貢小雷，張玉坤

(天津大學(xué)建筑學(xué)院，天津 300072)

物盡其用
——廢舊建筑材料利用的低碳發(fā)展之路

貢小雷，張玉坤

(天津大學(xué)建筑學(xué)院，天津 300072)

近年我國城市建筑拆除產(chǎn)生大量廢舊建筑材料，因難以回收利用而被填埋處理，也由此引發(fā)一系列諸如環(huán)境污染、資源浪費(fèi)、占用土地的危害。廢舊材料循環(huán)利用可避免不必要的生產(chǎn)過程，從源頭上降低建筑材料產(chǎn)業(yè)的溫室氣體排放。目前國際前沿的建筑拆解技術(shù)可以替代建筑拆毀方式，是以最大限度回收利用材料為目標(biāo)的系統(tǒng)化建筑拆除。通過制定細(xì)致嚴(yán)格的拆解計(jì)劃可以保證項(xiàng)目的順利實(shí)施，不斷提高材料利用率，使建筑拆解獲得良好的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。而碳排放權(quán)交易的實(shí)施將相除各種障礙，為廢舊建筑材料拓展一條低碳發(fā)展之路。關(guān)鍵詞:廢舊建筑材料;建筑拆毀;建筑拆解;碳匯

一、建筑材料與循環(huán)經(jīng)濟(jì)

1.建筑材料產(chǎn)業(yè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響

建筑材料產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)性、支柱性產(chǎn)業(yè)，為人類社會(huì)的文明進(jìn)步做出了無可替代的貢獻(xiàn)，但材料生產(chǎn)在原料開采、提取、加工、制備等過程中，消耗大量資源能源，排放廢棄物污染環(huán)境，尤其材料生產(chǎn)中消耗煤炭、石油等碳基能源而排放大量二氧化碳，更是加劇全球氣候變暖的主要溫室氣體。例如，鋼材生產(chǎn)經(jīng)過采選、儲(chǔ)運(yùn)、煉鐵等過程，平均8噸礦石可煉成1噸鋼，再經(jīng)過軋、擠、沖、鍛等塑性成型后得到的金屬制品不到500 kg。我國每年生產(chǎn)黏土磚耗用黏土資源達(dá)10多億立方米，相當(dāng)于毀田約3.33公頃，同時(shí)消耗7 000多萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，排放二氧化碳1.7億噸。碳排放不僅來自于能源消耗，還產(chǎn)生于水泥原料石灰石的化學(xué)反應(yīng)。每千克水泥熟料化學(xué)反應(yīng)排放二氧化碳0.51 kg［1］，2007 年中國水泥產(chǎn)量為 13.6 億噸，因化學(xué)反應(yīng)排放的二氧化碳就達(dá)7.8億噸，占當(dāng)年排放總量的12.4%。

回顧歷史，人類社會(huì)自18世紀(jì)工業(yè)革命開始，一直采用“從搖籃到墳?zāi)埂敝本€式的發(fā)展思路，即從自然界中無償攫取資源能源用于生產(chǎn)，再將消費(fèi)過的產(chǎn)品作為垃圾排向自然界。從資源能源消耗和環(huán)境污染的根源分析，建筑材料產(chǎn)業(yè)是造成環(huán)境污染、能源短缺、資源過度消耗乃至枯竭的主要原因之一。自人類社會(huì)在物質(zhì)消費(fèi)、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)制造等方面呈指數(shù)增長(zhǎng)，大氣中的二氧化碳含量也不斷逼近地球承載極限。工業(yè)革命前大氣中二氧化碳濃度只有280×10-6，目前已上升到380×10-6以上，一旦超過450×10-6，地球平均溫度將比工業(yè)革命前增加2℃。聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署和世界氣象組織成立的政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)迄今發(fā)表了四次關(guān)于氣候變化問題的評(píng)估報(bào)告，副主席馬丁·帕里教授說:“氣溫升高超過2℃，全球?qū)⒚媾R農(nóng)作物減產(chǎn)、水資源短缺、海平面上升、物種滅絕、疾病增多?！保?］中國2005年二氧化碳?xì)怏w排放總量約為53億噸，2006年約為59億噸，2007年達(dá)到63億噸，而城市化、現(xiàn)代化進(jìn)程決定了中國今后溫室氣體排放量仍將增長(zhǎng)。為了遏制氣候惡化，我國政府于2009年12月在哥本哈根聯(lián)合國氣候變化大會(huì)上制定減排目標(biāo)，到2020年中國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%。這是根據(jù)國情采取的自主行動(dòng)，也是為應(yīng)對(duì)全球氣候變化作出的巨大努力。

2.循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式的低碳效應(yīng)

為解決資源匱乏、環(huán)境污染等一系列問題，世界各國開始研究人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展和循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。20世紀(jì)60年代美國學(xué)者肯尼斯·波爾丁提出的“宇宙飛船經(jīng)濟(jì)理論”，成為循環(huán)經(jīng)濟(jì)思想的開端［3］。他將地球看作是太空中一艘宇宙飛船，如果不斷消耗資源并排放廢棄物，那么資源用盡、飛船充斥垃圾時(shí)地球最終將毀滅;他說:“我們要面對(duì)這一事實(shí):人類是整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中的一個(gè)生物子系統(tǒng)，其生存能力要依賴于與世界生態(tài)系統(tǒng)中其他所有要素和生命的共生關(guān)系，這一關(guān)系是封閉循環(huán)、不斷發(fā)展的?！庇h(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)家大衛(wèi)·皮爾斯在《自然資源和環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)》中首先使用“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”這一術(shù)語，從資源管理角度討論物質(zhì)循環(huán)。1972年聯(lián)合國斯德哥爾摩人類環(huán)境會(huì)議發(fā)表了《人類環(huán)境宣言》，鄭重聲明只有一個(gè)地球，人類在開發(fā)利用自然的同時(shí)也承擔(dān)著維護(hù)自然的義務(wù)。這次會(huì)議成為人類社會(huì)邁向可持續(xù)發(fā)展的第一個(gè)里程碑。20世紀(jì)90年代循環(huán)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域提出了著名的3R原則，即“減量化(Reduce)、再利用(Reuse)、資源化(Recycle)”。2004年，美國威廉·麥克唐納與德國邁克爾·布朗嘉特共同出版了《從搖籃到搖籃——循環(huán)經(jīng)濟(jì)設(shè)計(jì)之探索》一書，提出了循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新思路:改變工業(yè)革命以來的產(chǎn)品設(shè)計(jì)思路，從生命周期視角出發(fā)設(shè)計(jì)新型產(chǎn)品，標(biāo)志著循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式進(jìn)入了嶄新階段。

廢舊建筑材料主要源于建筑拆除，主要是混凝土、瀝青、木材、磚石、金屬等材料。材料循環(huán)利用是將原有直線型的“生產(chǎn)→建造→使用→廢棄”思路轉(zhuǎn)變?yōu)椤吧a(chǎn)→建造→使用→拆解→回收利用/再利用”的循環(huán)發(fā)展思路，以物盡其用的核心思想延長(zhǎng)材料使用壽命，保存其固化能量進(jìn)而減少碳排放?！肮袒芰俊保卜Q“含能”，是建筑產(chǎn)品在原料開采、生產(chǎn)制備、產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)冗^程中消耗的全部能量［3］。這一過程中，化石能源的消耗排放出大量二氧化碳。廢舊材料主要有回收利用與再利用兩種循環(huán)利用方式?；厥绽檬菍⒉牧戏鬯?、熔化后作為生產(chǎn)環(huán)節(jié)原料，再利用是對(duì)材料采用切割、去污等方法進(jìn)行加工而后直接用于房屋建造;前者僅節(jié)約資源開采的能耗，后者保存了全部固化能量，減排效應(yīng)更佳。提高廢舊材料的循環(huán)利用率，尤其是再利用率，就可以減少不必要的生產(chǎn)過程和碳排放。

二、建筑“拆毀”與“拆解”兩種方式的比較分析

1.建筑拆毀

2005年實(shí)施的《民用建筑設(shè)計(jì)通則》(GB50352-2005)中提出各種建筑結(jié)構(gòu)的“設(shè)計(jì)使用年限”，明確在此時(shí)期內(nèi)建筑只需正常維護(hù)、不用大修就能按預(yù)期使用，其中普通建筑物的使用年限為50年。即使建筑結(jié)構(gòu)到達(dá)使用年限，其結(jié)構(gòu)材料仍可保證結(jié)構(gòu)可靠性。普通混凝土的平均壽命約70年，耐久性主要受凍融作用、鋼筋銹蝕、化學(xué)侵蝕等因素影響，若維護(hù)得當(dāng)則壽命更長(zhǎng)。但在人口增長(zhǎng)、生活改善、交通發(fā)展、產(chǎn)業(yè)調(diào)整等壓力下，中國城鎮(zhèn)大量建筑被拆除，平均壽命僅三四十年。近20年來我國城鎮(zhèn)人口數(shù)量不斷上升，城鎮(zhèn)人口比重從1996年的30%上升到2005年43%;城市原有規(guī)模已無法滿足不斷增長(zhǎng)的人口需要，低密度的建筑群被高容積率居住區(qū)所替代。居民生活改善與汽車保有量的增加使得城市道路拓寬、路網(wǎng)更加密集、交通立體化，原有路邊建筑被迫拆除。城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整促使工廠、企業(yè)外遷，原址要為大型商業(yè)娛樂、辦公、金融項(xiàng)目留出空間。在這一城市化背景下建筑拆除不可避免，拆除后廢舊材料的命運(yùn)就與施工方式息息相關(guān)。

對(duì)于單層或多層建筑物，可采取人工拆除與機(jī)械拆除兩種方式:前者主要依靠人力和鐵錘、風(fēng)鎬等簡(jiǎn)單機(jī)具完成拆除，施工成本低、周期長(zhǎng)、安全性差;后者使用挖掘機(jī)、鎬頭機(jī)、液壓剪等大中型設(shè)備進(jìn)行破碎拆除，施工成本高、周期短、安全性好，已成為目前國內(nèi)拆除工程的首選。機(jī)械拆除包括室內(nèi)拆除、結(jié)構(gòu)拆除與清理回收三個(gè)步驟。第一、第三項(xiàng)工作以人工為主。室內(nèi)拆除相對(duì)簡(jiǎn)單、安全:用風(fēng)鎬打掉門窗周邊混凝土或磚，將門窗用繩子拉走;暖氣、水管等金屬構(gòu)件、地板，這些構(gòu)件尺寸恰當(dāng)、與建筑主體結(jié)構(gòu)連接不緊密，便于拆卸。清理回收主要包括撿拾鋼筋、回收整磚和清理渣土。墻體倒塌后各種建材都混合在一起，工人用大錘敲碎混凝土構(gòu)件、取出內(nèi)部鋼筋，用瓦刀去除整磚表面砂漿并碼放整齊等待回收。推土機(jī)將剩余渣土歸攏裝車，運(yùn)往填埋場(chǎng)地。而結(jié)構(gòu)拆除成為影響廢舊材料循環(huán)利用率的重要一步。按照《建筑拆除工程安全技術(shù)規(guī)范》要求:“當(dāng)采用機(jī)械拆除建筑時(shí)，應(yīng)從上至下、逐層分段進(jìn)行;應(yīng)先拆除非承重結(jié)構(gòu)，再拆除承重結(jié)構(gòu)。拆除框架結(jié)構(gòu)建筑，必須按樓板、次梁、主梁、柱子的順序進(jìn)行施工?！钡谥黧w結(jié)構(gòu)拆除時(shí)，常在建筑物底層選擇合適的打擊點(diǎn)，使建筑物向一定方向整體倒塌。這種粗放式的建筑拆毀使大部分廢舊材料破碎、混合，變?yōu)楹茈y回收、只得填埋的建筑垃圾。即使配以“綠色”、“環(huán)?！钡攘餍性~匯，也無法掩飾拆毀造成的難以估量的經(jīng)濟(jì)損失和資源浪費(fèi)。

建筑拆毀大行其道緣于經(jīng)濟(jì)效益與施工安全。門窗、暖氣、鋼筋等材料回收價(jià)格相對(duì)較高，施工方愿意投入更多人力進(jìn)行細(xì)致拆解?；炷?、砌塊、碎石等結(jié)構(gòu)材料回收價(jià)格低，提高利用率不會(huì)使材料收益顯著增加。若按規(guī)范要求，逐層拆除并分類回收材料，施工周期與成本大幅上升而綜合效益卻下降，施工方很難自覺做出得不償失的決定。并且，主體結(jié)構(gòu)的逐層拆除需要人工投入，增加了施工隱患。2004年，全國共發(fā)生建筑施工事故1 144起、死亡1 324人，事故類別仍主要是高處墜落、施工坍塌、物體打擊等類型，這類事故的死亡人數(shù)分別占全部事故死亡人數(shù)的53.10%、14.43%、10.57%。這三種類別易在建筑結(jié)構(gòu)拆除過程中發(fā)生，而工人傷亡賠償是拆除工程無法承受的。采用大型機(jī)械進(jìn)行建筑拆毀，工人不必承擔(dān)危險(xiǎn)性工作，事故率大大降低。如果要提高施工安全，就需要采用更多的機(jī)械，加大安全方面的投入。若要提高廢舊材料利用率，就要有更合理、更有效的建筑拆除方式以改變現(xiàn)有局面。

2.建筑拆解

20世紀(jì)90年代以來國外專家學(xué)者開始關(guān)注建筑拆除問題，建筑拆解技術(shù)被提出。這一概念最早出現(xiàn)于1996年在加拿大召開的第一屆舊建筑材料協(xié)會(huì)(UBMA)會(huì)議上。2000年美國布萊雷·蓋伊教授(Bradley Guy)對(duì)“建筑拆解”解釋為:建筑拆毀方式使結(jié)構(gòu)拆除后材料只得填埋，而建筑拆解是從建筑結(jié)構(gòu)中以人工或機(jī)械方式回收舊材料的過程。澳大利亞學(xué)者菲利普·克勞澤(Philip Crowther)認(rèn)為，拆解是以材料再利用為目的的系統(tǒng)化建筑拆除。德國學(xué)者弗蘭克·舒爾曼(Frank Schultmann)這樣定義:拆解，或稱選擇性拆除，是將建筑分解為不同部分，與拆毀不同，拆解將不同材料分離，促進(jìn)這些材料再利用或回收利用。綜合各國學(xué)者的研究，建筑拆解是“以回收建筑材料為目的，將建筑中不同類型的構(gòu)件逐一拆除使之分離的過程”。與簡(jiǎn)單的拆毀方式相比，拆解具有以下幾種優(yōu)勢(shì):1)減少建筑廢棄物及其環(huán)境污染;2)促進(jìn)廢舊材料循環(huán)利用從而減少二氧化碳排放;3)顯著提高建筑材料的再利用率，進(jìn)而保存了固化能量。

技術(shù)、設(shè)備層面上拆解與拆毀兩種方式大致相同，不同之處是前者耗費(fèi)更多的人力與時(shí)間，盡可能以小型機(jī)械將構(gòu)件從主體結(jié)構(gòu)中分離。拆解步驟按照“由內(nèi)至外，由上至下”的順序進(jìn)行，即“室內(nèi)裝飾材料——門窗、暖氣、管線——屋頂防水、保溫層——屋頂結(jié)構(gòu)——隔墻與承重墻或柱——樓板，逐層向下直至基礎(chǔ)”。在具體實(shí)施過程中，調(diào)換步驟順序、采用不同方法會(huì)獲得不同的拆除結(jié)果，其材料的再利用率、拆除的綜合效益也不盡相同。1998年意大利學(xué)者巴拉茲·薩拉(Balázs Sára)在意大利 Modena 和 Reggio Emilia地區(qū)，進(jìn)行了兩年的建筑拆解研究項(xiàng)目(VAMP)。項(xiàng)目通過統(tǒng)計(jì)建筑拆除的各項(xiàng)信息，量化建筑拆解技術(shù)與材料再利用在節(jié)約資源能源上的優(yōu)勢(shì)，鼓勵(lì)以最小的環(huán)境影響處理廢舊建筑材料。該項(xiàng)目中研究“Ex-sarsa”貨運(yùn)公司辦公樓的拆除過程，粘土磚、頁巖磚、木材等材料再利用率達(dá)70%以上。德國弗蘭克·舒爾曼教授借鑒制造業(yè)理念，將建筑拆解作為“定制化”生產(chǎn)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。他開發(fā)出一種計(jì)算機(jī)軟件程序，可以快速計(jì)算材料回收價(jià)值和拆解成本。這將有助于在拆解過程開始之前，對(duì)拆解可行性做出評(píng)估。此外，使用該程序也可控制勞動(dòng)力成本、廢物處理費(fèi)用等經(jīng)濟(jì)變量，以確定最佳拆解方式。他將建筑拆解分為拆解、分類、運(yùn)輸、回收四個(gè)步驟，每一步驟設(shè)定多種選擇，如磚混結(jié)構(gòu)住宅的墻體可拆成整磚、碎磚或碎渣，整磚可繼續(xù)壘砌承重墻或作裝飾材料，碎磚作為新建筑隔墻的填充材料，碎渣運(yùn)到工廠粉碎后生產(chǎn)砌塊。不同的選擇都對(duì)應(yīng)相應(yīng)的綜合效益。對(duì)各項(xiàng)選擇設(shè)定變量，考察不同變量間轉(zhuǎn)換的參數(shù)后建立數(shù)學(xué)模型，以模擬計(jì)算得到的優(yōu)化選擇來指導(dǎo)拆除工作。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)材料回收實(shí)現(xiàn)90%時(shí)，拆除所需的時(shí)間和成本降低超過50%。即使資源有限或拆除時(shí)間要求苛刻，仍可通過拆除管理實(shí)現(xiàn)廢舊材料利用的最優(yōu)化。

3.彌補(bǔ)經(jīng)濟(jì)效益差距，促進(jìn)拆除方式轉(zhuǎn)變

通過細(xì)致比較建筑拆毀與建筑拆解兩種方式的經(jīng)濟(jì)效益差別，尋找拆除方式轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵點(diǎn)。綜合效益主要考慮廢舊材料回收收益與拆除施工成本兩方面，前者取決于各類材料的循環(huán)利用率與回收價(jià)格，后者受施工周期與各項(xiàng)作業(yè)的勞動(dòng)效率影響?？傮w來看，兩種拆除方式的材料收益相差不大，拆解收益比拆毀僅增長(zhǎng)20%。分類統(tǒng)計(jì)，拆毀與拆解方式下門窗、暖氣等構(gòu)件再利用率相同，其材料收益分別占總收益20%和15%。鋼鐵回收利用率可達(dá)70%與90%，收益分別占總量的40.6%與43.9%。水泥、碎石、磚瓦等材料利用率差別較大，拆毀方式使這些材料混合為渣土而無法回收，拆解方式下其回收率分別為70%、70%、30%(見表1)。但廢舊水泥、碎石與磚瓦等回收價(jià)格與渣土相同，細(xì)致拆解、分類回收未獲得效益提高。值得一提的是，磚瓦材料的效益提升非常明顯:在拆毀方式下再利用率僅10%，占收益的2.8%;而在拆解方式下再利用率就能達(dá)到70%，占收益的16.5%。逐漸成為稀缺資源的實(shí)心粘土磚回收價(jià)格有升高趨勢(shì)，當(dāng)單價(jià)上漲到0.25元/塊時(shí)，磚瓦收益與鋼鐵基本相同，拆解的材料收益達(dá)到7 772.5元/100m2，比拆毀增長(zhǎng)了近50%。

在數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)中將渣土歸于回收利用一欄是為了方便計(jì)算，實(shí)際上建筑渣土很難直接利用，多數(shù)用來填埋基坑或填海造田。但因渣土中材料混雜、質(zhì)地不均，填埋后無法夯實(shí)甚至造成土地上方建構(gòu)筑物的不均勻沉降，一旦有建設(shè)需要仍將換土。所以，填埋渣土只能掩蓋表面問題，卻不能否認(rèn)資源浪費(fèi)的事實(shí)。拆毀產(chǎn)生渣土約96噸/100m2，其市場(chǎng)價(jià)格在20元/噸左右，渣土收益為1 920元/100m2，占總收益的36.6%。拆解產(chǎn)生渣土僅18噸，是拆毀的18.7%，其環(huán)境負(fù)面影響大大低于拆毀方式。

拆毀方式與拆解方式的施工成本差別非常大，后者約是前者的6倍。因?yàn)樵谥黧w結(jié)構(gòu)拆除中，拆解需要更多的大型機(jī)械和更多的人工進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)，耗時(shí)與成本是拆毀的5倍以上(見表2)。如果用更多的人工替代機(jī)械進(jìn)行結(jié)構(gòu)拆除，則總成本可以大幅下降，但安全隱患也隨之上升。在建筑結(jié)構(gòu)拆除過程中易發(fā)生高處墜落、施工坍塌、物體打擊等事故，其高額傷亡賠償是拆除工程無法承受的。綜合來看，拆毀效益是4 645元/100m2，拆解效益是4 029元/100m2，效益差616元/100m2，拆解經(jīng)濟(jì)效益比拆毀降低約13%。制定合理政策彌補(bǔ)拆毀與拆解兩者間的利益差距，才能促使施工方主動(dòng)選擇拆解方式，提高廢舊材料利用率(見圖1)。

表1 每100 m2建筑拆毀與建筑拆解后廢舊材料的利用收益

表2 每100 m2建筑拆毀與建筑拆解的施工成本

圖1 每100 m2建筑拆毀與建筑拆解的經(jīng)濟(jì)效益比較

三、碳排放權(quán)交易推動(dòng)廢舊材料的低碳發(fā)展

1.碳排放權(quán)交易體系

如前文所述，建筑材料的循環(huán)利用可以減少不必要的生產(chǎn)能耗進(jìn)而減少二氧化碳排放，建筑拆解因材料利用率的提高而具有了環(huán)境優(yōu)勢(shì)。為實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的環(huán)境目標(biāo)，需要政府的宏觀調(diào)控政策支持建筑拆除方式的轉(zhuǎn)變。但歷史實(shí)踐證明，命令式行政手段會(huì)造成高成本、低效率的結(jié)果。由于各個(gè)工程項(xiàng)目的具體條件不同，包括建筑結(jié)構(gòu)類型、主要回收材料、施工方法等方面的差別，減少二氧化碳排放所需成本相差很大。行政管制使得具有不同減排成本的企業(yè)強(qiáng)制承擔(dān)同樣負(fù)擔(dān)，無法轉(zhuǎn)嫁，往往難以達(dá)標(biāo)。如果采取財(cái)政補(bǔ)貼形式，政府將承擔(dān)拆除方式轉(zhuǎn)變帶來的巨額成本，建筑拆除企業(yè)也因固定補(bǔ)貼而缺乏減排動(dòng)力。與強(qiáng)制性措施不同，碳排放權(quán)交易的市場(chǎng)機(jī)制調(diào)動(dòng)各方節(jié)能減排的積極性。碳排放權(quán)交易制度是國際社會(huì)為應(yīng)對(duì)全球氣候變化、減少溫室氣體排放，以《京都議定書》等國際公約為框架的市場(chǎng)交易體系。在全球碳交易市場(chǎng)下，二氧化碳排放權(quán)成為一種商品，與有形商品一樣由供求關(guān)系形成價(jià)格，可以為企業(yè)帶來預(yù)期的利益或成為企業(yè)的義務(wù)。政府制定碳排放總量，然后對(duì)所有碳排放企業(yè)設(shè)定減排目標(biāo)。超出排放配額的部分，企業(yè)可以在碳交易市場(chǎng)上尋求成本更低的有效減排方式。目前國內(nèi)建筑拆除項(xiàng)目多采取拆毀方式，材料利用率低，減排量小;如果拆除企業(yè)增加一定投入，采用建筑拆解方式施工，則提高材料利用率與減排量。通過碳排放權(quán)交易體系，這部分減排量將成為拆除企業(yè)的潛在碳匯，出售給排放企業(yè)。當(dāng)然，交易之前建筑拆除企業(yè)需要確切的估算拆解所能產(chǎn)生的減排量及其收益，通過兩方面工作將環(huán)境優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)效益。

(1)明確建筑拆解的減排額度。首先，政府界定拆解項(xiàng)目的條件和范圍，參考國外建筑拆解的技術(shù)特點(diǎn)制定一系列質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，如施工標(biāo)準(zhǔn)、減排標(biāo)準(zhǔn)等。在沒有實(shí)施拆解項(xiàng)目前，一般拆除方式也能減少一定碳排放，其排放水平設(shè)為排放基線;建筑拆解必須表現(xiàn)出比基線標(biāo)準(zhǔn)更多的減排量。其次，拆除企業(yè)建立定量估算體系，根據(jù)建筑面積、材料生產(chǎn)能耗、材料利用率等數(shù)據(jù)估算減排量;單項(xiàng)材料利用率可不作要求，允許施工企業(yè)根據(jù)實(shí)際情況以最小成本獲得減排效果。最后，在對(duì)碳抵消量進(jìn)行交易時(shí)，由專業(yè)人員對(duì)廢舊材料利用途徑、利用率、減排量等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以確保聲明的碳抵消量是準(zhǔn)確無誤的，經(jīng)認(rèn)證的碳抵消量準(zhǔn)許進(jìn)入市場(chǎng)。

(2)估算建筑拆解的碳匯價(jià)格。碳匯價(jià)格由碳交易市場(chǎng)機(jī)制下的供求關(guān)系決定，但建筑拆解的碳匯價(jià)格必須保證所得碳匯收入不低于減排成本，即不低于拆毀與拆解之間的效益差距。已知減排成本與減排額度，就可以估算出建筑拆解的最低碳匯價(jià)格。當(dāng)然，該價(jià)格要與國際碳交易價(jià)格進(jìn)行橫向比較:若明顯高于市場(chǎng)平均價(jià)格，則建筑拆解很難推行;若低于市場(chǎng)價(jià)格，則具有一定競(jìng)爭(zhēng)力，可使拆解方式推廣。另外，如果碳匯價(jià)格低于國內(nèi)碳稅稅率，則拆除的低碳之路依然困難。因?yàn)榕欧牌髽I(yè)通過交納碳稅就完成了碳排放義務(wù)，不會(huì)付出更多成本購買碳匯配額。

2.建筑拆解的減排額度

為了從宏觀上了解建筑拆解的減排額度，對(duì)建筑物二氧化碳排放量的計(jì)算沒有羅列各類構(gòu)件，而是針對(duì)三種結(jié)構(gòu)材料:鋼鐵、水泥、磚瓦。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)材料在建筑中使用量大、耗能高，形成的建筑結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生碳排放約占總體的80%，是產(chǎn)生碳排放的主要部分。廢舊材料的回收利用可以減少原料開采、提純環(huán)節(jié)的能耗，再利用可以完全避免過度生產(chǎn)帶來的能耗，所以材料利用率愈高，減排額度就愈大。計(jì)算減排額度的主要思路是:首先，統(tǒng)計(jì)主要建筑材料單位能耗、廢舊材料回收利用的節(jié)約能耗及其利用率(見表3)，計(jì)算單位面積建筑物的固化能量;其次，根據(jù)能量消耗與碳排放之間換算關(guān)系，二氧化碳排放系數(shù)k=2.5(每千克標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒后二氧化碳排放量，單位kg/kgce)，計(jì)算建筑物拆除前后的碳排放;最后，比較建筑拆解與建筑拆毀間二氧化碳排放的差距，從而確定建筑拆解的減排額度。

(1)建筑物固化能量計(jì)算。建筑拆除前每100 m2主要材料固化能量總量為

建筑拆除后每100m2主要材料固化能量總量為

式中:q1、q2、q3分別為鋼鐵、水泥、磚瓦的再利用率;p1、p2、p3分別為鋼鐵、水泥、磚瓦的回收利用率。

(2)建筑物拆除前后碳排放計(jì)算。建筑拆除前每100 m2主要材料二氧化碳排放總量為

建筑拆除后每100 m2減少的二氧化碳排放總量為

(3)確定建筑拆解的減排額度。依照前文的材料利用率，將數(shù)據(jù)代入式(4)中，可得

表3 三種主要建材單位面積材料消耗量、單位能耗指標(biāo)

3.建筑拆解的碳匯價(jià)格

兩種拆除方式下，建筑物每100 m2的拆除經(jīng)濟(jì)效益差距為616元，碳排放差距約為7.87噸，則拆解的單位減排成本為78.3元/噸。在碳排放權(quán)交易市場(chǎng)中，只要交易價(jià)格高于拆解的減排成本，拆除企業(yè)就有利可圖。2010年5月國際二級(jí)市場(chǎng)CER(核證減排量)價(jià)格約為12.2歐元/噸(歷史較低水平)，按照目前人民幣與歐元兌換匯率(1歐元=8.6625人民幣元)計(jì)算，碳匯價(jià)格為 105.5元/噸。78.3元/噸的建筑拆解碳匯價(jià)格明顯低于國際水平，具有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。然而，從國內(nèi)目前要實(shí)施的碳稅政策來看，碳排放企業(yè)恐怕很難選擇碳交易方式。碳稅是以減少二氧化碳排放為目的，對(duì)化石燃料按其碳排放量征收的一種稅。2009年《中國開征碳稅問題研究》報(bào)告建議，碳稅征收要考慮我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展階段，不過多影響我國產(chǎn)業(yè)的國際競(jìng)爭(zhēng)力，2012年碳排放價(jià)格為10元/噸，僅相當(dāng)于國際碳排放權(quán)交易價(jià)格的十分之一。即使到2020年，研究報(bào)告推薦的國內(nèi)碳稅稅率也只有40元/噸，不到建筑拆解碳匯成本的一半。低稅率使碳排放企業(yè)不必承擔(dān)過高的生產(chǎn)成本，不必研究負(fù)責(zé)的碳排放交易制度，卻造成建筑拆解的碳匯價(jià)格失去市場(chǎng)，阻礙建筑拆解的推廣。在這一情形下，降低拆解的減排成本就成為唯一選擇。當(dāng)提高建筑拆解技術(shù)，主要廢舊材料的再利用率達(dá)到70%以上時(shí)，拆解的減排額度約為15.1噸，減排成本下降到47.4元/噸，接近2020年國內(nèi)碳稅稅率水平。而且，未來完整的廢舊材料價(jià)格有上升趨勢(shì)，將進(jìn)一步減少兩種拆除方式之間的經(jīng)濟(jì)效益差距，甚至拆解的經(jīng)濟(jì)效益有可能超過拆毀方式。那時(shí)建筑拆解的減排作用就能完全顯現(xiàn)了。

四、結(jié) 語

近年來，與日俱增的建筑廢棄物成為困擾中國城市發(fā)展的一個(gè)難題。中國住建部副部長(zhǎng)仇保興在第六屆國際綠色建筑與建筑節(jié)能大會(huì)上發(fā)言“我國建筑垃圾的數(shù)量已占到城市垃圾總量的30%～40%”，而我國2001～2008年各大城市生活垃圾清運(yùn)量在1.5億噸左右，據(jù)此可推算我國每年城市建筑廢棄物清運(yùn)量至少在1億噸。把有用材料變成堆積如山的廢棄物是搖籃到墳?zāi)故降陌l(fā)展思路，在此思路上考慮廢棄物回收是治標(biāo)不治本的處理方式。只有從建筑廢棄物產(chǎn)生的源頭——建筑拆除方面尋找問題，才能以根本上實(shí)現(xiàn)廢舊材料循環(huán)利用。按照每年一億噸廢舊材料這一保守?cái)?shù)字來計(jì)算，采用建筑拆解方式替代傳統(tǒng)拆毀，全國每年廢舊材料減排量在780萬噸，相當(dāng)于430萬株50年樹齡樹木一年的二氧化碳吸收量，其減排成效顯著。中國建筑師需要擔(dān)負(fù)起歷史的責(zé)任，借鑒國外先進(jìn)研究成果與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以生命周期視角設(shè)計(jì)建筑拆解的可能性與實(shí)施性。建筑拆除方式的轉(zhuǎn)變與廢舊材料的生態(tài)利用，正是廢舊材料低碳發(fā)展的必由之路。

［1］ 左鐵鏞.循環(huán)型社會(huì)材料循環(huán)與環(huán)境影響評(píng)價(jià)［M］.北京:科學(xué)出版社，2008.

［2］ 熊 焰.低碳生活:重新定義世界和我們的生活［M］.北京:中國經(jīng)濟(jì)出版社，2010.

［3］ 比爾·勞森.建筑材料能源與環(huán)境:朝向生態(tài)可持續(xù)發(fā)展［M］.北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社，1999.

To the Best of Its Use—Road to Low Carbon Development of Used Building Materials

GONG Xiao-lei，ZHANG Yu-kun
(School of Architecture，Tianjin University，Tianjin 300072，China)

The demolition of buildings in our cities produces enormous amounts of debris that could not be reclaimed and results in pollution of environment，waste of resources and occupation of land.The recycling of used building materials reduces carbon dioxide release of building material industry through the avoidance of unnecessary manufacture.At present building deconstruction is emerging as an alternative to demolition around the world，which is the systematic disassembly of buildings in order to maximize recovered materials'reuse and recycling.An strict and careful deconstruction planning ensures the project'good realization.Deconstruction could achieve environmental benefit from the high ratio of materials use.And carbon emissions trading will overcome the obstacles and exploit a road to low carbon development of used building materials.

used building materials;building demolition;building deconstrution;carbon sink

TU746

A

1008-4339(2011)02-0138-07

2010-08-30.

貢小雷(1980— )，男，博士研究生.

貢小雷，gongxiaolei80@126.com.