基于无废工地理念的施工建筑废料减排实践

基于无废工地理念的施工建筑废料减排实践

周君辉

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摘要： 随着内地无废城市建设试点的确立，无废工地作为无废城市的1个“细胞”，理念核心是建筑废料的减量化和综合利用。以澳门某住宅项目为例，阐述实现源头减废和综合利用的一系列建筑废料减量化技术策略和精细化管理措施；总结无废工地建设的整体流程思路，并提出未来进一步促进无废工地建设的研究方向。

关键词：建筑废料；无废工地减量化；源头减废；精细化管理

引言

工业化和城市化进程的不断推进，导致资源枯竭和能源危机，还产生了大量建筑废物。据住房和城乡建设部提供的测算数据，我国城市建筑垃圾年产生量超过20亿t，约占城市固体废物总量的40%。建筑废料减量化能产生良好的环境效益[1]。建筑废料综合利用的环境排放远低于直接填埋。因此，减少排放建筑废料具有降污协同减碳的作用，是建筑行业推进“双碳”目标重要抓手。

本文以澳门地区某住宅项目为例，介绍澳门地区工程项目在无废工地建设的探索实践经验。

1 澳门城市及工程减废策略及特点

1.1建筑废料及其处理设施简介

根据澳门环境保护局统计，近年来平均每年澳门建筑废料数量达约310万m3。目前，可处理建筑废料设施主要为建筑废料堆填区、垃圾焚化中心及特殊和危险废物处理站。建筑废料堆填区占地面积约1km2，主要接收惰性拆建物料（如废混凝土等）和特别拆建物料（如海泥等）,已累计接收超过4 800万m3建筑废料，目前已饱和，只能堆高处理；垃圾焚化中心接收可燃建筑废料，如水泥袋、废木竹等；特殊和危险废物处理站接收化学废料（如废油漆等）。目前，还没有建筑废料资源化集中处理设施。

1.2澳门工程减废策略及特点

1）澳门工程项目普遍占地面积较小，施工现场较难设置分类分选资源化预处理设施，分类分选难度较大。

2）人工、物流运输、仓储等成本高，导致回收成本较高，无法形成成熟建筑废料回收产业，增加了回收难度。大部分回收商仅回收经济价值较高的金属类废料。

3）在废料资源化处理方面，由于废料出口管制政策限制，目前在本地循环再造并可对外出口的品类只有塑胶胶粒。经分类后的木材类建筑废料无法运至邻近地区重用或再生，只能运至焚化中心进行焚化处理。

利用建筑废料制作再生建材产品，有助于减少建筑废料排放和建立资源化循环经济模式。但在澳门推广应用将面临以下挑战。

1） 再生建材原料的收集、制作、临时仓储需要较大空间，澳门土地面积小，难以提供该空间。

2） 澳门建筑工程总量较少，再生建材的加工和应用不能达到规模经济。

3） 澳门未形成再生建材产品的相关标准和规章，业界即使愿意尝试，也无标准可循。

2 无废工地建设减废管理实践探索

2.1工程概况

澳门某项目为高113m住宅建筑，包括3层地库停车场、3层裙楼以及34层塔楼。占地面积约为7 000m2，总建筑面积约12万m2。该项目建成后将提供约1 800个开放式公寓单位。由于该地段前发展商在桩基础施工过程中停工，场址内遗留当时建造的大量PHC桩和直径3m灌注桩。

2.2 组织架构及职责分配

由于“无废工地”建设涉及施工全过程和多个专业领域，因此其管理组织架构涵盖整个项目团队。

2.3 建筑垃圾全过程精细化管理

1） 垃圾数量预估 采用比经验值估算法和面积指标法更精准的定额损耗预测法，协助项目管理人员有效地针对施工现场实际情况制定相应建筑废料减排措施。

2） 垃圾现场分类 在施工现场执行垃圾分类的工作基础包括：制定明确的垃圾分类准则和操作规程，提供充足、合适的垃圾分类设施和标识，编制明确分类责任的分包合同。分类方法宜以末端处置为导向因地制宜地做适应性调整。除定期培训外，项目还尝试设立奖励机制并提供合适工具辅助收集分类。在实践过程中，该机制可有效鼓励施工人员积极参与垃圾分类和提升减废意识；分类精细度和成效受场地大小、管理成本投入和运输效率等因素影响。案例项目场地较小，较难设置大型分类仓。为平衡施工需要、回收成效和经济成本，采用移动式分类笼车对主要垃圾类别进行分类，按施工需要灵活动态改变布置位置和数量，最终获得良好回收成效。

3） 垃圾场内运输 相比垃圾混合集中运输，垃圾分类运输必定占用部分运输资源，如施工电梯、起重机等，对施工有一定影响。采用垂直垃圾槽快速收集运输无机非金属类垃圾，提高收集运输效率；同时减少了运输机械所使用能源的碳排放。

3 无废工地建设减废技术实践探索

3.1 设计阶段减废技术

1） 基坑支护结构设计阶段 采用高周转可循环利用的支护材料（如钢板桩和钢支撑等），可减少临时支护混凝土结构材料投入和拆除后所产生建筑废料。

2） 主体结构设计阶段 采用装配式建造方式设计，包括应用预制外墙、预制楼梯和ALC板间隔墙。

3.2施工阶段减废技术

1） 采取“永临结合”模式 将永久设施工程提前策划投入使用，以满足工程施工，减少临时设施投入，从而达到降本增效与节约资源的目的。提前使用永久设施需考虑维护保养等问题并提前与建设单位和设计单位协商获得同意。对于维护保养要求较低的设施易落地。如项目将正式预制楼梯栏杆作为楼梯临边防护，提前安装预制楼梯栏杆，减少临时防护材料垃圾。

2） 利用原有结构 项目优化原基础结构设计，通过对场址原有旧桩结构进行评估以及结构修复，最终重用了约200根PHC桩和约30支旧灌注桩。因此，结合项目自身情况和条件，发掘建筑垃圾减量化和综合利用的新场景和新策略，可产生巨大减废效益。

4 无废工地建设

4.1 无废工地建设整体流程

1） 系统辨识对整个设计、采购、施工等过程中与建筑废料产生相关的因素进行系统辨识，了解各环节间的相互依赖关系和影响因素。以砌砖墙工程为例，了解砌砖墙工程的整体流程，明确每个环节具体操作。设计阶段砌体及胶结材料的选型和模数选择，采购阶段材料供应商的包装、装卸和运输的方式及其设施，砌筑阶段场内运输设备、施工人员技术水平和装备水平、材料管理水平、成品保护水平，完工清场阶段废料分类、收集和处理方式。

2） 系统分析 在全过程辨识基础上，找出影响减废效果的主要瓶颈和关键环节，如材料选择、工艺流程、施工组织、废弃物分类与处理等。以砌砖墙工程为例，产生废料的关键环节是砌体现场切割加工阶段。原因包括砌块模数选型、砖墙排版设计、后期设计变更而打拆、施工工序倒置或施工人员技术失误等。其中最主要原因是前期模数选型和排版设计。

4.2 建筑工业机械化促进废料减排

建筑业的工业化生产已经从第一代的预制构件发展到了第四代组装合成建筑法（modular integrated construction，MIC）。组装合成建筑法是将结构、装修、机电、给排水与暖通等90%以上的元素放在工厂内完成，施工现场仅需进行精细吊装。经统计，该建筑法一般可减少约80%建筑废料及约20%材料浪费。若该建筑法日后得到广泛推广，可从源头上大幅度地减少建筑废料。

5 结语

1） 由澳门地区工程项目在无废工地建设的探索可知，源头减废和施工过程精细化管理是建筑废料减量化首要技术路径。例如工厂预制/现场装配的施工方式可大幅度减少建筑废料的产生，而免抹灰技术则可完全避免建筑废料的产生等。

2） 无废工地建设过程中应用系统思维可帮助理解和优化建筑施工过程中各环节和因素，寻找整体性解决方案，实现建筑废料减量化，并进行持续的改进优化。

3） 新技术和新设备的研发和应用（如辅助管理软件、物联网技术、建筑机械人等）将为无废工地建设提供更多的创新解决方案和工具，有助于降本增效，赋能无废工地建设。

参考文献

[1]郭蓝晗. 建筑废弃物减量化环境效益研究[D]. 西安:西安建筑科技大学, 2021.

[2]迂晓轩,高昊元,齐贺,等. 工程渣土综合利用的生命周期评价案例[J].建筑节能(中英文), 2021, 49 (8): 164-171.