建筑垃圾能耗与旧建筑改造的理性探讨

发表时间:2020/7/23   来源:《城镇建设》2020年第11期   作者:王占魁 党衍菲
[导读] 最近20年我国建筑行业飞速发展,但背后却有着极多的建筑垃圾、极高的能耗问题和极有限的建筑全生命周期。

         摘要:最近20年我国建筑行业飞速发展,但背后却有着极多的建筑垃圾、极高的能耗问题和极有限的建筑全生命周期。如何让建筑变的更节能、更符合可持续发展的目标是建筑从业者深思的问题。本文将从建筑垃圾的方向入手,分析目前建筑垃圾和节能问题的急迫性,探讨旧建筑改造的可行性和价值所在,阐述建筑改造发展时期,阐述建筑加固材料和技术,呼唤人们关注建筑的可持续发展。
         关键词:建筑现状;建筑垃圾;建筑能源;旧建筑改造;改造技术
         改革开放以来,我国建筑行业发展迅速,城镇建筑总面积呈现快速增长的趋势。根据数据汇总,在2011~2016年间,我国房屋年竣工面积从31.6亿增加到了42.2亿,另外还预计到2020年底我国建筑总面积将达到创纪录的700多亿。随着我国城市化进程的加速,建筑面积还会高速持续增长一段周期。
         建筑业不仅仅只是一个产业,更多的是这个大产业链上的核心,它关乎上下游70余个行业的发展。根据对2017年我国建筑业经济发展情况统计,建筑业的增加值已经达到55689亿元,同比增长。但是我国的资源供应能力早已满足不了行业发展需求,对建筑业革新迫在眉睫。
1 建筑垃圾问题
         建筑垃圾是指在建筑全生命周期内产生的各类废弃物。建筑垃圾在建筑各个周期内屡见不鲜,结果就是在2017年时,我国每年产生23.79亿吨建筑垃圾,而预计到2020年底将会产生高达26亿吨建筑垃圾。当然这里的建筑垃圾不仅包括新建建筑的废物,还包含拆旧建筑、建筑装修和其他建筑施工行为产生的固体废物。其中拆除旧建筑产生的建筑垃圾占比达到,而新建筑施工过程中所产生的垃圾占比左右,建筑装修所产生的建筑垃圾仅占左右的比例,由此可见旧建筑是制造建筑垃圾的主要来源。
         预计在2020年,中国将会有700亿建筑面积,这些现在看来具有时代感的建筑在未来100年的时间里将大都成为头痛的建筑垃圾。据相关机构统计,平均每1万平米的建筑施工面积会产生多达550吨建筑垃圾。但同时我国建筑垃圾资源化回收再利用程度较低,以有资料的2017年为例,进行资源化利用的建筑垃圾仅有11893万吨,利用率仅占建筑垃圾总量左右[1],这会严重影响我国建筑行业的发展,土地资源将会成为制约经济发展的最不可忽视的因素。
         目前我国建筑垃圾处理的主要方式还是进行深坑填埋或焚烧处理,但这些方式在未来都将难以为继。如果将建筑垃圾以堆高5米来计算,每1亿吨建筑垃圾就会需要25万的场地面积,如果建筑垃圾年产量达到甚至超过26亿吨,这意味着我国每年用来堆埋建筑垃圾的土地面积需求就会超过650万,这是一个极为恐怖的数字。对于人均土地面积本来就少的中国来讲,显然不是我们可接受的方式。
2建筑能源
2.1建筑耗能问题
         建筑业的蓬勃发展具有历史典型性,即在国家高速发展阶段进行的大规模建设活动,但是发展往往意味着在某些方面就要付出代价。
         我国的建筑面积增长迅速,但我国建筑物耗水平与发达国家相比,呈现粗放式的发展。发展结果就是:建筑耗能占整个社会总耗能的,钢材用量用掉全国用钢量的,水泥用去全国总用量的,与发达国家相比每拌和混凝土要多消耗水泥,同时建筑业用水占到城市宝贵用水总量的;而已经不再作为主要建筑材料的实心粘土砖,每年毁田还高达12万亩,凡此种种,我们的社会承担不起长此以往的资源消耗[2,3,4]。
         众所周知,我国建筑业在最近40年大体呈现两个阶段,早期单位房阶段和商品房时代,由于技术和理念的限制,我国早期的建筑一般都缺乏必要的节能措施,直接导致供暖设备陈旧,耗能严重到高耗能建筑约占建筑总量的,建筑使用能耗约占整个国家能源消耗总量的以上,实施节能减排是建筑发展的必然要求。


2.2建筑节能
         20世纪80年代起,政府对建筑节能的发展给予了高度的重视。我国分别在1986年、1996年和2010年先后颁布了数部建筑节能政策规范。对于已有的建筑物也要考虑它们在全生命周期的综合能耗问题,就是在建筑里坚持可持续发展的理念。如果我国对所有新建建筑全面强制实施严格的建筑节能设计标准,同时对已有建筑物有计划、有步骤地推行节能的改造,我国能减少6000亿元的电力建设投资,这将很大程度上减轻政府的财政负担。
3旧建筑改造
3.1旧建筑改造
         人们往往喜新厌旧,但是对于名胜古迹却有情有独钟。旧建筑往往是讲具有一定价值但基本丧失使用功能的建筑,这些建筑一般都可以通过后期改造,重新获得使用的价值。早在1978年,当时的国家预应力协会便成立了一个混凝土结构维修与加固工作组,用来探讨建筑改造的可行性。如今,发达国家对建筑的加固与改造的研究十分重视,因为他们在国家高速发展阶段进行大规模建设的建筑,如今改造是目前符合他们建筑状况的最有利的方式。
         通常一栋建筑结构造价约占其总造价的,改造比新建可节省主体结构所花的大部分资金,同时建筑的改造再利用能减少开发商的初期投资,而建筑内原有的基础设施可继续利用。因此发达国家对建筑改造的研究十分重视,越来越多的资金投入到该领域。根据数据统计,美国建筑的改造和再利用的资金占到整个建筑业的以上,欧洲国家也以每年的速度增加建筑维修资金,在我国建筑的改造才刚刚起步[5]。
3.2发展时期
         任何事物的发展都会经历一个阶段,对建筑的改造也是如此。人们对建筑物的改造伴随于人类房屋建设的出现,但是真正进入实质性阶段还是在20世纪中后叶,这一阶段首先在发达国家进行:
         第一阶段:新建期。二战后建筑业得到空前发展,建设标准低、建设规模大是这一时期的显著特点,在经过30多年的使用期后,这些建筑大部分已经进入了“老年期”。
         第二阶段:新建和改造并行期。这一时期部分建筑的结构发生损伤,建筑结构的承载力、耐久性都有很大程度的降低,与此同时建筑的使用功能也不能满足人们日益增长的生产发展的基本需要。
         第三阶段:维修、加固时期。上世纪70年代末以来,发达国家的建筑主要以维修、加固为主,加固改造的投资在建筑总投资中的比重不断增加。
3.3加固材料和技术
         新材料的出现往往会改变旧的建筑理念,复合材料[6]在建筑加固中的应用改变了传统材料的弱势。但目前来讲,加固方式主要还是外包钢加固法、加大截面加固法、置换混凝土加固法、喷射混凝土加固法、粘贴钢板加固法、粘贴复合纤维材料加固法、钢绞线加固法以及植筋技术等[7,8],这些成熟的技术将有利建筑加固的推广。
4 结论
         21世纪是低碳世纪,人类探讨的发展模式将会深刻影响世界发展的大趋势,我们看待的建筑垃圾和建筑节能问题,归根到底就是在讨论能源和环境问题,也就是人类的可持续发展模式。
参考文献
[1]刘学峰.既有居住建筑节能改造的合同能源管理模式研究[D].山东建筑大学,2013:
[2]冷发光,何更新,张仁瑜,丁威,周永祥.国内外建筑垃圾资源化现状及发展趋势[J].环境卫生工程,2009,17(1) :112~113.
[3]王恩茂,刘晓君.节能建筑的经济问题研究[J].建筑经济,2005(278) :77-79.
[4]周文娟,陈家珑,路宏波.我国建筑垃圾资源化现状及对策[J].建筑技术,2009(8) :741-744.
[5]朱纯宜.既有建筑结构加固技术经济性分析[D].南昌.华东交通大学,2012:1~65.
[6]叶列平,冯鹏.FRP在工程结构中的应用与发展 [J].土木工程学报 2006(3) :24~36.
[7]宋中南. 我国混凝土结构加固修复业技术现状与发展对策[J].混凝土,2002(10) :10~11.
[8]张鑫,李安起,赵考重.建筑结构鉴定与加固改造技术的进展[J].工程力学,2011(1) :1~11.
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