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从中英比较调查看我国建筑垃圾减量化设计的现状及潜力

时间:2014年01月20日信息来源:建筑科学 点击:

    [摘要]建筑垃圾减量化设计意味着通过建筑设计本身,尽可能减少建造过程中垃圾的产生,并且对已产生的垃圾进行再利用。本文通过对我国建筑师就建筑垃圾减量化设计现状和潜力的看法的调查以及相应的中英比较,提出了对我国建筑垃圾减量化设计的一些建议。
    [关键词]建筑垃圾减量化设计;中国;英国;问卷调查

    1 引言
    垃圾减量化(waste minimisation)是一种从源头避免、消除和减少垃圾的方法[1]。在2004年修订通过的《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》中,很多条款都体现了“资源化”、“减量化”、“无害化”的三化原则。在我国,建筑垃圾是城市垃圾的一个重要组成部分,目前占城市垃圾总量的30%~40%[2],所以建筑垃圾的减量化(construction waste minimisation)能够有效地减少城市垃圾的产生,而在建造过程早期的垃圾减量化设计(design out waste或waste minimisation by design)又可以为建筑垃圾的减量化提供大量的机会[3]。建筑垃圾减量化设计(construction waste minimisation by design)意味着通过建筑设计本身,尽可能减少建造过程中垃圾的产生,并对已产生的垃圾进行再循环、再利用,从而达到减少建筑垃圾总量、节约资源、保护环境的目的。
    到2020年,我国将会增加300亿m2的新建建筑面积[4],而现在绝大部分的建筑垃圾都采用露天堆放或填埋的方式处理[2]。同样地,目前英国也面临着增长的建设速度[5],据报道,每年英国的建筑业带来大约1.2亿t由建造、拆毁和挖掘产生的垃圾[6],但垃圾填埋能力却越来越有限[7]。所以垃圾管理问题在我国和英国一样紧迫。然而,通过前期的调查比较发现,对于建筑垃圾的减量化,我国所作出的努力和英国相比还存在一定的差距,这种差距在一定程度上也影响了我国建筑垃圾减量化设计[8]。例如,英国政府已经建立了碎石料咨询机构(AAS),鼓励在其生产过程中实现垃圾的减量化、在建造过程中对碎石料进行小心和合理的使用(如不把高质量的骨料用于低等用途)以及增加再生材料对原生材料的替代[9]。在英国,垃圾减量化设计在建筑垃圾的减量化中亦受到了更多的重视,英国皇家建筑师协会(RIBA)在其继续职业发展(CPD)的材料中指出:降低建造中的材料消耗,同时减少成本和垃圾的最好时机是在整个建造过程的最开始阶段,所以促使设计者在设计过程中减少建筑垃圾的产生很有意义[7]。另外,英国从20世纪90年代起出台了涉及建筑垃圾减量化的法律法规,出版了一系列与建筑垃圾最小化设计相关的指导手册,而且政府和一些组织还建立了网站,为设计者、生产者和开发者提供这方面的最新信息并进行相应的宣传[8]。而在我国,虽然建筑垃圾的减量化已经引起了政府的重视,对建筑垃圾的再生技术亦已经有了一定的研究成果,但是缺少系统的信息支持,特别是对于建筑垃圾减量化设计的关注十分有限。
    本研究就我国建筑师对建筑垃圾减量化设计现状和潜力的看法进行了问卷调查,以了解其在我国绿色建筑以及建筑可持续发展中的价值和意义。另外,英国拉夫堡大学的Osmani M等学者近期对英国前100名的建筑设计事务所的建筑师进行了关于建筑垃圾减量化设计的调查[5],所以笔者此次研究的问卷中也设置了与其相对应的问题,涉及垃圾产生的原因、设计策略、设计障碍、设计鼓励措施、设计管理办法以及信息来源,从而进行中英比较,并借鉴一些有利于推动和发展我国建筑垃圾减量化设计的经验。本研究采用网页问卷调查的方法,于2009年7月对国内直辖市以及省会城市(包括北京、上海、天津、广州、成都和沈阳等)甲级建筑设计院的80位建筑师进行了调查,得到61份有效问卷。这些设计院在我国代表较高的设计水平,掌握较多的最新设计信息,可与文献[5]的调查结果进行较为合理的对比。
    2 我国建筑师对建筑垃圾减量化设计的认识
    2.1 对建筑垃圾减量化设计概念的了解程度
    问卷将被调查者对建筑垃圾减量化设计概念的熟悉程度分为5个等级(如表1所示)。60.7%的被调查者表示他们“从未说”建筑垃圾减量化设计的概念。由此可见,我国建筑师很少能接触到建筑垃圾减量化设计的概念,至少是对其没有一个清楚且系统的认识。但是,从调查的其它部分结果又可以看出,他们在实际工程中还是会运用到与垃圾减量化设计相关的一些策略。

表1我国建筑师对建筑垃圾减量化设计的认识

从中英比较调查看我国建筑垃圾减量化设计的现状及潜力

    进一步对不同工作年限、教育背景和工作量的建筑师进行分组统计分析可知,各组之间对建筑垃圾减量化设计概念的了解程度无显著性差异(P<0.005)。对其它各指标的统计检验表明,各组之间一般皆无显著性差异,因此不再一一详述。根据社会调查统计理论,在以下的分析中将各分组数据作为同一样本进行分析,以增加样本数量。
    2.2 对建筑垃圾减量化设计重要性的认识
    从表1可看出,共有86.9%的建筑师认为建筑垃圾减量化设计“十分重要”、“重要”、或是“比较重要”。所以总体上看,虽然大部分建筑师对建筑垃圾减量化设计的熟悉程度不高,但许多建筑师却认识到了其重要性。
    认为建筑垃圾减量化设计“重要”的建筑师主要是从节约资源和能源、保护环境、减少垃圾和污染的角度出发的,部分建筑师认为建筑垃圾减量化设计实际上既是对建筑师的一个挑战,也是建筑师的责任,还有部分建筑师认为潜在的建筑垃圾对于未来的中国是一个非常严重的问题;认为建筑垃圾减量化设计“比较重要”的建筑师持有的观点是现今我国并没有足够的经济和管理水平来实施建筑垃圾的减量化设计,并且建筑师本身的知识有限,也没有足够的时间在设计中考虑建筑垃圾减量化设计;而认为其“不太重要”的部分建筑师表示建筑垃圾是产生于建造的过程中,而和设计策略本身无关。也有的建筑师认为在整个工程中设计改动很大,建筑垃圾根本无法避免,而建筑垃圾减量化设计实施起来既复杂又困难,回报又小,所以很少考虑,另外,公众的不重视也是其中一个重要的原因。
    2.3 对相关法律法规的了解程度
    问卷调查了建筑师对于建筑垃圾相关法律法规的了解程度,包括1995年颁布(2004年修订)的《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》(把建筑垃圾处理纳入到法制化管理的轨道),1995年颁布的《城市固体垃圾处理法》(要求产生垃圾的部门必须交纳垃圾处理费,但没有涉及到建筑垃圾资源化问题),2005年颁布的《城市建筑垃圾管理规定》(提出了建筑垃圾的处置实行减量化、资源化)以及2007年颁布的《绿色施工导则》(提到了发展绿色施工的新技术、新设备、新材料与新工艺,大力发展建筑固体废弃物再生产品在墙体材料中的应用技术)。总体上看,被调查者对这些法律法规的了解非常有限。39.3%的建筑师表示他们“完全不知道”《绿色施工导则》,即使是颁布较早的《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》和《城市固体垃圾处理法》,“完全不知道”的也分别占到了34.4%和37.7%(见表1)。
    2.4 对绿色建筑评估系统的使用
    一些绿色建筑评估系统涉及了材料对环境影响的评价,其中和建筑垃圾相关的是产品的全生命周期对环境的影响。在被调查的建筑师中,虽然有63.9%的建筑师表示他们在实际工程中“从未”使用过绿色建筑评估系统,但仍然有少部分建筑师使用过该评估系统(见表1)。这表明生态建筑正在吸引一些国内建筑师的注意,而与此相关的建筑垃圾减量化设计也会被越来越多的建筑师所熟悉。
    2.5 与建筑垃圾减量化设计相关的大学教育
    被调查的建筑师有98.3%受过大学教育。在被问及他们在大学期间所参加的课程和课程设计中有多少是和建筑垃圾减量化设计相关的时候,86.9%的建筑师表示他们“从来没有”上过任何相关课程,有78.7%的建筑师在大学里“从来没有”做过涉及到建筑垃圾减量化的课程设计。由此可见,目前我国的大学教育给未来建筑师提供的相关知识相当有限。
    3 通过中英比较看我国实施建筑垃圾减量化设计的潜力
    3.1 建筑垃圾产生的原因
    虽然我国建筑师对建筑垃圾减量化设计策略的使用较少,但通过工作经验,他们对建筑垃圾的产生还是有自己的想法和观点的。问卷要求被调查者对设计过程中建筑垃圾产生的一些原因的重要性进行评定,分为5个等级,程度从“十分重要”(等级5)到“不是原因”(等级1)递减。图1所示为各种原因的平均评价等级,可以看出,相对于英国建筑师来说,在我国建筑师的观念里,问卷中列出的这些设计过程中的问题更容易导致建筑垃圾的产生。

 

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图1设计过程中建筑垃圾产生的原因

    “甲方的要求导致最后的设计改动”被中英建筑师认为是设计过程中最主要的建筑垃圾产生的原因,在两国建筑师眼中另外一个重要的原因是“设计改动”。不同的是,我国建筑师认为“图纸的修改和整理导致的拖延”也是一个很重要的原因,与英国建筑师的看法相比,相差甚大。除此之外,两国建筑师看法上差别较大的还有“绘图的信息缺失”和“不明确的规范”。由此可以推断,在我国的建筑设计过程中较多的图纸拖延和信息缺失可能导致了更多的建筑垃圾的产生,所以建筑师可以通过科学安排设计进程和提高设计的完整性和准确性来减少设计过程带来的建筑垃圾的产生。另外,完善建筑设计规范也很重要。
    相比于设计过程中建筑垃圾产生的原因,被调查的中英建筑师对施工过程中建筑垃圾产生原因的看法较为相近。如图2所示,“切割材料带来的下脚料”和“未使用的材料和产品”是最重要的2个原因。差别最大的是“要使用的材料尺寸的转发信息的拖延”,中英建筑师所给的平均评价等级分别为3.7和2.9。

 

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图2施工过程中建筑垃圾产生的原因

    另外,将设计过程中建筑垃圾产生的原因的评价等级求平均值,可得中国为3.7,英国为3.2;而将施工过程中建筑垃圾产生的原因的评价等级求平均值,可得中国为4,英国为3.7。由此可知,和设计过程相比,建筑师对施工过程中建筑垃圾产生的原因的重要程度的等级评定较高,这体现了两国建筑师普遍认为施工过程比设计过程更容易产生建筑垃圾。
    3.2 建筑垃圾减量化设计的策略
    图3显示了两国建筑师在设计过程中对建筑垃圾减量化设计各种策略的使用情况,图中从1到5的平均评价等级(1~5分别表示“从来不用”、“用在少数项目中”、“用在部分项目中”、“用在大多数项目中”和“用在所有项目中”)表示设计策略在实际项目中的使用频率不断增加。总体上看,被调查的我国建筑师对问卷所列举出的8个设计策略的使用较少,而且各项的平均评价等级均小于英国建筑师,其中差别最大的是“有害垃圾的管理指导”。

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图3建筑垃圾减量化设计策略

    国内较常用的建筑垃圾减量化设计策略有“使用标准化尺寸和单元”、“使用标准材料来避免切割”和“使用预制单元”,而“垃圾测算的可行性研究”是使用最少的策略。由此可见,在很少数的项目中建筑师会研究建筑垃圾测算,但法律法规未作要求和缺少有效的建筑垃圾估算模型可能是导致其使用率不高的重要原因。另外,“可拆解设计”也是使用最少的策略之一,可拆解设计可以减少建造、改建和拆除过程中新材料的消耗和垃圾的产生。在英国,对生命周期终结产品使用的管理正引起越来越多的关注,可拆解建筑设计也成为一个越来越重要的课题[10]。
    3.3 影响建筑垃圾减量化设计的负面因素
    图4显示了中英建筑师对几种影响建筑垃圾减量化设计的负面因素的认识,问卷选项分为5个等级,程度从“十分重要的原因”(等级5)到“不是原因”(等级1)。无论在我国还是英国,建筑师都认为“甲方缺少兴趣”是影响垃圾减量化设计最主要的原因。在问卷调查中,我国建筑师也被问到了甲方对于建筑垃圾减量化设计的要求频率,有68.9%的建筑师表示甲方“从未”要求过。

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图4影响建筑垃圾减量化设计的负面因素

    有意思的是,对英国建筑师来说,“垃圾被看作是不可避免的”是仅次于“甲方缺少兴趣”的第2重要的负面因素,尽管评定等级相差并不大,但我国建筑师将它排在4个因素的最后一个。另外,两国的建筑师均表示“个人职责不够明确”,和“缺少培训”都是比较重要的影响建筑垃圾减量化设计的负面因素。
    3.4 建筑垃圾减量化设计的鼓励措施
    问卷就一些建筑垃圾减量化设计的鼓励措施,包括法律法规、经济回报、培训和适当的垃圾管理政策进行了调查。我国建筑师认为“法律法规”是最为重要的鼓励措施,“经济回报”其次。英国建筑师也将它们作为最重要的2个措施。这两方面的措施包括对再生的建筑产品发放津贴、对使用再生材料的建筑公司抵免所得税、对使用原生材料的建筑公司征收较高的税,从而鼓励再利用和循环使用废弃的材料,改善环境和垃圾管理[11]。国外已有的一些案例分析显示在没有显著的资金投入的情况下,建筑垃圾的减量能够节省建造成本的3%[5]。另外,两国建筑师认为“适当的垃圾管理政策”和“培训”亦是较为重要的鼓励措施。
    3.5 建筑垃圾减量化的设计管理方法
    图5比较了中英两国对建筑垃圾减量化设计管理方法使用的百分比。可以看出,在我国,61.4%的被调查者指出他们没有为垃圾减量化的设计管理做过任何努力,而在英国的调查结果中,这个数字约为我国的一半。在我国,“准备一个每种可回收利用的垃圾材料的列表”是使用最多的一个管理方法,但是也只有10%。而在英国,使用较多的是“垃圾管理目标设定”、“颁布垃圾分离的导则”和“准备一个每种可回收利用的垃圾材料的列表”。两国的建筑师都很少组织垃圾管理会议。

 

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图5建筑垃圾减量化设计管理方法

    3.6 建筑垃圾减量化的信息来源
    图6比较了两国建筑垃圾减量化的信息来源的比例。可以看出,在我国,“媒体和文章”占垃圾减量化信息来源的53.3%,而“培训课程”和“专业团体”对垃圾减量化的信息支持却非常少,均为3.3%。选择“其它”的被调查者表示有些信息是来自一些讲座和研讨会。而在英国,虽然建筑师的主要信息来源也是“媒体和文章”,但相对来说,他们获得信息的途径更为多元化一些,“专业团体”和“培训课程”都提供了一定的信息支持,分别约占24%和14%,“个人研究”也占到了27.5%。由此可见,对于国内的建筑师,建筑垃圾减量化设计的信息来源不足。我国垃圾减量化政策和法规的欠缺是造成这种现象的一个重要原因。

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图6建筑垃圾减量化信息来源

    4 结语
    本文通过比较可以看出,虽然中英两国在建筑垃圾最小化设计策略的使用上差别较小,但在垃圾产生的原因、管理方法和信息来源等方面都存在着较大差异。根据本研究的调查结果,提出对我国建筑垃圾减量化设计的几点建议。
    1)需要深入了解和系统研究潜在的大量建筑垃圾的产生原因及隐患,从而促进法律法规、手册和导则的颁布。
    2)建筑垃圾评估和其对环境影响的模型应该在我国得到发展并予以推广,从而在设计阶段为建筑垃圾的减量化提供一定的指导。
    3)建筑垃圾减量化的设计策略,例如可拆解设计和对再生材料的使用,应该得到建筑师更多的关注。有关的数据库应该在相关研究和新技术的基础上得到完善。
    4)需要为建筑垃圾减量化设计提供更多的信息来源。英国的经验可以适当的借鉴,例如成立专业团体、提供培训课程,并且通过网络传播国内外最新的案例、研究成果和商业机会等。
    5)为了使建筑垃圾减量化取得较好的效果,政府、研究机构、设计师、开发商和供应商等各方的合作非常关键,尤其是在这方面一直被忽略的建筑师的作用需要特别给予重视。
    致谢:衷心感谢参加调查的建筑师!
    [参考文献]
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    [8]Hao Y. Construction Waste Minimisation Design in China:through a Comparative Study between the UK and China [D]. UK:University of Sheffield, 2009.
    [9]Coventry S,Guthrie P. Waste Minimisation and Recycling in Construction—Design Manual[M]. CIRIA SP 134, Environment Transport Regions, London, UK, 1998.
    [10]Guy B,Ciarimboli N. Design for Disassembly in the Built Environment:A Guide to Closed- loop Design and Building[M].Scottish Ecological Design Association ( SEDA ),Edinburgh,Scotland, 2005.
    [11]Begum RA, Siwar C, Pereira JJ, et al. A benefit- cost analysis on the economic feasibility of construction waste minimisation: the case of Malaysia[J]. Resources, Conservation and Recycling,2006,48(1):86 ~ 98.

(作者:蒿奕颖;康健 编辑:admin)
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