陳 蕾

(中國(guó)建筑一局(集團(tuán))有限公司，北京 100161)

1 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

1.1 建筑行業(yè)整體產(chǎn)值、建筑垃圾產(chǎn)生量情況

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及城鎮(zhèn)固定資產(chǎn)投資額的快速上升，建筑行業(yè)在發(fā)展過(guò)程中獲得了更多的資金和良好的市場(chǎng)機(jī)遇，據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，2011—2019年的近10年間，建筑面積持續(xù)增加, 2020年全國(guó)建筑業(yè)總產(chǎn)值26.4萬(wàn)億元，占國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的25.88%，建筑業(yè)房屋施工面積149.5億m2，比上年增加5.35億m2。

但是，面對(duì)持續(xù)高增長(zhǎng)的新建建筑面積，其產(chǎn)生的建筑垃圾等固體廢棄物也必然增多。據(jù)測(cè)算，每10 000m2建筑施工面積平均產(chǎn)生550t建筑垃圾。近幾年，我國(guó)每年建筑垃圾的排放總量約為15.5億～24億t。而目前國(guó)內(nèi)建筑垃圾的整體減量化水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍處于較低水平，絕大多數(shù)建筑固體廢物未經(jīng)任何處置，便被運(yùn)往城市郊區(qū)或鄉(xiāng)村空曠地區(qū)填埋處置或非法傾倒。

1.2 國(guó)家政策層面的變化

自中華人民共和國(guó)成立以來(lái)，生態(tài)環(huán)境保護(hù)取得了前所未有的進(jìn)步，特別是國(guó)家環(huán)境戰(zhàn)略政策發(fā)生了巨大變化，經(jīng)歷了一個(gè)從無(wú)到有、從環(huán)境保護(hù)基本國(guó)策到全面推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的發(fā)展軌跡，基本建立了適應(yīng)生態(tài)文明和“美麗中國(guó)”建設(shè)的環(huán)境戰(zhàn)略政策體系。黨的十九大和十九屆二中、三中、四中、五中全會(huì)中始終指出，要堅(jiān)定不移貫徹創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開(kāi)放、共享的新發(fā)展理念，著力解決突出環(huán)境問(wèn)題。此后，隨著建筑垃圾圍城現(xiàn)象的日趨凸顯，建筑垃圾的存量壓縮、排放減量也逐步上升成為環(huán)境治理的主要施政領(lǐng)域。

此前，盡管建筑垃圾的問(wèn)題已經(jīng)引起相關(guān)政府管理部門、科研人員的注意，但總體而言社會(huì)各界對(duì)建筑垃圾治理的認(rèn)識(shí)程度還不夠，短期內(nèi)我國(guó)的建筑垃圾資源化利用率處于較低水平。為此，2018年底，國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)《“無(wú)廢城市”建設(shè)試點(diǎn)工作方案》(以下簡(jiǎn)稱《工作方案》)，正式啟動(dòng)“無(wú)廢城市”建設(shè)試點(diǎn)工作，希望通過(guò)打造區(qū)域源頭減排、充分利用、無(wú)害處置的垃圾閉環(huán)綜合治理案例，發(fā)揮示范引領(lǐng)作用，用新型發(fā)展理念推動(dòng)城市管理綠色轉(zhuǎn)型，輻射落后中小城鎮(zhèn)。

2020年4月29日，十三屆全國(guó)人大常委會(huì)第十七次會(huì)議審議通過(guò)了修訂后的《中華人民共和國(guó)固體廢物污染環(huán)境防治法》，針對(duì)建筑垃圾獨(dú)立增設(shè)了部分條款，是我國(guó)首部規(guī)范建筑垃圾治理行為的法律法規(guī)，為后續(xù)建筑垃圾污染防治提供了強(qiáng)制約束環(huán)境及后盾保障。

住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部2020年5月8日印發(fā)《關(guān)于推進(jìn)建筑垃圾減量化的指導(dǎo)意見(jiàn)》，明確了建筑垃圾減量化的總體要求、主要目標(biāo)和具體措施，是推動(dòng)當(dāng)前和今后一個(gè)時(shí)期建筑垃圾源頭減量化、推進(jìn)城鄉(xiāng)建設(shè)綠色發(fā)展的重要指導(dǎo)文件。

此后，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部依次頒布了《施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾減量化指導(dǎo)手冊(cè)》《施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾減量化指導(dǎo)圖冊(cè)》，形成從政策到實(shí)操的梯次指導(dǎo)性文件，為實(shí)現(xiàn)該體系在行業(yè)內(nèi)快速推廣應(yīng)用提供了保障，對(duì)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

1.3 建筑垃圾減量化研究現(xiàn)狀

關(guān)于建筑垃圾減量化的相關(guān)研究，我國(guó)通過(guò)國(guó)家“十一五” “十二五”重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目研究，已在某些單項(xiàng)建筑垃圾資源化利用技術(shù)上得到較大發(fā)展?！笆濉逼陂g，圍繞新建工程施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾源頭治理，由中建一局牽頭，依托國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“施工現(xiàn)場(chǎng)固體廢棄物減排、回收與循環(huán)利用技術(shù)研究與示范”(2016YFC0702103)與住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部課題“建筑垃圾源頭減量化措施研究”、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和示范工程為依托，以實(shí)現(xiàn)建筑垃圾量化、分類、預(yù)測(cè)、控制、減量化、無(wú)害化及資源化的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用為目標(biāo)，在施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾量化計(jì)量、源頭減量化控制、資源化利用成套技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)、綜合處理設(shè)備以及工程應(yīng)用示范等方面開(kāi)展系統(tǒng)研究。

在既有研究成果的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步明確了施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾的定義、內(nèi)容邊界及分類，初步形成了適用施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾的量化及預(yù)測(cè)體系，首次提出基于質(zhì)量守恒定律的以節(jié)材設(shè)計(jì)、減廢工藝、精細(xì)管理為主要內(nèi)容的施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾減量化方法框架，為后續(xù)研究建立建筑垃圾減量化技術(shù)集成體系奠定了基礎(chǔ)，進(jìn)而在數(shù)字建造時(shí)代，探索了基于BIM技術(shù)的數(shù)字化建筑垃圾減量化工具及手段。針對(duì)不同種類建筑垃圾，集成分析了目前建筑垃圾在施工現(xiàn)場(chǎng)的資源化利用方法，自主研發(fā)了場(chǎng)地適用性強(qiáng)的小型模塊化無(wú)機(jī)非金屬類建筑垃圾資源化處置工藝及設(shè)備，有效提高了再生骨料的品質(zhì)。各項(xiàng)技術(shù)通過(guò)示范驗(yàn)證及優(yōu)化完善，根據(jù)建筑業(yè)及固廢處理業(yè)權(quán)威專家審定，量化、減量化及資源化各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)研究成果均已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，為我國(guó)后續(xù)相關(guān)理論及應(yīng)用研究提供了可靠的經(jīng)驗(yàn)支撐。

在成績(jī)被行業(yè)認(rèn)可的同時(shí)，課題研究團(tuán)隊(duì)重新梳理相關(guān)研究瓶頸，發(fā)現(xiàn)目前我國(guó)建筑垃圾減量化研究的未來(lái)方向及目前研究中存在的不足。其中，量化研究是一切研究工作的基礎(chǔ)，尚未實(shí)現(xiàn)客觀有效數(shù)據(jù)的高效收集及足量積累，已成為限制課題進(jìn)一步深入研究的關(guān)鍵影響因素。同時(shí)，基于國(guó)家“碳中和”宏偉藍(lán)圖，系統(tǒng)分析現(xiàn)有減量化措施對(duì)建筑垃圾產(chǎn)生及排放的作用機(jī)制，盡快提出源頭減量化技術(shù)集成體系及資源化再生產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化利用策略，全面提升施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾處置能效，也是未來(lái)建筑垃圾治理亟待解決的問(wèn)題。

2 施工現(xiàn)場(chǎng)量化技術(shù)

2.1 量化及預(yù)測(cè)方法

2.1.1量化方法

從上文可知，建筑垃圾量化工作是提高建筑垃圾治理水平的關(guān)鍵一步，也是施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾治理研究的基礎(chǔ)。并且，統(tǒng)計(jì)施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾的組成成分和排放量是采取有效建筑垃圾源頭減量化、資源化手段的重要支撐，使工程管理者能夠有效針對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行分析并制定相應(yīng)的建筑垃圾減排措施。目前，針對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾的量化統(tǒng)計(jì)主要分為兩大類：第1類是以間接測(cè)量法為代表，通過(guò)計(jì)算指標(biāo)及數(shù)學(xué)模型間接獲得計(jì)算總量的統(tǒng)計(jì)方法，主要包括面積指標(biāo)法、定額損耗法、分類組合法以及間接測(cè)量法等；第2類則是以直接測(cè)量法為代表，通過(guò)實(shí)際稱重或測(cè)得體積換算直接得出排放量的統(tǒng)計(jì)方法，主要包括直接稱重法、體積測(cè)量法、卡車計(jì)量法等。

總體來(lái)看，大多數(shù)量化方法都需要直接測(cè)量類統(tǒng)計(jì)方法的參與，比如產(chǎn)生率計(jì)算法需要以獲取單位建筑垃圾產(chǎn)量(kg/m2)為前提，而單位建筑垃圾產(chǎn)量則需要直接測(cè)量法來(lái)計(jì)算。除此之外，間接測(cè)量類統(tǒng)計(jì)方法因其考慮的數(shù)據(jù)量較多，且在施工現(xiàn)場(chǎng)難以獲取，會(huì)在建筑垃圾量化的過(guò)程中產(chǎn)生較大誤差。采用直接測(cè)量類統(tǒng)計(jì)方法可以有效減少建筑垃圾的量化誤差，同時(shí)可為其他量化方法提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。因此，從短期來(lái)看，直接測(cè)量類統(tǒng)計(jì)方法更具短期研究?jī)r(jià)值及意義。但從中長(zhǎng)期來(lái)看，在單位統(tǒng)計(jì)量或計(jì)量指標(biāo)逐步核準(zhǔn)的研究環(huán)境下，基于間接測(cè)量類統(tǒng)計(jì)方法的建筑垃圾量化研究更易揭示建筑垃圾產(chǎn)生機(jī)理，也將進(jìn)一步提升后續(xù)減量化技術(shù)研究的針對(duì)性及指導(dǎo)性，有著巨大的研究潛力及前景。

2.1.2預(yù)測(cè)方法

施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾量化研究是對(duì)某個(gè)項(xiàng)目或某個(gè)區(qū)域內(nèi)已產(chǎn)生的建筑垃圾排放量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)或估算，而施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾預(yù)測(cè)研究是在已收集建筑垃圾排放量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)合理的預(yù)測(cè)方法對(duì)項(xiàng)目或區(qū)域內(nèi)將要排放的施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾數(shù)量進(jìn)行推測(cè)。但是，預(yù)測(cè)方法多種多樣，且適用范圍各不相同，如何根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾量化數(shù)據(jù)庫(kù)特點(diǎn)及預(yù)測(cè)方法的優(yōu)勢(shì)，選擇合適的預(yù)測(cè)方法是構(gòu)建建筑垃圾排放量預(yù)測(cè)模型的前提。

目前，針對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾，常見(jiàn)的預(yù)測(cè)方法根據(jù)預(yù)測(cè)維度主要分為兩類，第1類是以項(xiàng)目為預(yù)測(cè)維度，主要包括人員經(jīng)驗(yàn)值估算法、多元線性回歸分析法、“S”形曲線法等；第2類是以區(qū)域?yàn)榻y(tǒng)計(jì)維度，主要包括定額損耗預(yù)測(cè)法、灰色系統(tǒng)預(yù)測(cè)法等。但總體而言，兩類方法均受制于傳統(tǒng)預(yù)測(cè)算力的限制，無(wú)法對(duì)足量多元影響因素進(jìn)行綜合分析，也無(wú)法充分考慮不同項(xiàng)目的建筑垃圾排放量和影響因素之間的關(guān)系?，F(xiàn)有研究成果片面簡(jiǎn)化了兩者之間原本復(fù)雜的非線性映射關(guān)系，忽視了項(xiàng)目的獨(dú)特性，以至于無(wú)法保證施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾的預(yù)測(cè)精度。

近些年，隨著人工智能的發(fā)展，機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)也越來(lái)越多的作為預(yù)測(cè)手段應(yīng)用到工程造價(jià)領(lǐng)域，并逐步應(yīng)用于施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾排放量預(yù)測(cè)方面。主要包括基因表達(dá)式編程技術(shù)、支持向量機(jī)技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。

施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾排放量的預(yù)測(cè)是機(jī)器學(xué)習(xí)中的回歸問(wèn)題，由于建筑垃圾產(chǎn)量預(yù)測(cè)的特點(diǎn)是影響建筑垃圾產(chǎn)量的因素眾多，建筑垃圾排放量預(yù)測(cè)不僅與已分析的影響因素有關(guān)，而且受很多不確定性因素的影響，因此，如何反映建筑垃圾影響因素及不確定性因素與建筑垃圾排放量之間的非線性映射關(guān)系，是施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾量化預(yù)測(cè)模型構(gòu)件中需要解決的重要問(wèn)題。其中，逆向誤差神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(back propagation neural network, BPNN)作為機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用最廣泛的算法之一，不僅具有很強(qiáng)的非線性映射能力,而且具有良好的泛化能力、自學(xué)習(xí)能力和高容錯(cuò)性，這些性能都較好地滿足了進(jìn)行建筑垃圾排放量預(yù)測(cè)影響因素多、不確定因素干擾、樣本量較少的特點(diǎn)。由于工程建設(shè)耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)所能采集的項(xiàng)目數(shù)據(jù)有限，所以在對(duì)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行訓(xùn)練時(shí)，會(huì)出現(xiàn)樣本量少的情況，而B(niǎo)P神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠較好地滿足現(xiàn)有施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾排放量數(shù)據(jù)收集項(xiàng)目樣本容量不夠大、排放量與特征因素映射關(guān)系復(fù)雜的情況。

2.2 存在問(wèn)題及研究方向

結(jié)合上文所述，短期內(nèi)，持續(xù)開(kāi)展基于直接測(cè)量法的量化數(shù)據(jù)積累，并借助人工智能發(fā)展契機(jī)，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)逐步優(yōu)化預(yù)測(cè)模型，將對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾排放總量控制起到重大支撐作用。但如何以國(guó)家大力推行智能建造為契機(jī)，基于AI及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過(guò)開(kāi)發(fā)建筑垃圾場(chǎng)內(nèi)處置、再生材料利用、場(chǎng)外排放數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)的建筑垃圾監(jiān)測(cè)成套設(shè)備，更為客觀真實(shí)地獲取大體量建筑垃圾產(chǎn)生及排放數(shù)據(jù)，是下一步值得探索的方向。不僅如此，從中長(zhǎng)期來(lái)看，還要考慮進(jìn)一步研究特征因素對(duì)建筑垃圾產(chǎn)生量的敏感性。即基于間接測(cè)量法，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)特征影響因素及建筑垃圾減量化措施，深入探索兩者對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)建筑材料垃圾產(chǎn)生及排放的作用關(guān)系，繼而研究提出施工現(xiàn)場(chǎng)投、余、廢料閉環(huán)智能管理體系，開(kāi)發(fā)施工全過(guò)程建筑垃圾監(jiān)測(cè)、管控、決策平臺(tái)。

3 施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾減量化技術(shù)

3.1 目前的減量化方法

施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾減量化是建筑垃圾源頭治理的有效手段，能夠從根本上解決建筑垃圾產(chǎn)量大的問(wèn)題。源頭減量模式不同于傳統(tǒng)的末端處理模式，是一種以預(yù)防為主的減量模式，開(kāi)展施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾源頭減量化工作，也可以認(rèn)為是避免或者減少施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾產(chǎn)生過(guò)程的方法。目前，建筑行業(yè)由于信息化發(fā)展緩慢，施工現(xiàn)場(chǎng)管理粗放，施工過(guò)程數(shù)據(jù)尤其是材料量統(tǒng)計(jì)的不確定性，直接影響并阻礙了施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾源頭減量的實(shí)現(xiàn)，而施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾產(chǎn)生量來(lái)自施工建造過(guò)程中參與的不同種類建筑材料，而施工現(xiàn)場(chǎng)建筑材料的變化貫穿施工全壽命周期，并在量變過(guò)程始終遵循質(zhì)量守恒定律。因此，通過(guò)提高建筑施工材料的測(cè)算能力、施工過(guò)程的管理水平，逐步實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾產(chǎn)生量的間接測(cè)量，也是從源頭有效減少或避免建筑垃圾產(chǎn)生的重要理論基礎(chǔ)。

綜上，建筑垃圾源頭減量化關(guān)鍵技術(shù)可以歸納為：從設(shè)計(jì)圖紙繪制、施工方案編制、材料量計(jì)算、施工管理等材料轉(zhuǎn)化相關(guān)階段入手，通過(guò)對(duì)材料轉(zhuǎn)化全過(guò)程的精準(zhǔn)測(cè)算及管控，避免或減少由于過(guò)量冗余、余料浪費(fèi)等行為對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾減量化造成的間接影響。

為了全面分析固廢減量化的影響因素，根據(jù)理論分析和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘察，得出基于“人員-材料-設(shè)備-工法-環(huán)境-管理”6要素的減量化影響因素體系，并就此開(kāi)展了問(wèn)卷調(diào)查，得出普遍認(rèn)知中工法要素對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾減量化效果影響最大，其次是管理要素，兩者在所有影響因素中比重遠(yuǎn)高于其他要素。因此，引進(jìn)更加先進(jìn)的技術(shù)理念或提升管理水平是有效提升施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾減量化效果的關(guān)鍵支撐。

因此，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾減量化內(nèi)涵，以目前施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾源頭減量化關(guān)鍵技術(shù)和管理方法為主要類別，總結(jié)梳理了包含節(jié)材式設(shè)計(jì)、減廢化工藝、政策面支持、精細(xì)化管理幾個(gè)方面的建筑垃圾源頭減量化方法內(nèi)容，主要框架如圖1所示。

圖1 建筑垃圾源頭減量化方法主要框架

針對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾源頭減量，相較于方法框架中的其他方法，政策層面的引導(dǎo)仍只能起到間接影響的作用。因此，梳理了可直接作用施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾源頭減量的其他3種方法，即節(jié)材式設(shè)計(jì)、減廢化工藝、精細(xì)化管理，以下為方法主要內(nèi)容及作用機(jī)制。

3.1.1節(jié)材式設(shè)計(jì)

1)設(shè)計(jì)優(yōu)化

施工單位在工程進(jìn)場(chǎng)后，在原有設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上，遵循合理、經(jīng)濟(jì)、可行為基本原則，通過(guò)設(shè)計(jì)優(yōu)化，縮減、循環(huán)和高效利用建筑主體及施工措施材料，以優(yōu)先避免施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾產(chǎn)生和排放的關(guān)鍵措施。

2)設(shè)計(jì)深化

建筑深化設(shè)計(jì)是指根據(jù)施工驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及施工工藝，以降低施工難度、提升施工效率為目標(biāo)，進(jìn)行的圖紙深化工作，其主要工作包括了專業(yè)梳理、設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)、深化圖紙出圖等方面內(nèi)容。目前，隨著建筑施工技術(shù)的不斷發(fā)展，深化設(shè)計(jì)逐步開(kāi)始向“正向設(shè)計(jì)-施工”偏移，逐步延伸形成了以精準(zhǔn)投料、可視化設(shè)計(jì)協(xié)同等以“近零變更、一次成型”綠色施工理念的主要內(nèi)容，其實(shí)際目的為源頭避免工程建造粗放管理提供依據(jù)保障。通過(guò)減少工程變更及加工材料損耗的深化設(shè)計(jì)措施，是支撐施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾減量化工作的重要內(nèi)容。

3.1.2減廢化工藝

針對(duì)兩個(gè)或兩個(gè)以上施工組織設(shè)計(jì)或方案，通過(guò)經(jīng)濟(jì)技術(shù)對(duì)比分析，以“經(jīng)濟(jì)高效，環(huán)保減排”為目標(biāo)，梳理優(yōu)勢(shì)內(nèi)容，對(duì)方案的組合、順序、周期、生產(chǎn)要素調(diào)配等內(nèi)容進(jìn)行協(xié)調(diào)整合，形成可高效指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工，且以施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾產(chǎn)生量最小化為目標(biāo)的方案或施工組織設(shè)計(jì)。

3.1.3精細(xì)化管理

1)永臨結(jié)合

永臨結(jié)合作為綠色建造模式下施工體系的重要組成部分，部分措施在工程實(shí)踐中已充分完善，并根據(jù)其適用性，成為典型建筑常態(tài)建設(shè)施工動(dòng)作。其主要內(nèi)容為施工單位在滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，并且征得建設(shè)單位同意的前提下，對(duì)條件具備的施工現(xiàn)場(chǎng)，水、電、消防、道路等臨時(shí)設(shè)施工程實(shí)施“永臨結(jié)合”，并通過(guò)合理的維護(hù)措施，確保交付時(shí)滿足使用功能需要，也可從源頭大幅降低施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾的產(chǎn)生。

2)信息化管理

由于管理手段落后，施工材料耗用時(shí)，常出現(xiàn)限額領(lǐng)料不到位的情況，項(xiàng)目施工管理人員只關(guān)注施工質(zhì)量及進(jìn)度，對(duì)勞務(wù)隊(duì)伍材料使用規(guī)范性的管理不嚴(yán)，施工材料在二次運(yùn)輸及安裝過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生一定的邊角余料，特別是對(duì)周轉(zhuǎn)材料及易產(chǎn)生施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾的材料等，目前缺乏有效的回收管控，造成現(xiàn)場(chǎng)余料的浪費(fèi)，也直接導(dǎo)致了施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾的產(chǎn)生。

通過(guò)對(duì)近年來(lái)相關(guān)建筑工程智能及數(shù)字建造技術(shù)應(yīng)用案例的總結(jié)分析，以對(duì)象模型為工程制圖單元的BIM技術(shù)，不僅從幾何參數(shù)上更為直觀且形象地表達(dá)了工程建造實(shí)體，也為4M1E(人、機(jī)、料、法、環(huán))等各類工程建造生產(chǎn)要素相關(guān)信息融入提供了載體，極大改進(jìn)以傳統(tǒng)二維制圖為基礎(chǔ)的工程建造模式，加快推進(jìn)了建筑行業(yè)信息化進(jìn)程，也為建筑垃圾源頭減量提供了新思路，極大優(yōu)化了傳統(tǒng)建筑垃圾源頭減量手段。

3.2 尚存在的問(wèn)題及今后的研究方向

在施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾減量化技術(shù)方面，減量化措施的優(yōu)化只解決了影響建筑垃圾產(chǎn)生的部分主要因素，并沒(méi)有建立起與全部影響因素一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。另一方面，優(yōu)化后的減量化措施究竟能對(duì)建筑垃圾減排起到多大的作用，并沒(méi)有進(jìn)行定量的評(píng)價(jià)。

因此，未來(lái)研究方向仍需針對(duì)設(shè)計(jì)圖紙、施工工藝、管理水平等因素，進(jìn)一步分析形成各項(xiàng)因素對(duì)建筑垃圾產(chǎn)生排放的影響機(jī)制，繼而以實(shí)現(xiàn)節(jié)材設(shè)計(jì)、減廢工藝、精細(xì)化管理為目標(biāo)，梳理形成施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾源頭減量化關(guān)鍵技術(shù)集成體系。在此基礎(chǔ)上，研發(fā)數(shù)字化節(jié)材設(shè)計(jì)工具，優(yōu)化形成成套減廢工藝工法，探討以建筑垃圾源頭產(chǎn)生量最小的資源優(yōu)化配置機(jī)理，逐步形成工序智能管控策略。

4 施工現(xiàn)場(chǎng)資源化利用技術(shù)

4.1 目前的減量化方法

根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部建筑垃圾減量化指導(dǎo)意見(jiàn)，施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾的就地處置和資源化利用根據(jù)其種類因地制宜、分類利用，提高資源化利用水平。因此，針對(duì)不同種類建筑垃圾的特性和可利用方式，形成如圖2所示的施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾資源化技術(shù)應(yīng)用方法。

圖2 施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾資源化技術(shù)應(yīng)用

其中，施工現(xiàn)場(chǎng)的金屬類建筑垃圾，可通過(guò)簡(jiǎn)單分選、現(xiàn)場(chǎng)加工，作為施工材料或制成施工工具，直接回收應(yīng)用于施工現(xiàn)場(chǎng)。廢鋼筋可通過(guò)切割焊接，加工成馬凳筋、預(yù)制地坪配筋、臨時(shí)道路配筋、模板限位鋼筋等小工具進(jìn)行場(chǎng)內(nèi)周轉(zhuǎn)利用；可通過(guò)機(jī)械接長(zhǎng)，加工成較長(zhǎng)鋼筋用于場(chǎng)地洗車槽、工具式廁所、防護(hù)門、排水溝的鋼筋網(wǎng)片等。其他難以現(xiàn)場(chǎng)加工利用的金屬類建筑垃圾，根據(jù)金屬或合金的材料成分，按照鋼鐵類及有色金屬類進(jìn)行分類存放，避免發(fā)生電化學(xué)腐蝕，并交由專業(yè)公司進(jìn)行回收再利用。

而無(wú)機(jī)非金屬類建筑垃圾是施工現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)量最大的建筑垃圾，根據(jù)場(chǎng)地條件，一般以設(shè)置場(chǎng)內(nèi)綜合處理設(shè)備，制備再生產(chǎn)品分別利用為主。

現(xiàn)有施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾的處理設(shè)備，其工藝流程大多還停留在簡(jiǎn)單破碎和篩分的水平上，大量產(chǎn)出的再生骨料產(chǎn)品品質(zhì)因天然骨料與水泥砂漿的包裹無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效分離，導(dǎo)致再生骨料的性能低下，難以達(dá)到拌制高品質(zhì)混凝土的水平，其再生利用價(jià)值長(zhǎng)期處于較低水平，與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的需求差距巨大。因此研發(fā)了針對(duì)無(wú)機(jī)非金屬類建筑垃圾的綜合處理設(shè)備，使其滿足能夠現(xiàn)場(chǎng)處理的要求并生成高品質(zhì)再生骨料。施工現(xiàn)場(chǎng)無(wú)機(jī)非金屬類建筑垃圾綜合處理設(shè)備總裝(國(guó)家課題研究成果)如圖3所示。

圖3 施工現(xiàn)場(chǎng)無(wú)機(jī)非金屬類建筑垃圾綜合處理設(shè)備總裝

整套綜合處理設(shè)備具備將施工現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的無(wú)機(jī)非金屬類建筑垃圾(混凝土、瓷磚、砂石、砂漿等)現(xiàn)場(chǎng)破碎、篩分后，生成再生粗骨料、細(xì)骨料、再生中砂、細(xì)砂粉料等再生產(chǎn)品，滿足現(xiàn)場(chǎng)資源化再利用，并能提高再生利用附加值。

有機(jī)類建筑垃圾中，木方、模板等可在施工現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)相應(yīng)的資源化設(shè)備實(shí)現(xiàn)回收利用，部分木材類建筑垃圾可通過(guò)木方接長(zhǎng)，模板通過(guò)模板覆膜機(jī)進(jìn)行翻新再利用。其他難以在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行就地處置的有機(jī)類建筑垃圾，如塑料包裝、保溫板等，嚴(yán)禁就地焚燒或直接掩埋，需制定合理的消防、防腐措施，進(jìn)行無(wú)害化處置，統(tǒng)一收集后進(jìn)行場(chǎng)外處理。

4.2 尚存在的問(wèn)題及今后的研究方向

目前，全國(guó)已建和在建的資源化利用生產(chǎn)線年處置能力在 100 萬(wàn)t以上的約 70 條，小規(guī)模資源化利用企業(yè)約 600 家，年資源化利用能力為 5.5 億t。但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)建筑垃圾循環(huán)利用率整體偏低，尚處于高耗能、弱監(jiān)管、難保障的狀態(tài)。造成這種現(xiàn)象的原因，首先從建筑業(yè)自身層面來(lái)看，建筑垃圾強(qiáng)制性源頭分類不足，絕大多數(shù)施工現(xiàn)場(chǎng)分類水平低下，后端分類資源化利用難度大。其次，也缺乏全國(guó)統(tǒng)一的強(qiáng)制性資源化利用法律要求，建筑垃圾產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃引導(dǎo)性不足，各環(huán)節(jié)市場(chǎng)主體的法律義務(wù)不明確，配套的管理、指標(biāo)、監(jiān)測(cè)、排放標(biāo)準(zhǔn)體系不健全，導(dǎo)致粗放處置和非法處置得不到有效監(jiān)管。不僅如此，由于綜合利用產(chǎn)品政策支持不足、配套規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)欠缺、項(xiàng)目投資大、原料來(lái)源不穩(wěn)定等原因，導(dǎo)致市場(chǎng)接受度低、生產(chǎn)成本不可控，成熟的規(guī)模化產(chǎn)業(yè)鏈難以孵化。

因此，可以在專業(yè)化的工藝技術(shù)領(lǐng)域，借鑒美國(guó)、德國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐累積，以追求獲得更高效、更優(yōu)化的資源化為目標(biāo)，梳理分析建筑垃圾再利用手段及再生材料施工現(xiàn)場(chǎng)可利用程度。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)典型建筑垃圾產(chǎn)量，梳理提出低碳消納策略。通過(guò)開(kāi)展施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾高效資源化處置、再生材料性能提升關(guān)鍵技術(shù)研究，分析提出建筑垃圾再生產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化利用策略，進(jìn)而研制可產(chǎn)業(yè)化建筑垃圾新型再生利用產(chǎn)品，以期盡快形成施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾低碳消納與內(nèi)循環(huán)利用體系。

5 前景展望

施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾作為建筑施工過(guò)程中的必然產(chǎn)物，是城市垃圾中體量最大的部分，占比達(dá)70%。建筑垃圾隨意處置占用土地、污染環(huán)境，直接或間接影響空氣質(zhì)量，且易造成土壤、水資源的污染和安全隱患。在全社會(huì)倡導(dǎo)“可持續(xù)發(fā)展”“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”和“低碳經(jīng)濟(jì)”等大背景下，全面貫徹國(guó)家綠色發(fā)展理念，實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約、能源減量、發(fā)展方式可持續(xù)的綠色建筑產(chǎn)品供給，追求建造質(zhì)量和效益的協(xié)調(diào)、功能和造價(jià)的統(tǒng)一以及社會(huì)利益和環(huán)境利益的最大化，推動(dòng)施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾的源頭治理，已成為推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)、促進(jìn)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、提升企業(yè)形象及文化軟實(shí)力的亟需。

因此，需要繼續(xù)踐行新發(fā)展理念，聚焦解決“卡脖子”問(wèn)題，促進(jìn)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，推動(dòng)中國(guó)建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。通過(guò)對(duì)源頭減量、資源化再生及產(chǎn)業(yè)化利用、建筑垃圾處置碳排放機(jī)理等關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)展系統(tǒng)研究，力爭(zhēng)在綠色建造關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域取得創(chuàng)新突破，繼而凝練形成高效適用、經(jīng)濟(jì)合理的施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾低碳消納與內(nèi)循環(huán)利用體系，在實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾排放減量的同時(shí)，有效避免材料過(guò)量投入，大幅降低建筑垃圾處置成本，為建筑行業(yè)建筑垃圾處置提供重要的理論、實(shí)踐與技術(shù)指導(dǎo)，盡快實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾的精益管理與科學(xué)處置。