垃圾处理设施工艺在建筑工程中的基本功能建设中得到了重要应用
国内近年来对餐厨垃圾无害化和资源化利用逐渐开始重视.北京市在奥运会期间建立了南宫垃圾处理厂,日处理量达到200t,餐厨垃圾经过处理后,可作为堆肥原料,剩余的污水和气体经过浸化处理达标排放。餐厨垃圾处理设施的设计及应用,对完善建筑物的功能具有重要意义。结合建筑工程设计及建设实际,正确应用餐厨垃圾处理设施,是解决建筑工程环保问题和提高建筑物基本功能的重要手段,对满足建筑工程建设需求具有重要作用。
餐厨垃圾处理设施在建筑工程中的主体设计中得到了重要应用
为了保证餐厨垃圾处理设施能够在建筑物中得到有效应用,在建筑工程设计环节就要将餐厨垃圾处理设施增加到主体设计方案中,并监督餐厨垃圾处理设施的设计。因此,餐厨垃圾处理设施在建筑工程中的主体设计中得到了重要应用。
餐厨垃圾处理系统的建设应根据所选工艺特点、设备的成熟度,以及该工程服务区域和用户产生的餐厨垃圾量或预测的产生量,经技术经济性比较再确定。餐厨垃圾处理工艺流程的设计应符合餐厨垃圾无害化、资源化的需要,做到工艺完善、流程合理、环保达标,各工艺的衔接顺畅和单体设备的可靠。
餐厨垃圾处理系统在主体建设环节中的应用
3、
基础设施的建设应布局合理,设备设施与构筑物的间距应符合安全要求,且预留足够的设备检修空间。此外,基础建设及相关设备设施应具有耐腐蚀性。人流和物质流的通道应划分清楚,保证必要的通道供人力器具或车辆通行。收集间应做全面通风设计和环境维护设计,且应有防臭气散发的设施。
当选用的处理工艺中有沼气产生时,沼气的产生、储存、输送环节及与之相关的设备设施等应具有防爆标准要求,不低于国家现行标准。
利用收集池中收集的油脂提炼地沟油时,应根据主体工艺要求确定油脂分离工艺,优先采用物理分离方法,如在提炼过程中产生废气,则应考虑达标排放,提炼后的残渣和废液应进行无害化处理。
六、结论
通过本文的分析可知,从目前建筑工程设计来看,餐厨垃圾处理设施在建筑工程中具有重要作用,在建筑工程设计中有效设计餐厨垃圾处理设施,对提高建筑工程设计质量具有重要作用。因此,我们应立足建筑工程设计实际,认真分析餐厨垃圾处理设施在建筑工程中的设计方法,融入将餐厨垃圾进行源头处理、资源化、无害化的环保设计理念,并探讨结合餐厨垃圾处理设施在建筑工程中的应用及效果,提高餐厨垃圾处理设施的设计质量。
参考文献:
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关键词:德国生态住区;康斯伯格住区;生态理念与技术;组织实施
中图分类号:TU984.12文献标识码:A文章编号:16749944(2016)18014304
1康斯伯格项目背景及概况
康斯伯格住区位于德国汉诺威市(下萨克森州首府)东南部,康斯伯格山脉下,是该市最大的居住开发区,紧邻2000年汉诺威世博会展区。自20世纪50年代开始,州市政府就此区域讨论了各种规划方案,直到2000年世博会在汉诺威市召开,最终促成了康斯伯格规划的实施和完成。康斯伯格住区占地160 hm2,正式规划始于1990年,到2002年一期建设基本完成,约3000户住宅建成,可容纳居民6500人。
2000年汉诺威世博会遵从《二十一世纪议程》(Agenda21)的核心精神,提出了“人-自然-技术”的主题。在这一理念下,康斯伯格规划参与了世博会“城市与区域展览”,分别展示了“康斯伯格生态最佳化”,“城市作为公园”和“城市作为社会化的生存空间”三大理念。下文将重点研究 “康斯伯格生态最佳化”。
2康斯伯格生态最佳化
作为世博会参展项目之一,“康斯伯格生态最佳化”展示了德国住区建设先进的生态理念和技术,由能源效率最佳化,水概念,废物管理概念,土方管理概念4个部分组成。
2.1能源效率最佳化
能源效率最佳化的核心在于尽可能降低住区的能耗,从而减少CO2的排放。康斯伯格碳减排总目标为:在不影响住宿舒适性的情况下,相比传统的建筑标准,通过低能耗住宅、节电方案及区域供暖的措施,减少45%的建筑供暖、热水、电力能耗,由此减少60%的CO2排放,通过可再生能源利用及其他创新技术措施减少另外20%的CO2排放,一共减少80%的CO2排放。为了达到碳减排目标,康斯伯格采用了低能耗住宅、节电方案、区域供暖、可再生能源利用等技术措施。
2.1.1低能耗住宅
住宅区中所有的建筑必须符合低能耗住宅标准,即建筑供暖能耗为每年50~55 kW・h/m2。康斯伯格为此设计了一套专门的计算方法,建筑师在建筑设计阶段须填写相应的计算表格,只有当最大供暖能耗数值符合标准,建筑项目才可被批准施工。
2.1.2节电方案
为了进一步节约能源,汉诺威市政府启动节电方案,为低能耗家用电器的普及提供资金补助,同时鼓励居民提高节电意识,积极使用低能耗电器。节电方案包括三项具体内容:①免费为每个家庭提供5个节能电灯泡和两个节水水龙头。提供30种不同型号的灯泡供居民选择。②为购买节电家用电器提供补助――购买特别的节能洗衣机、洗碗机、冰箱和冰柜可获得每台50欧元的补助。③通过面访或电话方式建议居民养成节电习惯。
2.1.3区域供暖
汉诺威市市政府章程要求康斯伯格住区内所有的建筑必须实现区域化供暖。暖气、热水所需的能量从以天然气设备为驱动的热电联发电厂传输到独立的住宅。区域内的两个热电联发电厂分别由两个当地组织出资建设,位于南部的发电厂负责2700栋住宅的热能及电能,位于北部的发电厂为600栋住宅及一所中学提供热能及电能。另外,市政府还通过了一项关于区域供暖的法规细则,规范了供热、热水及制冷的供应网络。
2.1.4可再生能源利用及其他创新技术
除上述主要措施之外,康斯伯格还依靠可再生能源及其他创新技术实现能效最佳化目标。可再生能源主要包括风能和太阳能:区域内建设3个风力发电机组,覆盖了3000户家庭及康斯伯格农场的用电;另一项以能源为建设重点的工程“太阳能城市计划”(Solar city program)在地下6m 建造了一个2750 m3的太阳能储罐,约100 栋住宅40%的供热来自其储存的太阳能,其余的则来自区域性的供热管网。其他创新技术主要包括被动房、光伏发电装置:3个私人开发商为了参展世博会,在康斯伯格项目中投资建设了90栋被动房住宅;在康斯伯格社区中心和当地小学房顶上安装有光伏装置,能利用太阳能发电,产生的电能直接传输到公共电网。
2.2水概念
水是人类赖以生存的基础,因此降低水的消耗一直是城市可持续发展的核心课题之一。基于此,康斯伯格的水概念主要包括3个方面:近自然雨水管理体系,饮用水节水,提高公众对用水问题的认识。
2.2.1近自然雨水管理体系
一项针对康斯伯格地区的水文调研结果显示,如若采取传统的暴雨排水方式,将会造成当地的地下水位下降,以及地区内唯一河流的水量紊乱。因此,项目采用了一种近自然的雨水排水方式来减少建设行为对当地生态水环境的影响,其目的是尽量使建设之后的地表径流接近未开发时的自然状态。
康斯伯格近自然雨水管理体系主要包括:①位于整个场地西北部最低洼处的18~35 m的雨水滞留区域,作为住区的大型公园绿地,下暴雨时可起到滞洪作用。②位于住区西北部世博区的河道及雨水收集池。③两条12~30 m宽的东西向绿地坡道,雨水可顺应地势在绿道中缓慢流淌至最低洼处的滞洪公园。④社区公园及社区中心的雨水滞留景观。⑤位于康斯伯格山脚,道路边沿约16~25 m的雨水景观带,同样作为雨水滞留区域。⑥沿整个住区道路网分布的“洼地-沟渠”雨水渗滤系统(Mulden-Rigolen-System)。
其中“洼地-沟渠”雨水渗滤系统是核心技术措施,当住区内的各类雨水滞留区无法承载雨量时,便起到至关重要的作用。它由地上和地下两个部分组成,地上部分为表面覆盖绿化,带有砂石过滤层的排水浅沟和洼地,沿道路设置,地下部分即位于洼地下方的储水装置,储水装置连接着地下排水管道。雨水首先进入地表沟渠,经过滤净化下渗,暴雨时则溢流进储水装置,储水装置水位上升到一定高度时再进入排水管道。
2.2.2饮用水节水
德国平均每人每天的饮用水用量为128L。作为供水方,汉诺威市水务局计划将这一数值降至100L。因此,康斯伯格采取了全面的饮用水节水措施:对整个供水网的供水量进行预计算。每栋住宅安装节水型水龙头、流量限制器和流通监察装置,采用小管径的引用水专用输水管道。所有居民可从水表监督其饮用水消费量。汉诺威市政府和康斯伯格环境联络局Kronsberg Environmental Liaison Agency, KUKA)还为每个家庭提供两个免费的节水龙头。
2.2.3提高公众对用水问题的认识
汉诺威市水处理中心(City of Hannover Water Treatment Services)和KUKA共同承担了水概念的展示、宣传及教育工作。为提高公众对用水问题的认识,水被作为一种设计元素,结合近自然的雨水管理概念,充分展现在康斯伯格的城市设计当中,例如私人庭院中的雨水滞留与渗滤设计,山脚的滞洪公园设计,社区公园中的水景等(图2)。新建的康斯伯格小学设计也很好地展现了康斯伯格的水概念:开放的雨水明沟,大面积的蓄水和渗滤区,雨水收集池,收集的雨水用来冲洗厕所或浇灌学校的花园。这些可见的“水元素”在无形中为学生及家长进行了用水问题的教育普及。
2.3废物管理概念
康斯伯格住区废物管理概念不同于传统的垃圾处理,以预防性规划管理为主,其目标是在项目规划和实施过程中,建立废物长期避免和再利用机制。废物管理概念包含了建筑垃圾和生活垃圾两方面。住区建设过程中仅允许使用环保型的建筑材料,并对产生的建筑垃圾进行分类处理。康斯伯格还专门展开了“低废物建筑试点”(Low Waste Building Sites)的工作。另一方面,住区内设置分类垃圾筒及垃圾收集站,同时鼓励居民自行处理生物垃圾,把垃圾转化成肥料,并向居民提供相应的技术咨询和帮助,鼓励二手交易市场的建立。相关的住区基础设施包括:公寓区的分类垃圾筒和可回收垃圾收集站,私人或集体的生物垃圾处理场地,二手用品市场或废物回收商店。
2.4土方管理概念
到2000年,康斯伯格的建设活动共挖掘出约700000 m3的土方,若将这些土方当作垃圾运输至垃圾填埋场,会造成约100000车次的运输量,从而产生大量的灰尘噪音,滋扰居民破坏环境。另外,当地的土质调研结果显示,由于当地土壤的特殊性,这些土方不能轻易用于其他地区。因此,康斯伯格提出生态土方管理概念,其目的是对这些挖掘出来的土方进行即时的就地再利用,用于附近的近自然景观建设。从1996年开始,康斯伯格项目制定了一些列生态景观措施来辅助土方管理,住区的两处景观小山以及世博会场的人造地景均很好地利用了建设挖掘出来的土。
3康斯伯格项目组织实施
3.1相关机构
康斯伯格设计方案由约30个房产公司以及40多名建筑、景观设计师共同策划,多个专业部门在设计和施工阶段严格监控。除了汉诺威市政府作为核心领导方,相关的管理及参与机构还包括汉诺威市水处理中心(City of Hannover Water Treatment Services),汉诺威市环境规划小组(City of Hannover Environmental Planning Group),汉诺威市环保部门(City of Hannover Environmental Protection Division)成立的生态规划小组(Ecological Planning Group)。市政府统领全局并着重推进能源方面的实施,市水处理中心主要负责水管理工作,市环境小组主要负责废物管理工作,生态规划小组主要负责土方管理工作。为有效推进这种合作式进程,康斯伯格顾问委员会(The Kronsberg Advisory Council)及康斯伯格环境联络局(Kronsberg Environmental Liaison Agency, KUKA)得以成立。顾问委员会主要负责向汉诺威市委员会提供关于城市设计方面的建议,引导总体城市设计的实施。KUKA主要负责协调各相关方与政府部门的合作,涉及信息与公共关系,环境教育与咨询,展示,导游,公众参与,项目开发等工作。
3.2实施手段
3.2.1低能耗住宅质量保障监测系统
为了确保低能耗住宅的实施,市政府建立了涉及整个项目的低能耗住宅质量保障监测系统,并设立专门的资金来支持整个系统。其具体内容被写入土地出让合同,包括:确保低能耗住宅标准的实现,通过热桥效应最小化及气密性措施来减少热量损失及构造损坏,舒适的居住环境,规划与施工的衔接,为业主与用户提供质量保证。
监测工作受汉诺威市政府的统一领导,由7个工程处独立完成,在整个施工过程中分为5个阶段:①检查强制的能耗指标;②检查细部设计;③检查现场和相关文档;④测量气密性限值;⑤予以认证。
同时,质量保障监测项目为规划师、建筑师、开发商及未来住户提供技能与资质培训咨询服务,确保他们掌握基本的低能耗住宅知识。
3.2.2“洼地-沟渠”雨水渗滤系统实施
雨水管理概念实施的首要任务就是确保施工图纸与其理念相一致,因此康斯伯格项目出台了一本专门的手册供工程公司参考,其中包括“洼地-沟渠”系统的基本施工原则,并提供各个施工和质量检测环节的详细的指导。
“洼地-沟渠”雨水渗滤系统的实施涉及公共空间及道路与私有建筑地块两部分。公共空间及道路的施工在汉诺威市水处理中心和市高速路部门(City Highways Division)的领导和监察下完成。私有建筑地块被分成若干街区并出售给开发商,开发商在施工前必须向汉诺威市水处理中心申报符合雨水管理要求的施工方案。
3.2.3建筑垃圾管理实施
建筑垃圾管理的关键在于对开发商行为的控制,在施工之前,开发商必须与市政府就建筑材料使用及建筑垃圾的处理问题签署一系列协议,同时,汉诺威市环境规划小组与KUKA在施工过程中也为开发商提供咨询和帮助服务。
3.2.4土方资源数据处理系统
土方资源空间管理的实施主要依靠一套全面的数据处理系统。所有关于土方条件、位置以及建设措施、再利用可行性等的信息被收集进一个数据库,通过将数据库与地理信息系统关联,便可以自动规划、计算出土方再利用与再分配的方法。数据库可以精确到每个建设街区所挖掘出的土方信息。这一系统有利于对挖掘出的土方进行高效地再分配。
3.3管理工具
为了管理施工行为,康斯伯格制定了各类标准、规范、导则等,主要包括:为所有住房、商用建筑以及绿化、公共用地制定的专门的康斯伯格标准,低能耗住宅建筑保温标准,区域供暖细则,质量保障体系资助导则,雨水排水量限制指标,雨水管理的施工手册。相关要求被写入规划说明书,规划许可条款,城市发展合同,土地出让合同及建设施工合同中,要求强制执行。汉诺威市政府为私人开发商制定的生态准则亦被纳入土地出让合同中,其中涵盖了能源、建筑垃圾、土壤、水和自然资源保护五个方面。
4评估反馈
在能源效率方面,1999~2001年,德国海德堡环境能源研究所(Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg, IFEU)对康斯伯格住区的碳排放量进行了实时的跟踪反馈,结果显示减少80%的CO2排放量的目标基本得以实现。IFEU主要针对能效最佳化的4项措施进行评估,具体的评估内容及结果见表1。
水管理方面,康斯伯格的自然水位得到保持,雨水流失量仅19 mm/年,接近1994年未开发时自然状态下的情况14mm/年。
废物管理方面,预计目标是减少50%的家庭垃圾,建筑垃圾回收利用率达80%,实际成效减少30%的家庭垃圾,建筑垃圾回收利用率达标。
土方管理方面,重新利用700000 m3的土方,避免了大约100000车次到填埋场的运输量,相当于减少了大约1200 t的CO2排放量。
5德国生态住区建设经验总结
康斯伯格生态住区是德国开展较早并取得良好效果的模范住区。与康斯伯格同时期的慕尼黑RIEM会展新城,以及2000年之后开始规划建设的汉堡港口新城和汉堡IBA国际建筑展也是德国生态住区建设领域中较为成功的案例。表1康斯伯格住区能源效率评估
项目低能耗住宅区域供暖节电方案风能发电目标建筑能耗每年50~55 kW・h/m2,减少24%的CO2排放由两个热电联发电厂实现区域供暖,减少23%的CO2排放家庭用电量每年35 kW・h/m2,减少30%,CO2排放减少13%三个风力发电机组覆盖3000户家庭及康斯伯格农场的用电成效所有建筑均通过低能耗住宅质量保障监测系统的认证,建筑能耗每年56 kW・h/m2,减少27%的CO2排放实施成功,减少19%的CO2排放家庭用电量每年50 kW・h/m2,减少近5%,仅减少1%的CO2排放实施成功,减少28%CO2排放
4个项目的基本框架是类似的,除了“康斯伯格生态最佳化”所聚焦的能源、水、土地与废物4个方面,还包括了建筑、交通、布局、景观等。这里需要补充说明的是,康斯伯格住区作为一个完整的规划项目几乎涉及了所有方面,交通、布局及景观方案均属于项目宏观层面的规划工作,此外,除“生态最佳化”外的另两个世博参展项目(“城市作为公园”及“城市作为社会化空间”)也在一定程度上反映了生态景观规划的思想,本文中仅重点研究了康斯伯格的核心生态技术。
4个项目生态技术的重点基本都放在了能源、建筑、水管理方面。能源方面,4个项目的目标均是通过改变能量来源,建设低能耗建筑等来减少建筑的碳排放。能量的获取上都使用了可再生能源如太阳能光伏发电、沼气、地热能等,减少对化石燃料的消耗,并都使用了热电联产设备,合理分配能源的使用。建筑方面,有3个项目均具备各自的标准及认证体系:汉堡港口新城采用新城环保建筑标识认证体系,并以国际上标准及研究进行设计;汉堡IBA国际建筑展采用IBA卓越标准进行认证;康斯伯格采用低能耗住宅标准,并建立质量保障监测系统予以监测及认证。此外,汉堡港口城还运用了奖励机制鼓励环保建筑建设。水管理方面,康斯伯格与慕尼黑RIEM具备相似的水管理系统,将重点放在了雨水与节水两方面,均采用了雨水收集与下渗技术和饮用水节水措施。
4个项目都设立了多个独立于市政府的第三方组织实施机构,这些机构往往各自有分工侧重,并设有协调机构,组织公众参与。对生态理念与技术的落实主要以严格管理施工行为来进行,实施管理的手段与工具包括完善的项目监察流程,施工方案报批程序,制定相关的标准、规范、导则,并使其具有法律效力,开展评估认证工作,借助大数据平台等。
目前,低碳生态的规划理念在中国仍处于发展阶段,近年来涌现了大大小小的生态城区和住区。这些项目往往热衷于概念性的规划、生态指标体系的建立,却缺乏核心的理念与技术支撑,缺乏有效的实施与管理,或者仅采用昂贵的建筑节能产品,却忽视了其他生态因素,缺乏整体性考量。生态住区规划设计在德国早已不是前沿课题,德国在这一领域颇有建树,在具体案例的基础上发展出许多务实的理念与技术,并进一步贯彻实施,定期评估反馈。国内的规划师和建筑师应以务实的心态对这些前瞻经验进行辨证性的学习与“本土化”的应用尝试,弥补国内在这一领域的缺陷。
葛润青:德国生态住区建设研究建筑与设计
参考文献:
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【关键词】:建筑垃圾;再生利用;问题研究
引言
近些年来,世界建筑行业进入高速发展阶段,伴随着大量新兴建筑的拔地而起,建筑垃圾的产生量也逐年增加。同时,很多早期建设的旧建筑物也逐渐步入“老龄化”阶段,尤其是城市发展迅速、规模不断扩大,拆除、扩建和改建工程越来越多,不可避免的产生大量的建筑垃圾。据不完全统计,我国每年产生的建筑垃圾的数量己占到城市垃圾总量的30%~40%。如此巨量的建筑垃圾除处理费用十分惊人,需要占用大量的空地,并且污染环境,浪费耕地。可以说己成为现在社会的人为公害。由此引发的环境问题十分突出,并且随着建筑业的发展,建筑垃圾量会越来越大。因此,如何处理废弃建筑垃圾的问题将更趋严峻。
一.建筑垃圾的概念
建筑垃圾是指建设、施工单位或个人在建筑物的建设、维修、拆除过程中产生的垃圾,是一个比较笼统的概念。其主要组成为固体废弃物,如废混凝土块、沥青混凝土块、施工过程中散落的砂浆和混凝土、碎砖渣、金属、竹木材、装饰装修产生的废料、各种包装材料和其他废弃物等。按正常程序规范,在每万平方米建筑的施工过程中,建筑垃圾就会产生500~600吨。
目前绝大部分的建筑垃圾均未经处理而直接运往偏远地区堆放或填埋,不仅占用了大量土地,而且污染了周边的环境,以致在一些城市近郊已难找到可供充埋之地。因此.如何将建筑垃圾变废为宝,进行处理再生利用是实现节约化生产、清洁化生产,实现经济、社会、环境可持续发展的重要举措。
二.筑垃圾对环境的危害
建筑垃圾具有数量大、组成成分种类多、性质复杂等特点,建筑垃圾污染环境的途径多,污染形式复杂,直接或间接污染环境,并且一旦造成环境污染或潜在的污染变成现实,消除这些污染往往需要比较复杂的技术和大量的资金,需要花费很大的代价进行治理,而且很难使被污染破坏的环境完全复原。建筑垃圾对环境的危害主要表现在以下几个方面:
1.侵占土地
目前我国绝大部分的建筑垃圾未经处理而直接运往郊外堆放。我国许多城市的近郊处经常是建筑垃圾的堆放场所,建筑垃圾的堆放占用了大量的生产用地,从而进一步加剧了我国人多地少的矛盾。
2.污染土壤
建筑垃圾及其渗滤水所含的有害物质对土壤会产生污染,其对土壤的污粱包括改变土壤的物理结构和化学性质,影响植物营养吸收和生长;影响上壤中微生物的活动,破坏土壤内部的生态平衡。有害物质在土壤中积累,致使土壤中有害物质含量超标,妨碍植物正常生长。
3.污染水体
建筑垃圾在堆放场经过雨水渗透浸淋后,由于废砂浆和混凝土块中含有大量的水化硅酸钙和氢氧化钙,废石膏中含有的大量硫酸根离子,废金属料中含有的大量金属离子溶出,同时废纸板和废木材自身发生厌氧降解产生木质素和单宁酸并分解生成有机酸,堆放场建筑垃圾产生的渗滤水一般为强碱性,并且含有大量的重金属离子、硫化氢以和一定量的有机物,如不加控制让其流入江河、湖泊或渗入地下,就会导致地表和地下水的污染。
4.污染大气
建筑垃圾废石膏中含有大量硫酸根离子,硫酸根离子在一定条件下会转化为具有臭鸡蛋味的硫化氢,废纸板和废术材在厌氧条件下可溶出木质素和单宁酸并分解生成具有挥发性有机酸,这些有害气体排放到空气中就会污染大气。
5.影响市容和环境卫生
目前我国的建筑垃圾综合利用率还比较低,许多地区建筑垃圾未经任何处理,便被施工单位运往郊外或乡村,采用露天堆放和简易填埋的方式进行处理,而且建筑垃级运输车大多采用非封闭式运输车。不可避免的引起运输过程中的垃圾遗撒、粉尘和灰砂飞扬等问题,严重影响了城市的容貌和环境卫生。
三.建筑垃圾再生利用的意义
建筑圾除了处理费用高以外,还会引起很严重的环境污染。建筑业是产生城市垃圾的主要来源,同时也是可以利用垃圾废料再生资源的重要行业,因此综合利用建筑垃圾不仅仅可以解决由建筑垃圾引发的环境问题,还是节约资源保护生态环境的有效途径。所以,建筑垃圾的处理应追随城市可持续发展战略的目标,我们应大力宣传和实施建筑垃圾的资源化循环再生利用。只有这样才能解决日益增多的建筑垃圾排放困难、环境污染的问题,并且充分利用再生资源,实施可持续发展战略,满足当展的同时,造福子孙后代,为子孙后代留下一个可持续利用的资源环境。
四.建筑垃圾处理利用的具体方案
建筑垃圾经过简单的分选可以分为混凝土建筑垃圾、砖瓦建筑垃圾、废旧木料建筑垃圾、废旧钢铁建筑垃圾等。其中以混凝土和砖瓦建筑垃圾最多。这一类建筑垃圾的再生利用是目前我们解决建筑垃圾中所面临的最大的难题。但是目前可以通过一系列的破碎筛分,将这些建筑垃圾合理利用。破碎后的物料可以用作于修建公路的打底料或或者基础料,也可以用于制作免烧砖,切块砖等。
1.归类
首先将建筑垃圾进行简单的归类.把木料、可见钢铁从建筑垃圾中挑选出来。如果有条件可以进行更深一层次的归类,把建筑垃圾再次分为混凝土垃圾和砖瓦垃圾。混凝土垃圾和砖瓦垃圾经过加工之后得到的料用处不同。如果分不开,破碎加工过的成品料仅可以与砖瓦料破碎后得到的料归为一类。在进入破碎机进行破碎之前,建筑垃圾先要通过喂料机喂料。在通过喂料机喂料的时候,振动喂料机在连续均匀的给料同时,将废混凝土中的泥土、杂质去除。
2.破碎
经过归类后的建筑垃圾可以通过PE颚式破碎机进行简单的破碎.把大料变为方便加工的小料。然后在变成小料后的同时进行再次挑选归类。可以从中选出部分不可见的废旧钢铁垃圾,从而使进入下一级破碎的时候破碎的物料全部为混凝土或者砖瓦,便于再次破碎利用。经过PE颚式破碎机破碎后并且经过再次挑选归类后,将原料进入PF反击式破碎机进行再次破碎。砖瓦垃圾由于自身比较松软,容易破碎,所以在进入PF反击式破碎机后经过破碎得到的料都是比较小的砂粉料。混凝土进入PF反击式破碎机后得到的料虽说也有比较小的砂粉料,但是也有很多是破碎为适用于建筑基础的1―3石料。这些垃圾原料在通过两次破碎后基本成为可以再次利用的成品料。如果建筑垃圾的料比较复杂。砖瓦垃圾和混凝土垃圾处于复杂结合状态,则应当考虑进行第三次破碎。第三次破碎使用PCL冲击式破碎机进行破碎,经过PCL冲击式破碎机破碎后的物料将集中为砂粉混合料.一般用于制作免烧砖或者切块砖。
3.除尘
因为建筑垃圾属于质地松软的物料,所以在破碎的时候会产生一定的粉尘和细粉,因此要增加除尘设备。除尘设备的增加一方面是为了减少粉尘对环境的污染,另外一方面是将粉尘收集起来进行再次利用。在破碎时候产生的粉尘主要集中在PF反击式破碎机出料口和筛分环节,所以这两个地方要进行除尘(如果进行三级破碎。则在三级破碎的地方也要进行除尘)。除尘器可以连接集粉器,把粉尘收集起来,进行罐装利用。
4.筛分
建筑垃圾经过破碎之后.经过振动筛的筛分可以得到可以利用的成品原料。振动筛的筛网可以调节成所需要成品粒度的大小,然后经过皮带输送机运送到相应的成品料堆场。
5.输送
建筑垃圾破碎之后在各个设备之间进行输送的时候需要使用皮带机进行设备之间的连接及输送。在输送的过程中可以在皮带输送机上加上强磁进行磁选.再次清理下建筑垃圾里面的废旧钢铁。从而使建筑垃圾破碎之后的再生料更加干净.利用起来更加安心。
五.建筑垃圾破碎筛分后的综合利用
1.建筑垃圾应用于道路建设
道路工程具有工程数量大,耗用建材多的特点。因此因地制宜,就地取材是道路设计的一项基本原则,也是降低工程造价的根本。而建筑垃圾具有其他建材无可比拟的优点:成本低、数量大、质量好,是道路建设的常用材料。
2010年上海世博会选址于上海市区黄浦江两岸,原址基本为工业用地。原有厂房建筑拆迁产生的大量建筑废弃物与建设场地原状土体相混合,形成建筑垃圾渣土。使用高强高耐水土体固结剂使建筑垃圾渣土变成胶凝材料,并应用渣土材料完成了世博园区内的大量道路建设。节省了外运堆放渣土和外调土方的大量费用,也免除了对周围土地和环境的不利影响,实现了“可持续发展”的理念和“城市,让生活更美好”的办博宗旨。
2.利用废弃建筑混凝土、砖石生产粗细骨料。
目前,混凝土砂石料供应日益紧张,有些地区优质的天然骨料已趋枯竭,致使建筑工程的成本逐渐增加、质量下降。建筑垃圾中废弃混凝土经加工后代替天然骨料生产再生混凝士材料,既能节约天然矿物资源,使废弃混凝土得到再生利用,又可以减少对环境的污染,体现了可持续的经济发展特点。上海市第二建筑工程公司曾在市中心“华亭”和“霍兰”两项工程的7幢高层建筑施工中,将结构施工阶段产生的建筑垃圾,经分拣、剔除并将有用的废渣碎块粉碎后,与标准砂按1:1的比例拌合作为细骨料用于抹灰砂浆和砌筑砂浆。北京城建集团一公司先后在9万平米不同结构类型的多层和高层建筑的施工中,回收利用各种建筑废渣840多吨,用于砌筑砂浆、内墙和顶棚抹灰、细石混凝土楼地面和混凝土垫层;使用面积达三万多平方米。
3.用于制作砖瓦
建筑垃圾在经过:归类~破碎~除尘~筛分这几个步骤后得到的成品料中砂粉料最多。这一部分砂粉料占成品料的30%~45%左右,成品粒度在8mm以下。这些原料是制造免烧砖和切块砖的最佳原料。另外经过除尘器收集起来的粉尘也可以用于制作免烧砖或者切块砖。
6结束语
综上所述.建筑垃圾的再生利用有很大的经济效益空间与利用空间。对环境的保护也起到了很达的作用。目前,各地政府也在加强对该项目的研究与利用。国家也在加强对于建筑垃圾废料进行再生利用的相关扶持工作。根据中国投资咨询网的预计,在未来的几年时间里,为了扩大内需,保护环境,建筑垃圾的再生利用将逐渐成熟并成为建筑行业新型材料的原料来源。
本文系河南省教育厅自然科学研究计划项目建筑垃圾再生利用的问题研究的研究成果
参考文献:
【l】王罗春,赵由才.建筑垃圾处理与资源化【M】.化学工业出版社,2004:57~59.
【2】吴贤国,郭敬松,李惠强.建筑废料的再生利用研究【J】.建箱技术与应用,2004,l:2l~23.
关键词:建筑垃圾;危害性;可利用性
Abstract: The construction waste is built (structure) construction, repair, demolition of buildings in the process, mainly for the solid waste, including waste concrete block, asphalt concrete block, the construction process of scattered mortar and concrete, brick, wood, bamboo, metal slag decoration waste, all kinds of packaging materials and other waste. The actual situation in view of the characteristics of construction waste and it is produced in the construction site, which is recovered as a building material, is an effective means of construction waste recycling. Following is a systematic exposition of construction waste!
Key words: construction waste; hazard; availability
中图分类号:R124.3前言:
长期以来,我国的建筑垃圾再利用没有引起很大重视,通常是未经任何处理就被运到郊外或农村,采用露天堆放或填埋的方式进行处理。随着我国城镇建设的蓬勃发展,建筑垃圾的产生量也与日俱增。目前,我国每年的建筑垃圾数量已在城市垃圾总量中占有很大比例,成为废物管理中的难题。本文分析了建筑垃圾的危害性和可利用性,并对建筑垃圾的资源化管理措施提出了一些建议与想法,通过对建筑垃圾的分类整合,使本来已是废料的混合物变成巨大的资源,最终实现建筑行业的可持续发展。
1 建筑垃圾的界定与特点建筑垃圾是指构造物在新建、改建、扩建和拆毁活动中产生的废弃物。根据产生源不同,建筑垃圾可分为施工建筑垃圾和拆毁建筑垃圾。施工建筑垃圾是指居民住宅、商业建筑和其它市政基础设施在新建、改建和扩建活动中产生的废弃物,而拆毁建筑垃圾是指建筑物和其它市政基础设施在拆毁活动中产生的废弃物。其中,无污染的无机物(包括泥土、石块、混凝土块、碎砖) 占90 %以上。无机材料,具有耐酸、耐碱、耐水性,化学性质比较稳定,同时具有稳定的物理性质的特点。建筑垃圾的这些性质决定其经过处理是一种很好的再生建筑材料。废品(包括金属、竹木材、各种包装材料、木料、塑料、玻璃等) 可能具有污染物的废弃物分拣后可作为再生资源利用。建筑垃圾在城市垃圾中属最清洁的垃圾,只要合理利用就不会产生二次污染。
2 建筑垃圾的危害 建筑垃圾对我们生活环境的影响具有广泛性、模糊性和滞后性的特点。广泛性是客观的,但其模糊性和滞后性就会降低人们对它的重视,造成生态地质环境的污染,严重损害城市环境卫生,恶化居住生活条件,阻碍城市健康发展。
2.1 占用土地,降低土壤质量 随着城市建筑垃圾量的增加,垃圾堆放点也在增加,而垃圾堆放场的面积也在逐渐扩大。此外,露天堆放的城市建筑垃圾在种种外力作用下,较小的碎石块也进入附近的土壤,改变土壤的物质组成,破坏土壤的结构,降低土壤的生产力。
2.2 影响空气质量 建筑垃圾在堆放过程中,在温度、水分等作用下,某些有机物质发生分解,产生有害气体;一些腐败的垃圾散发出阵阵腥臭味,垃圾中的细菌、粉尘随风飘散,造成对空气的污染;少量可燃建筑垃圾在焚烧过程中会产生有毒的致癌物质,对空气造成二次污染。
2.3 对水域的污染 建筑垃圾在堆放和填埋过程中,由于发酵和雨水的淋溶、冲刷,以及地表水和地下水的浸泡而渗滤出的污水,会造成周围地表水和地下水的严重污染。垃圾渗滤液内不仅含有大量有机污染物,而且还含有大量金属和非金属污染物,水质成分很复杂。一旦饮用这种受污染的水,将会对人体造成很大的危害。
2.4 破坏城市软环境,影响市容 城市建筑垃圾占用空间大,堆放杂乱无章,与城市整体形象极不协调,工程建设过程中未能及时转移的建筑垃圾往往成为城市的卫生死角。混有生活垃圾的城市建筑垃圾如不能进行适当的处理,一旦遇雨天,脏水污物四溢,恶臭难闻,往往成为细菌的滋生地。
2.5 安全隐患 大多数城市建筑垃圾堆放地的选址在很大程度上具有随意性,留下了不少安全隐患。施工场地附近多成为建筑垃圾的临时堆放场所,由于只图施工方便和缺乏应有的防护措施,在外界因素的影响下,建筑垃圾堆出现崩塌,阻碍道路甚至冲向其他建筑物的现象时有发生。
3 建筑垃圾的可利用性处理方式
3.1 无机物的可利用性处理 建筑垃圾中的石块、混凝土块及碎砖经处理后,可作为混凝土或砂浆的集料使用。建筑垃圾中的石块、混凝土块及碎砖也可直接用于加固软土地基。其原理是利用建筑垃圾中的无机材料形成散状材料桩,通过重锤冲击使桩与桩间土相互作用,形成复合地基,进而达到提高地基承载力地作用废砖石和砂浆与普通水泥混合,再添加辅助材料,可生产轻质砌块;废旧水泥、砖、石、沙等经过配置处理,可制作成空心砖、实心砖、建筑废渣混凝土多孔砖等,其产品与粘土砖相比,具有抗压强度高、耐磨、吸水性小、质轻、保温、隔音效果好等优点。
3.2 废品的可利用性处理 废钢筋、铁丝、电线和各种钢配件等金属,经分拣、集中、重新回炉后,可以加工制造成各种规格的钢材;废木材除了作为模板和建筑用材再利用外,通过木材破碎机,粉碎成碎屑后可作为造纸原料或作为燃料使用;废竹木、木屑等则可用于制造各种人造板材;废塑料可采用减压法提炼成油,作为燃料使用,或再生加工成排水管,还可代替某些水泥制品;碎玻璃可以加工成再生玻璃或某些装饰材料。
4 建筑垃圾资源化的措施,保证建筑行业的可持续发展
4.1 加强建筑垃圾资源化的科研工作 科学技术研究工作是建筑垃圾资源化的基础,没有合适的技术方案,建筑垃圾的资源化就无从谈起。尽管国外建筑垃圾的再生技术被认为是成熟的,但这恰恰是我国建筑垃圾资源化工作中的薄弱环节。所以,在国内尚没有大力开展建筑垃圾资源化工作的时候,就应该首先花大力气进行建筑垃圾资源化的科研工作。实施符合我国实际的建筑垃圾资源化战略和技术方案,仍需要有针对我国实际的科研工作基础。科研工作主要应集中于建筑垃圾减量化的方法、建筑垃圾收集和利用的方法,再生建筑材料的市场化措施,开发简单的分析方法用于鉴别再生材料与环境的相容性等方面。
4.2 建立健全的建筑垃圾分类回收利用制度 建筑垃圾资源化是一个复杂的废物循环利用过程,在此过程中,须同时处理好两个重要的环节:(1)建筑垃圾的分类回收;(2) 回收后的再利用。这两大环节既相互促进又相互制约,缺一不可。建筑垃圾不进行分类回收也就无法利用,分类回收后不进行相应的利用也就失去了分类的意义,同样也不能进行资源化。在建筑垃圾的资源化方面,应禁止填埋还可利用的建筑垃圾,有义务的单位必须设置相应的设备或者委托第三方来利用其建筑垃圾。要强调产生垃圾的单位首先自己要有解决资源化利用的条件,或支付较高的处置费用委托其他单位帮助处置。凡利用垃圾生产出的材料和产品,国家应在税收政策上给予优惠。