建筑垃圾资源化利用设施布局与建设规模研究＊

陈 冰，胡 洋

（中国城市建设研究院有限公司，北京 100120）

1 引言

随着我国城市化进程的不断加快，建筑垃圾产生量持续增加，2018 年我国建筑垃圾清运量已达到1.315×109t［1］，比2017 年建筑垃圾清运量增长了84%［2］。我国建筑垃圾处理大部分采用简易填埋、随意堆放等非正规处理方式，占用大量土地、影响环境，严重阻碍城市的发展。现有的规范化处理能力和资源化利用能力无法满足日益增长的建筑垃圾治理需求，加快建筑垃圾无害化和资源化处理利用设施建设已刻不容缓。

建筑垃圾一般可分为工程渣土、工程泥浆、工程垃圾、拆除垃圾和装修类垃圾5 类。工程渣土和工程泥浆优先采取直接循环利用和堆填为主的处理方式；工程垃圾、拆除垃圾和装修类垃圾组分为废混凝土、废砖瓦、废钢筋、废木材、废塑料等，宜采用资源化利用和规范化填埋处理处置［3］。本研究主要探讨以拆除垃圾为主的建筑垃圾资源化利用设施。建筑垃圾资源化设施建设可行性研究与设施规划布局和建设规模两个重要因素密不可分，设施规划布局和建设规模设置的合理性将对工程投资、建设程序、运营费用、再生产品利用等方面产生重大影响，是影响建筑垃圾处理设施经济效益和社会效益的关键因素。目前，我国的建筑垃圾处理设施建设规模没有较为明确的计算方法，一般以服务区域建筑垃圾产生现状、工艺经济技术分析和经验值估算获得，本研究尝试性地开展了建筑垃圾资源化利用设施建设规模的理论分析。

2 建筑垃圾资源化利用设施规划布局分析

2.1 规划布局原则

1） 应遵循城乡统筹、区域统筹的原则，与国土空间规划、环境卫生专项规划、垃圾处理专项规划、建筑垃圾专项规划相协调，新建项目应与现有的建筑垃圾收运及处理系统相协调，改、扩建工程应充分利用原有设施。

2） 建筑垃圾资源化利用设施宜结合建材企业建设。

3） 考虑到建筑垃圾收运经济成本，建筑垃圾资源化利用设施服务区域半径宜为20～30 km。

2.2 布局模式分析

1） 行政辖区内处理模式：在各同级辖区内，建立只服务于该区的建筑垃圾资源化利用设施，实行区级管理。此模式有利于建筑垃圾行政区划管理，降低建筑垃圾收运成本，但同时会增加资源化设施选址难度，对大多数城市而言不宜形成规模经济效应。

2） 全市集中处理模式：全市集中建设1 处及以上建筑垃圾资源化利用设施，市级统筹管理。该处理模式具有便于监管、设施运营成本较低等优点，但建筑垃圾收运成本过高，适用于规模较小、运距适中的城市。

3） 区域统筹处理模式：多个市（县、区） 通过多方协议等方式，打破行政区划界限，统筹规划布局建筑垃圾处理设施。此种模式适用于经济发达、土地资源紧张地区和环境敏感地区的市（县、区）。3 种布局模式比选如表1 所示。

表1 3 种布局模式比选

建筑垃圾资源化利用设施规划布局分析应结合设施服务区域人口、建筑垃圾产生量、运输距离、处理技术可靠性以及行政区域管理特点等因素综合确定。大城市具有人口密度大、建筑垃圾产生较为集中、行政区域管理相对独立、经济能力较强等特点，从提高管理效能，增强监管力度和城市应急能力等提升城市精细化管理方面考虑，借鉴北京、上海等城市的经验，建议大城市采用行政辖区内处理模式；中等城市和小城市（县、区） 具有人口密度较低、建筑垃圾产生量较小等特点，应综合考虑设施的规模经济效应、建设成本和运行成本等经济因素，充分利用设施处理能力，建议中等城市采用全市集中的处理模式；运输距离相对较近、经济较为发达、土地资源稀缺的小城市（县、区） 宜采用区域统筹处理模式。

3 建筑垃圾资源化利用设施建设规模分析

3.1 建筑垃圾产生量预测分析

建筑垃圾资源化利用设施主要处理对象为拆除垃圾，本研究针对拆除垃圾产生量的预测方法进行详细分析。设施服务区域内拆除垃圾产生量与城市规划、拆除面积、人口数量、拆除办法、施工管理情况等诸多因素相关，由于缺乏统计数据，很难精准估算拆除垃圾产生量。一般拆除垃圾产生量预测可采用以下3 种方式。

1） 按服务区域拆除面积估算。根据相关标准［3］规定，拆除垃圾产生量可按下式计算：

式中：M 为某城市或区域拆除垃圾产生量，t/a；R1为城市或区域拆除面积，104m2/a；m1为单位面积拆除垃圾产生量基数，t/104m2，一般可取8 000～13 000 t/104m2。

2） 按施工概预算估算。假定建筑材料在施工前和拆除后总量守恒，用单位面积的建材消耗量和建筑面积得出建材用量，该建材用量即是拆除后的建筑垃圾产生量。但是建筑材料在施工前和拆除后形态会发生很大变化，该方法一般仅作为参考使用。拆除垃圾产生量可按下式计算：

式中：R2为城市或区域拆除建筑物建筑面积，104m2/a；m2为单位面积的建材消耗量，t/104m2。

3） 按生活垃圾产生量估算。根据生活垃圾产生量与拆除建筑垃圾产生量的比值以及服务区域内生活垃圾产生量，来估算建筑垃圾的产生量。通过对比分析我国典型城市拆除垃圾产生量（M）和城市居民生活垃圾产生量（Q） 关联性，发现我国典型城市拆除垃圾产生量和城市居民生活垃圾产生量离散度较大［4］，关联性较小，如图1 所示。产生这种现象的原因与城镇化发展进程、城镇改造规划等政策密切相关，该方法适用于城镇化发展较为成熟的区域，不适用于城镇化发展进程较快、集中开展城镇改造工程的区域。

图1 典型城市拆除垃圾产生量与生活垃圾产生量相关性

综上所述，获得服务区域范围内的建筑垃圾基础数据的全面性和准确性，以及建筑垃圾产生量预测方法的科学性尤为重要。上述各种预测方法都有其优缺点，建议采用多种方法预测，互相验证，最终确定建筑垃圾资源化利用设施服务区域内建筑垃圾产生量预测值。

3.2 城市建筑垃圾资源化利用水平

本研究主要探讨拆除垃圾资源化利用，在此基础上针对拆除垃圾的资源化利用水平进行探讨。拆除垃圾资源化利用水平与拆除垃圾收运覆盖率和拆除垃圾资源化利用占比等主要指标密切相关。

拆除垃圾收运覆盖率是指通过规范化收运进行无害化处理和资源化利用的拆除垃圾占服务区域内拆除垃圾产生量的比例，与垃圾收运车辆的配置、拆除垃圾消纳处理和资源化利用能力、全过程管理能力等因素相关，一般拆除垃圾收运覆盖率为60%～95%。

拆除垃圾资源化利用占比为服务区域内拆除垃圾资源化利用的量占规范收运拆除垃圾量的比例。我国拆除垃圾资源化率较低，主要原因是：①原料品质低、未进行分类、收集的建筑垃圾现状大多与工程余土、生活垃圾等混杂在一起进行处理，致使资源化产品品质较低；②拆除垃圾资源化技术单一，以致于品质较低的建筑垃圾只能闲置或经简单加工成再生建材，如再生骨料；③再生建材产品市场不健全，公众对采用再生建材产品存在一定的抵触心理，大部分城市公共设施建设也无强制使用再生建材的要求，而且再生建材产品与天然建材相比价格上无优势，因此导致再生建材销路不畅。

拆除垃圾资源化利用占比与建筑垃圾资源化处理技术、建筑垃圾资源化利用设施处理能力、再生产品的市场需求、区域建筑垃圾产品政策导向等因素有关。《循环发展引领行动》 提出“到2020 年，城市建筑垃圾资源化处理率达到13%”的发展目标。2018 年3 月，住房和城乡建设部印发《关于开展建筑垃圾治理试点工作的通知》（建城函〔2018〕65 号），决定在北京等35 个城市（区） 开展建筑垃圾治理试点工作，目前在35 个试点城市，资源化率可达45%～70%。

3.3 建筑垃圾资源化利用设施建设规模估算

目前全国建筑垃圾资源化利用设施建设运营以民营企业为主，实际产能发挥不足50%。且经调研发现，大部分建筑垃圾资源化利用设施都堆放了大量滞销的再生骨料。因此，在建设建筑垃圾资源化利用设施前期，科学合理地计算其建设规模尤为重要。

资源化利用设施建设规模不应等同于服务区域内预测的拆除垃圾产生量，设施建设规模与拆除垃圾收运覆盖率和资源化利用水平密切相关。目前我国建筑垃圾资源化利用处理设施建设规模没有计算公式可参考，本研究探索性提出建设规模计算公式仅供参考，计算公式如下：

式中：Q 为资源化利用设施建设规模，t/a；K为拆除垃圾资源化水平，≤1；M 为城市或区域拆除垃圾预测产生量，t/a；R 为拆除垃圾收运覆盖率，%；C 为拆除垃圾资源化占比，%。

3.4 我国典型城市建筑垃圾资源化利用设施建设规模分析

通过对住建部建筑垃圾试点城市相关材料的分析，全国35 个建筑垃圾治理试点城市建筑垃圾资源化项目共224 个，资源化能力2.171 8×108t/a［6］。35 个试点城市资源化利用设施建设平均规模约1.0×106t/a。根据GB 51322—2018 建筑废弃物再生工厂设计标准要求，建设规模按年处置能力分为大、中、小型3 类，其中大型1.0×106～3.0×106t/a；中型0.5×106～1.0×106t/a；小型0.3×106～0.5×106t/a。大型建筑垃圾资源化利用设施具有显著的规模经济效应，大城市宜建设大型建筑垃圾资源化利用设施，同时也应合理计算建设规模，不应过高估算设施建设规模。

4 结论和建议

1） 目前我国建筑垃圾资源化利用设施建设数量和规模快速增长，但是由于管理水平、政策配套和产品销路等因素，部分地区出现资源化利用设施产能过剩、产品堆积等现象，造成投资效益受损，建筑垃圾未能得到妥善的资源化和无害化处理处置，因此合理确定建筑垃圾资源化利用设施的规划布局、建设内容、规模和工艺尤为重要。

2） 建筑垃圾资源化利用设施规划布局应与国土空间规划、环境卫生专项规划等相关规划相协调，并结合设施服务区域人口、建筑垃圾产生量、运输距离、处理技术可靠性以及行政区域管理特点等因素，深入分析行政辖区内、全市集中和区域统筹等布局模式的最佳可行性。建议大城市采用行政辖区内处理模式，中等城市采用全市集中的处理模式，运输距离相对较近、经济较为发达、土地资源稀缺的小城市（县、区） 采用区域统筹处理模式。

3） 目前我国部分建筑垃圾资源化利用设施建设规模不符合建筑垃圾资源化利用的需求。在确定资源化利用设施规模时不宜直接参照现有资源化利用设施建设情况确定，应根据该工程服务区域内建筑垃圾存量、现状产生量及预测产生量、运输距离、技术可行性和可靠性、再生产品销售市场预测等因素综合确定。本研究尝试性地提出了建筑垃圾资源化利用设施建设规模的计算原则。

4） 在建筑垃圾资源化利用设施建设论证前期，应结合规划布局并充分考虑资源化利用设施的经济规模效应，建议大城市建设大型建筑垃圾资源化利用设施，中等城市和小城市（县、区）区域在区域统筹处理模式下不宜建设＜0.5×106t/a规模的资源化利用设施。