建筑學報廢舊建筑材料的資源化再利用BUILDINGMATERIALRESOURCESZhangJuan,YangChangming摘要/從建筑材料的角度，通過廢舊建筑材料資源化再利用案例的分析，探討其特點、趨勢及案例實施的經(jīng)驗，同時分析比較了中國與發(fā)達國家在該領域存在的差距。建筑是能源及材料消耗的重要組成部分，隨著環(huán)境的日益惡化和資源日益減少，保持建筑材料的可持續(xù)發(fā)展，提高能耗、資源的綜合利用率已成為當今社會關(guān)注的課題。關(guān)鍵詞/廢舊建筑材料資源再利用ABSTRACT/Nowadys,architectureimportantpartmaterialconsumption,heshortageworseningenvironmentsustainabledevelopmentbuildingmaterialsimprovingresourceefficiencyhavebeenconcernedmorepeople.paperdiscusseshecharacteristics,maintrendsrecyclablmaterialresourcesarchitecture,Concerningfrombuildingmaterials.paperalsoanalysesdifferenceihefieldbetweenChinadevelopedcountry.KEYWORDS/olddiscardedbuildingsmaterial,naturalresources,recycling近年來，在城市建設“大”發(fā)展的同時，我們也應該看到，資源與環(huán)境的沉重負荷。
相關(guān)統(tǒng)計顯示，我國每年生產(chǎn)各種建筑材料要消耗資源50標準煤，同時還排放大量CO。與此同時，我國仍存在著材料資源短缺、循環(huán)利用率低、大量建筑垃圾無法處理等問題。在人為拆除舊建筑或由于自然災害造成建筑物損壞的過程中，會產(chǎn)生大量的廢磚和混凝土廢塊、木材及金屬廢料等建筑廢棄物，例如，汶川大地震據(jù)估算將產(chǎn)生超過5的建筑垃圾，如何處理巨量建筑垃圾？建設部門當前正積極研究資源化利用這些建筑垃圾。如果能將其大部分作為建材使用，成為一種可循環(huán)的建筑資源，不僅能夠保護環(huán)境，降低對環(huán)境的影響，而且還可以節(jié)省大量的建設資金和資源。目前，從再利用的工藝角度，舊建筑材料的再利用主要包括直接再利用與再生利用兩種方式。其中，直接再利用是指在保持材料原型的基礎上，通過簡單的處理，即可將廢舊材料直接用于建筑再利用的方式；建筑材料的再生利用，相對而言，耗能量大，需要經(jīng)過較為復雜的加工程序進行回收再利用，與化工材料學科相關(guān)密切。本文以傳統(tǒng)建筑材料磚石、混凝土、木材的直接再利用為例，論述廢舊建筑材料的資源化再利用。磚石磚石是我國大量使用的傳統(tǒng)建筑材料之一，正是由于歷史的原因，目前廢棄磚石在建筑垃圾中占有相當?shù)谋戎兀伊看竺鎻V。
隨著我國經(jīng)濟建設步伐的進一步加快，廢棄磚石在我國的一些地區(qū)會大量存在，而其造成環(huán)境污染的壓力日益突出，如果能有效地將磚石回收利用，一方面可以解決廢棄粘土磚的處理問題；另一方面可以節(jié)約天然砂石資源，對減少能源和資源浪費將起到積極作用。事實上，近百年來廢棄磚石在北京民宅中已大量應用，舊時北京一般的民宅建筑用磚多為粗制條磚(和碎磚頭。民宅墻體除四角用整磚先砌好外，中間部分全用碎磚頭與泥砌成，四周的新磚，整磚如同一個堅實的框子，把碎磚頭牢牢地卡在里面。所以，北京有句俗話：“北京城內(nèi)有件寶，碎磚頭壘墻，墻不倒”。近年來，我國在舊磚石再利用方面亦不斷探索實踐，根據(jù)廢舊磚石材料特點的不同，將其應用于擋墻、花池改造、園林鋪路及歷史建筑保護修復等實例中。例如，2007年3月，在地處奧運場館周邊的首鋼老山小區(qū)環(huán)境改造方案中，為實現(xiàn)小區(qū)環(huán)境改善和節(jié)約工程資金的目標，施工中，他們將小區(qū)路面換下來的九格磚收集起來再利用作為該小區(qū)內(nèi)攔墻的砌筑材料，從而，降低了工程施工購買紅磚的費用。除此之外，施工人員還將這些九格磚再利用于完成老山南路等地的擋墻及花池改造砌筑，共計519.1m，節(jié)約資金8萬余元。又如，近幾年來杭州大地園林綠化工程有限公司在園林設計中，考慮山林野趣和自然古樸風格，結(jié)合廢舊石塊、石板、碎瓦等材料特點，設計出用破石板做冰裂紋路面、六角塊路面、方塊插花路面，用碎裂瓦拼圖案或用碎瓦結(jié)合卵石的運用做幾何圖形，用舊石板、石塊拼做亂紋塊圖案路面，用舊磚和卵石構(gòu)成不規(guī)則幾何圖案路面等。
這樣以來，既利用了舊材料，又形成古樸自然，和風景、古建筑融為一體的良好效果。另外，目前一些開發(fā)商已開始請專業(yè)人員在舊房拆遷工地，甄別、采集、儲藏近百年歷史的舊磚和其它建筑材料，以利將其再應用到必須“修舊如舊”的建筑項目中去。而這些舊磚的再利用帶來國家自然科學基金資助項目(作者單位：北方工業(yè)大學建筑工程學院(北京，北京工業(yè)大學建筑與城市規(guī)劃學院(北京，收稿日期：01242010-04-02建筑學報學術(shù)論文?？疉JACDEMICARTICALISSUE的不僅是經(jīng)濟效益，將在歷史建筑的保護修復中起到重大意義。其它國家對磚瓦的使用相對較少，但仍有一些成功的案例可以借鑒。例如，粘土實心磚是澳大利亞傳統(tǒng)建筑材料，至今應用范圍和應用量仍然很大。當?shù)厣a(chǎn)的粘土磚比我國的標準磚長、寬稍小一些(220mm105mm60mm)，磚體密實，質(zhì)地上乘，不少城鎮(zhèn)用粘土磚鋪筑人行道，經(jīng)久耐磨。基于對土地資源的保護，澳大利亞鼓勵舊磚再利用，有許多經(jīng)銷商專門回收、出售二手磚。二手磚的大量應用，說明磚的強度高，質(zhì)量好，回收率高?；炷料鄬Χ?，混凝土材料的直接再利用技術(shù)發(fā)展緩慢。雖然很久以前，西方國家已研究將廢棄混凝土壓碎成礫石用于鋪筑公路，卻是以消耗大量燃料為代價。
德國作為世界上最早從事于建筑材料循環(huán)利用研究的國家之一，目前，已開展一種叫做“元素回收ElementalRecyclng)”革新技術(shù)的研究應用，保留了整個“Plenbau”建筑板材并將其用于新的住宅建筑中?！癙lenbau”是歐洲及前蘇聯(lián)20世紀60年代大量建造的一種大型預制混凝土住宅，近年來，隨著城市結(jié)構(gòu)調(diào)整及住宅標準的不斷提高，德國政府計劃在20enbau”材料資源的合理再利用高度重視。2005年廢舊木地板再利用，致力于“Plenbau”資源再利用研究的德國建筑師赫維HerveBiel，經(jīng)過3年的努力，完成他的第一個作品，一座位于柏林東北郊邊界之外的梅赫勞(Mehrow)小鎮(zhèn)，面積為202menbau”建筑，將其中一些建筑板材取出，切割成一定規(guī)格后運往基地，隨后僅用7天時間將新建筑主體裝配完成(enbau”板材的再利用具有安全、經(jīng)濟、生態(tài)及美學等價值。首先，在新建住宅中，對“Plenbau”要素的循環(huán)使用可比一個全新的建造節(jié)省30%～40%的費用；其二，在材料置換過程中，“Plenbau”板材能夠被切割成任意尺度以滿足新建筑自由的形式變化，亦可將原建筑材料的外表面覆以新的裝 飾，從而獲得新的建筑形態(tài)；其三，由于原“Pl enbau”中混凝土質(zhì)量非常好，隨著時間的推移混凝土不斷硬化，而其本質(zhì)將保持 不變，使得新住宅建筑具有耐久性與低造價的特征。
如今，混凝土 循環(huán)利用理念在德國政府的支持下得以實現(xiàn)，但仍需要盡快地普及 與推廣，同時“Pl enbau”建筑材料又是一種有限的資源，需要給予重視并得到節(jié)約使用。 盡管目前這種預制混凝土構(gòu)件的直接再利用并不廣泛，許多國 家也將以同樣的理念對混凝土建筑材料進行資源化再利用。最終這 一理念將贏得更大的吸引力。雖然我國在混凝土再生利用方面已有 較大發(fā)展，但對于混凝土材料直接再利用的理論及技術(shù)方面，仍處 于落后階段。因而，更需要不斷的學習、借鑒與探索。 木材木材作為一種典型傳統(tǒng)建筑材料，其生長受自然環(huán)境的影響， 大量砍伐破壞生態(tài)環(huán)境，如何實現(xiàn)木材資源化再利用正為人們所關(guān) 注。根據(jù)所采取的方式不同，舊建筑木材的直接再利用包括回收復 enbau”建筑中提取元素 enbau”建筑板材 構(gòu)成了新住宅建筑主體 室內(nèi)展廳 舊木板條排列在新博物館的正立面 110 建筑學報用，或應用于室內(nèi)及建筑裝修等方式。對于質(zhì)量較好的廢舊木材經(jīng) 分類后可按市場需求加工成各種可用木料，這種廢舊木材的回收復 用最直接也是應首選的途徑；另外，目前更多是采用一些風格獨特 的設計方法，將廢舊木材應用到室內(nèi)及建筑裝修當中，可向人們展 示一種極具親和力的環(huán)保新概念。
這些廢舊木材經(jīng)過風吹日曬，看 起來很有歷史的凝重感，它們身上的一些“缺點”，如蟲眼、木節(jié)、 裂紋，具有一種與新材料不同的性格和靈魂。 歐美等國家對廢舊木材再利用有廣泛研究。早在1922 代主義建筑大師格羅庇烏斯在薩默菲爾德別墅設計中，將沉船上卸下來的舊木料用作建筑的柚木大梁，創(chuàng)造出令人稱奇的作品。在美 國，廢舊的木材也常被用來重造新屋。美國建筑師愛德華用了20年 的時間嘗試把廢舊木材應用到室內(nèi)和建筑裝飾當中( ，他采用一些風格獨特的方法，將那些被稱之為“被拯救的木材”的廢舊木 材，進行除蟲、熏蒸、打磨后，涂上保護漆，或保留原樣，用做為 裝飾梁木、地板或家具。在設計中最廣泛的應用是作為梁木，但是 若像真正的梁木結(jié)構(gòu)一樣來利用，會增加一些技術(shù)上的難度，因而， 通常只將其用于裝飾，不直接用于結(jié)構(gòu)。如果大量地采用梁木還必 須有工程師的安全設計。 又如，在日本村井正誠美術(shù)館設計中( Mas anar Murai Ar Museum) ，建筑師庫馬( Kuma) 巧妙地將原建筑的大量木材搶救出 來，加入到新建筑之中，實現(xiàn)一種真正意義的建筑保護與修復 為藝術(shù)家村井正誠(Mas anar Murai 的生活及辦公用房。
至1999年藝術(shù)家逝世，這座房子已經(jīng)成為一個火災隱患之地，而不得不將其 拆除。如今，庫馬( Kuma) 設計的面積約163. 2m 的美術(shù)館建筑，其設計核心是對藝術(shù)家的原工作室進行忠實的修復。因而，原建筑中 的舊木壁板、門框子，木地板材及主要結(jié)構(gòu)木料成為新博物館建筑 的生動要素，與藝術(shù)家的作品一同構(gòu)成了展區(qū)中的拼貼藝術(shù)。在新 建筑的立面處理上，建筑師將其表面覆蓋有從老房子中拆下的零散 而不規(guī)則的厚木板條。由于數(shù)量有限，舊木板條呈間隔地排布，而 這種富有韻律的圖示表達，恰恰與庫馬( Kuma) 通常在建筑設計中采 用的百葉窗板的樣式，有著極為相似的意義( 目前，將廢棄木材直接再利用作建筑材料的案例在我國尚屬罕見，據(jù)了解，我國每年因危房改造和家具更新淘汰下來可開發(fā)利用 的廢舊木材資源多達數(shù)千萬 ，長期以來僅將其處理為一種建筑垃圾，浪費了大量的材料資源。為此，我國政府已開始對廢舊木材的 再利用高度重視，并在政策法規(guī)上加以強化。 結(jié)語保持建筑材料的可持續(xù)發(fā)展，提高資源的綜合利用率已為當今 社會所普遍關(guān)注。近年來，我國已開始重視材料資源的合理化利用廢舊木地板再利用， 提出了“節(jié)能減排”等政策，并開展大量可行性研究，如傳統(tǒng)墻體 材料零垃圾回收再利用、廢棄磚石材料在園林道路中的應用等實 踐。
日前，建筑部門組織專家對地震災區(qū)建筑垃圾進行了調(diào)研，結(jié) 論表明，建筑垃圾的資源化再利用是一個有效途徑。比如塌方的道 路需要填方，打樁用的樁基以及骨料都可以利用建筑垃圾中的渣 土、廢磚瓦、廢混凝土、廢木材等實現(xiàn)再利用。 然而我們應該清楚，材料再利用并不意味可以對任何材料進行 任意地、簡單地直接再利用，而是提倡舊建筑材料資源的合理化再 利用。嚴格來說，不經(jīng)過檢測的廢舊建筑材料，直接再使用是不合 適的。據(jù)了解，有些回收者從舊樓上拆下鋼筋后，稍微進行清理、 取直，就直接將其賣到農(nóng)村地區(qū)再利用。這樣一來，價格雖低，但 鋼筋的壽命和強度都降低了，甚至造成新建筑物的結(jié)構(gòu)安全受到威 脅。目前，國外許多國家對廢舊建材的回收利用都出臺了專門的法 規(guī)。如德國先后頒布了《垃圾處理法》、《避免廢棄物產(chǎn)生以及廢棄 物處理法》、《循環(huán)經(jīng)濟與廢棄物管理法》等法律，對建筑廢材的回 收與再利用行為進行嚴格規(guī)范。 西方發(fā)達國家對建筑資源問題意識較早，自上世紀末，開展了 大量研究，并在實踐中廣泛應用，比較而言，我國仍有差距和差異。 他山之石，可以攻玉。盡管各個國家的社會制度和經(jīng)濟體制有所不 同，但他們在廢舊建筑材料資源化再利用中的技術(shù)措施、市場管理、 質(zhì)量保證、工程規(guī)范等方面都值得我們借鑒和學習。
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