理论教育 建设节约型社会干部读本:建筑及其他行业节材工程

建设节约型社会干部读本:建筑及其他行业节材工程

时间:2023-11-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:有关方面的研究表明,制造业的生产成本包括人工成本、材料、能源、折旧及租金等成本。其中,材料成本是制造业企业成本的主要部分,约占50%;人工成本大致占25%。同时,研究解决被拆除建筑的建材的回收与利用问题。据统计,在房屋建筑工程中材料费占建筑物成本的2/3;每年建筑工程的材料消耗量占全国总消耗量的比例大约为:钢材占25%、木材占40%、水泥占70%。我国建筑业对其他建筑材料的消耗量也十分可观。

建设节约型社会干部读本:建筑及其他行业节材工程

有关方面的研究表明,制造业的生产成本包括人工成本、材料、能源、折旧及租金等成本。其中,材料成本是制造业企业成本的主要部分,约占50%;人工成本大致占25%。有关调查结果显示,企业降低材料成本的潜力十分巨大,到2016年完全可以将材料使用效益提高20%~30%。鉴于材料成本在企业总成本中的比重最大,提高材料使用效益将明显降低总成本。特别是在当前原材料价格大幅攀升的情况下,生产成本的降低将对利润税收生产率、财政收入、需求及就业等诸多方面带来积极影响。资源消耗的减少,也有助于减轻对环境的危害。

建筑业作为原材料和能源的消耗大户,其节约型的发展模式无疑是建设节约型社会十分重要的环节。未来节约型建筑的趋势是发展生态建筑,如环保屋,其主要内涵包括“节能、节水、节材、节地、环保”等内容(也称为“节能省地型”建筑),建筑节材是其中的核心内容之一。

什么是环保屋

环保屋标准是节能、节水、无污染、高舒适度。环保屋将会充分利用太阳能、风能、地热、沼气等各种能源及各种新技术和设计理念,如遮阳板使用太阳能电池,可以将自然光转换为电能,为地下室或北面的房屋提供照明;采用自然空调技术,可以利用地下与地表的温差,为房屋供暖或降温;为了达到节水目的,通过雨水收集处理技术和污水资源化技术,为消防、绿化、洗车等提供用水;使用环保建材、环保家电,对生活垃圾进行分类收集再利用或焚烧处理为环保屋提供采暖或电力,达到无污染的目的。

资料来源:发明时空网,见:http://www.inventsky.net/indexnew.asp。

目前中国建筑的用钢量高出发达国家平均水平的10%~25%,混凝土多耗水泥80kg/m3。在材料利用方面,一些中小城市和村镇大量利用黏土砖,新型和可再生建筑材料使用率也比较低。为此,我国在节材方面的重点是促进建筑材料业走新型工业化和产业化发展的道路,推广应用高性能、低材耗、可再生循环利用的建筑材料,并注意因地制宜,就地取材。同时,研究解决被拆除建筑的建材的回收与利用问题。通过提高建筑品质,延长建筑物使用寿命,推广可循环利用的新型建筑材料,到2010年建筑对不可再生资源的消耗可降低10%,到2020年可在此基础上再降低20%。

建筑材料是建筑业的物质基础。据统计,在房屋建筑工程中材料费占建筑物成本的2/3;每年建筑工程的材料消耗量占全国总消耗量的比例大约为:钢材占25%、木材占40%、水泥占70%。中国水泥产量已连续近19年居世界第一,目前占世界总产量的50%左右;2004年水泥产量已达约9.4亿t。按照中国2003年8.25亿t的水泥实际消费量来看,据测算,60%的水泥用于商品混凝土或现场混凝土的拌制,则全国混凝土总的用量约为15亿m3,由此估算用于混凝土中的砂、石、水泥、水等基本原材料年用量分别约为10.7亿t、17.3亿t、5亿t、2.7亿t。可以看出,为生产混凝土,我国每年要开采砂石近30亿t;而且预计到2010年全国混凝土用量将达到25亿m3,骨料消耗数量将更加惊人!砖瓦行业是对土地资源消耗最大的行业,目前实心黏土砖在我国墙体材料中仍然占相当大的比重,仍是我国建房的主导材料。我国至今仍有砖瓦企业约8万家,占地500多万亩,每年烧砖7000多亿块标准砖,取土14亿m3,相当于毁坏土地100多万亩。为此,建设部联合有关部门制定了关于进一步推进墙体材料革新和推广节能建筑的方案,并由国办下发专门文件,提出2006年底全国实心黏土砖年产量减少800亿块等具体目标。

美国的环保屋

美国一家大学曾设计建造了一种四居室的生态房,它的热能来源于人工散热、阳光及使用家电设备所产生的热量,用电依靠风力发电机和太阳能电池,用水是从屋檐流下来经过处理的雨水,粪便和污水则流入一个堆肥坑里,经发酵后供花园施肥用。芝加哥生态楼楼内没有砖墙,每个房间靠种植的各种植物隔开。美国太阳能设计协会正在研制的一种新型太阳能住宅,不再采用在屋顶上安装笨重的装置来收集太阳能,而是将那些能把阳光转换成电能的半导体太阳能电池直接嵌入到墙壁和屋顶内。美国还有一家建筑公司用回收的垃圾建造房屋,屋框架主要是从破旧的汽车桥梁中回收的钢材,外饰由锯末和碎木加上20%的聚乙烯制成。美国国立资源保护委员会总部则是以废旧回收物品的再生材料为主要材料建筑的绿色办公室,它的墙壁由麦秸秆压制并经过高科技加工而成,地板由废玻璃制成,办公桌由废旧报纸与黄豆渣制成。

我国建筑业对其他建筑材料的消耗量也十分可观。例如2004年全国玻璃产量约3亿重量箱,纸面石膏板销售量3.6亿m2,轻钢龙骨销售量60万t。近年来,我国化学材料的发展非常迅速,新产品层出不穷,主要有塑料管道、塑料门窗、建筑防水材料、建筑涂料、建筑壁纸、塑料地板、塑料装饰板、泡沫保温材料、建筑胶黏剂等。2004年全国塑料型材销售量约150万t,建筑涂料165万t,防水材料达到1400万m2。这些材料的生产与消费,同样消耗了数量惊人的自然资源。

德国的生态建筑

德国柏林建造的第一座生态办公楼,它的正面安装了一个面积64m2的太阳能电池来代替玻璃幕墙,屋顶的太阳能电池可供应热水,大楼屋顶设储水设备,用于收集和储存雨水,储存的雨水被用来浇灌屋顶上的草地,从草地渗透下去的水又回到储存器,然后流到大楼的各个厕所冲洗马桶

德国建筑师塞多·特霍尔斯建造了一座能跟踪阳光的太阳房屋,房屋被安装在一个圆盘底座上,由一个小型太阳能电动机带动一组齿轮,房屋底座在环形轨道上以每分钟转动3cm的速度随太阳旋转,当太阳落山以后,该房屋便反向转动,回到起点位置。它跟踪太阳所消耗的电力仅为房屋太阳能发电功率的1%,而所吸收的太阳能则相当于一般不能转动的太阳能房屋的2倍。

德国汉诺威的一个住宅区里有一种新型公路,路面上穿着小孔,小孔里长着绿草,路面在绿草的保护下不会受到汽车碾压的影响。由于70%的路面长有绿草,大大减少了太阳光在路面的反射,行走在上面犹如置身于大自然的怀抱中,听不到汽车奔驰时所发出的噪音,也闻不到刺鼻的汽油味。

德国还有一个零能量住房,所需能量100%靠太阳能。零能量住房向南开放的平面被设计成扇形平面,可以获得很高的太阳能辐射能,墙面采用储热能力较好的灰沙砖、隔热材料和装饰材料,阳光透过保温材料,热量在灰沙砖墙中存储起来。房屋白天通过窗户由太阳来加热,夜间则通过隔热材料和灰沙砖墙来加热。

建材工业是对天然资源和能源资源消耗最高、破坏土地最多、对大气污染最为严重的行业之一,是对不可再生资源依存度非常高的行业。大部分建筑材料的原料来自不可再生的天然矿物原料,部分来自工业固体废弃物。据估计,我国每年为生产建筑材料要消耗各种矿产资源70多亿t,其中大部分是不可再生矿石化石类资源,全国人均年消耗量达5.3t。例如,据分析,我国目前每生产1t水泥熟料要排放1t二氧化碳、0.74kg二氧化硫、130kg粉尘,消耗1.3t石灰石资源,而现在探明我国石灰石储量为250亿t,仅可供应不到30年。由此,建筑材料行业对自然资源的消耗及对自然环境的影响可见一斑。在水泥生产和应用方面,我国还存在一个不容忽视的严重问题。我国即将连续19年蝉联世界第一大水泥生产国,但是同时我国却是散装水泥使用小国。2004年,我国水泥产量已达到9亿多t,但散装水泥仅占3.2亿t,约为水泥总产量的33.4%,远低于美国、日本90%以上的散装率,甚至还远低于罗马尼亚70%、朝鲜50%的散装率。水泥生产和应用的低散装率给我国造成了极大的资源浪费。如以2004年全国袋装水泥6.4亿t计算,全年消耗包装牛皮纸约380多万t,折合优质木材2110多万m3,相当于10个大兴安岭一年的木材采伐量。此外,由于包装纸袋破损和包装袋内残留水泥造成的损耗在3%以上,仅此一项,全国每年要损失近2000万t水泥,价值50多亿元!

此外,我国一些中小城市和村镇还在大量使用黏土砖,建筑建造中普遍使用低性能钢材,可再生建筑材料使用率和建筑材料循环利用率很低,也造成资源严重浪费。

我国人均资源贫乏,然而雪上加霜,我国建筑工程的物耗水平与发达国家相比也有很大差距。例如,1m2住宅建筑耗费钢材约55kg,比发达国家高出10%~25%,每拌制1m3混凝土要多消耗水泥80kg!反过来,我国对建筑垃圾等废弃物的再生利用比例却很低,与发达国家差距很大。据日本建设省统计,早在1995年全日本废弃混凝土再资源化率已达到65%,2000年则已高达96%。欧盟也已经提出2010年建筑可持续发展目标之一就是使得建筑垃圾再循环率达到90%以上。

建筑业耗材过大还带来其他一系列问题。以钢材为例,据国家发展和改革委员会统计,2004年全国钢产量2亿多t,而全年钢材消费量超过2.4亿t(其中1/4以上消耗于建筑业),缺口3000万t以上。由于钢材消耗过大,我国自己生产钢铁也不得不从国外进口大量的铁矿砂,其进口量已占全球产量的30%;由于进口需求过大,国外铁矿砂大幅涨价,消耗了大量宝贵的外汇。我国建筑业单位面积耗钢量明显高于发达国家,说明我国建筑业用钢不经济,一定程度上加剧了我国的钢材供应紧张局面。由此可见,我国建筑业消耗了数量巨大的资源,使得我国人均资源匮乏的不利状况更加突出,已经对国民经济健康发展造成了负面影响,所以,建筑节材迫在眉睫势在必行

日本的环保屋

日本1997年建成的一栋实验型“健康住宅”,除了整个住宅尽可能选对人体无害的建筑材料外,墙体还被设计成双重结构,每个房间建有通风口,整个房屋系统的空气采用全热交换器和除湿机进行循环。全热交换器能够有效地回收热量并加以再次利用,其过滤器可有效地收集空气中细小的尘埃,从而能够抑制霉菌等过敏生物繁殖。日本九州市新建的一幢生态高层住宅电力由风车提供,温热水由太阳能供给,每户家庭的阳台上都装有垃圾处理机,可以将生活垃圾处理变成植物所需的肥料。停车场的地面混凝土具有良好的透水性能,使雨水存留于地下,与停车场内的树林形成一种供水循环系统。分隔房间的墙壁上留有通风口,并配置有通风设备,使每个住房有良好的通风效果。

我国建筑业材料消耗数量极其惊人,但是反过来也暗示着我国建筑节材的潜力十分巨大。《建设部关于发展节能省地型住宅和公共建筑的指导意见》(建科[2005]78号)就十分乐观地提出:到2010年,全国新建建筑对不可再生资源的总消耗比现在下降10%;到2020年,新建建筑对不可再生资源的总消耗比2010年再下降20%。

要想实现上述目标,除了需要从标准规范、政策法规、宣传机制及监管机制等方面入手外,发展建筑节材适用新技术将是保证建筑节材目标实现的根本途径。就目前可行的技术而言,建筑节材技术可以分为三个层面:建筑工程材料应用方面的节材技术、建筑设计方面的节材技术、建筑施工方面的节材技术。

在建筑工程材料应用技术方面,建筑节材的技术途径是多方面的,例如尽量配制轻质高强结构材料,尽量提高建筑工程材料的耐久性和使用寿命,尽可能采用包括建筑垃圾在内的各种废弃物,尽可能采用可循环利用的建筑材料等。近期内较为可行的技术包括以下几个方面。

(1)可取代黏土砖的新型保温节能墙体材料的工程应用技术,如外墙外保温技术、保温模板一体化技术等。该类技术可以节约大量的黏土资源,同时可以降低墙体厚度,减少墙体材料消耗量。

(2)轻质高强建筑材料工程应用技术,例如高强轻混凝土等。高强轻质材料不仅本身消耗资源较少,而且有利于减轻结构自重,可以减小下部承重结构的尺寸,从而减少材料消耗。

(3)以耐久性为核心特征的高性能混凝土及其他高耐久性建筑材料的工程应用技术。采用高耐久性混凝土及其他高耐久性建筑材料可以延长建筑物的使用寿命,减少维修次数,所以在客观上避免了建筑物过早维修或拆除而造成的巨大浪费。

(4)低水泥用量高性能混凝土的工程应用技术。降低混凝土中的水泥用量将产生多方面的积极意义:节约水泥生产所消耗的石灰石等自然资源,减少水泥生产过程中的废物排放量,有利于环保。(www.daowen.com)

(5)工业废渣(包括建筑垃圾)在建筑工程材料中的应用技术,包括粉煤灰、矿渣、煤矸石稻壳灰、淤泥及各种尾矿、废弃混凝土及其他建筑垃圾等的应用。我国在这方面已经积累了很多宝贵的技术经验,例如工业废渣在水泥、混凝土或砂浆中的成功应用,使得建材工业成为工业废渣的综合利用大户。目前,我国应该进一步提高工业废渣综合利用技术水平,进一步提高建筑工程材料中工业废渣的应用比率,以减少建筑材料对自然资源的占有率。

(6)人造骨料、再生骨料在混凝土中的工程应用技术。天然砂石资源已经不容我们无节制地开采下去了,寻找天然骨料的替代骨料将是节约天然砂石资源的有效途径。

(7)废弃砖瓦在建筑工程中的再生利用技术。城市老建筑和小城镇建筑中有相当一部分属于砖混结构,这些建筑报废后产生的大量废弃砖瓦将可以重新回到建筑工程中去。

(8)废弃植物纤维在建筑工程材料中的应用技术。废弃植物纤维主要是指农作物秸秆、废弃木质材料、废弃竹子等。废弃植物纤维是一种具有多种用途的可再生生物资源。我国是一个农业大国,农作物秸秆资源十分丰富,稻草、小麦秸和玉米秸为三大农作物秸秆。据统计,1998年全国各种秸秆的产量已达6.05亿t,约占全世界秸秆总量的30%左右。废弃植物纤维由于具有很多良好的性能,在建筑材料中应用具有一定的性能潜力。例如我国已经开始探索采用廉价的废弃植物纤维作为主要原材料之一,开发研究绿色环保型植物纤维增强水泥基建筑材料及其应用综合技术。

(9)采用商品混凝土和商品砂浆。例如商品混凝土集中搅拌,比现场搅拌可节约水泥10%,减少砂石现场散堆放、倒放等造成的损失达5%~7%。

在建筑设计技术方面,有利于节材的具体做法有以下几点。

(1)设计时采用工厂生产的标准规格的预制成品或部品,以减少现场加工材料所造成的浪费。这样一来,势必逐步促进建筑业向工厂化、产业化发展。

(2)设计时遵循模数协调原则,以减少施工废料量。

(3)设计方案中尽量采用可再生原料生产的建筑材料或可循环再利用的建筑材料,减少不可再生材料的使用率。

(4)设计方案中提高高强钢材使用率,以降低钢材消耗量。

(5)设计方案中提高高强混凝土使用率,以降低混凝土消耗量,从而降低水泥、砂石的消耗量。

(6)采用有利于提高材料循环利用效率的新型结构体系,例如钢结构、轻钢结构体系以及木结构体系等。以钢结构为例。钢结构建筑在整个建筑中所占比重,发达国家达到50%以上,但在我国却不到5%,差距十分巨大。但从另一个角度看,差距也是动力和潜力。随着我国“住宅产业化”步伐的加快以及钢结构建筑技术的发展,钢结构建筑将逐渐走向成熟,钢结构建筑必将成为我国建筑的重要组成部分。再看木结构。木材为可再生资源,属于真正的绿色建材,发达国家已经开始注重发展木结构建筑体系,例如在美国,新建住宅的89%均为木结构体系。

(7)对建筑结构方案进行优化。例如某设计院在对50层的南京新华大厦进行结构设计时,采用结构设计优化方案,节约材料达20%。

(8)建筑设计尤其是高层建筑设计应优先采用轻质高强材料,以减小结构自重和材料用量。

(9)建筑的高度、体量、结构形态要适宜,过高、结构形态怪异,为保证结构安全性往往需要增加某些部位的构件尺寸,从而增加材料用量。

(10)采用预应力混凝土结构技术。例如山西省保险公司综合楼工程采用无黏结预应力混凝土结构技术,节约钢材约25%,节约混凝土约1/3,且减轻了结构自重。

(11)设计方案应使建筑物的建筑功能具备灵活性、适应性和易于维护性,以便使建筑物在结束其原设计用途之后稍加改造即可用作其他用途,或者使建筑物便于维护而尽可能延长使用寿命。与此类似,在城市改造过程中要统筹规划,不要过多地拆除尚可使用的建筑物,应该维修或改造后继续加以利用,尽量延长建筑物的服役期。

在建筑施工技术方面,应尽可能减少建筑材料浪费及建筑垃圾的产生,具体做法有以下几点。

(1)采用科学严谨的材料预算方案,尽量降低竣工后建筑材料剩余率。

(2)采用科学先进的施工组织和施工管理技术,使建筑垃圾产生量占建筑材料总用量的比例尽可能降低。

(3)加强工程物资与仓库管理,避免优材劣用、长材短用、大材小用等不合理现象。

(4)大力推行一次装修到位,减少耗材、耗能和环境污染。目前,提供毛坯房的做法已经满足不了市场的需求,也不适应社会化大生产发展趋势。住宅的二次装修不仅造成质量隐患、资源浪费、环境污染,而且也不利于住宅产业现代化的发展。提供成品住宅,实现住宅装修一次到位,将是建筑业的发展主流。

(5)尽量就地取材,减少建筑材料在运输过程中造成的损坏及浪费。

2006年“两会”期间给代表、委员们提供的新型铅笔。这种铅笔全部用废报纸制成,上面刻有“资源节约、政府先行”的字样。

资料来源:新华网,见:http://news.xinhuanet.com/misc/2006-03/09/content_4279354.htm。

当然,建筑业作为一个庞大的系统工程,建筑节材同样也是一个系统工程,建筑节材涉及到建筑过程的各个环节。基于这一思想,近年来提出了建筑全生命周期概念上的建筑节材,即在建筑全生命周期(物料生产、建筑规划、设计、施工、运营维护及拆除、回用过程)中实现高效率地利用各种资源(包括能源、土地、水资源、建筑材料等)。然而,如何真正实现全生命周期意义上的建筑节材,还有很多工作需要去研究探讨。可以预见,随着科学技术的不断进步和全社会节约意识的不断提高,未来的建筑节材技术将朝向智能化系统实施、智能化系统评价、智能化系统管理的方向发展。

值得指出的是,政府在节材方面也应该发挥更大的作用。比如推行无纸化办公,提倡使用电子办公,网络发文,尽量在电子媒介上修改文稿。严格控制文件印刷数量;调整非正式文件的排版规格,调小字号,缩短行距、页边距,双面用纸。公务用车时,能几人同行的,应统一乘车。机关食堂不使用一次性筷子、不可降解餐盒;机关工作人员用餐时,按需取食,尽量减少剩菜剩饭。开展绿色采购,采购商品必须是同类产品中的节能型产品,将再生办公纸纳入政府集中采购范围;减少一次性签字笔和一次性碳盒的使用。精简会议,真正做到少开会、开短会。会议、接待等活动应尽量从简节约,尽量不使用一次性的纸杯,不饮用支装矿泉水,提倡使用消毒瓷杯喝水。用奖状和荣誉证书替代各类奖牌和奖杯。

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