《建筑废弃物再生工厂设计标准》概要及解读

程东惠

摘 要：由住房和城乡建设部和国家市场监督管理总局联合发布的GB51322《建筑废弃物再生工厂设计标准》已于2019年3月1日起实施， 标准是关于建筑废弃物工厂设计的首个标准，符合目前国家相关政策，反映了国内建筑废弃物资源化工厂设计的技术水平，主要技术指标设置合理，能满足工程设计需要，总体上达到国内领先水平，填补了国内本领域建设标准的空白。本文试从编制背景、主要内容、以及重点内容解读等几个方面进行分析和探讨。为建筑废弃物工厂项目的建设全过程提供理论依据与指导方法。

关键词：建筑废弃物再生工厂;设计;资源化水平、标准

文章编号：2095-4085（2020）10-0010-04

绪论

我国建筑废弃物产生量巨大，且成份复杂，国内能够实现的总资源化率仅为5%，为大幅提高建筑废弃物资源化率，加快推进该行业的快速健康发展，十分必要对我国建筑废弃物资源化处置行业总结经验、成果，并参考国外的先进技术，编制中国的建筑废弃物再生工厂设计标准，引导建筑废弃物资源化行业健康发展。

《建筑废弃物再生工厂设计标准》国家强制性标准计划项目是住房与城乡建设部下达《关于印发2015年工程建设标准规范制订、编制计划的通知》（建标[2014]189号）中的一项，该标准的归口单位为住房与城乡建设部，由新奥生态建材有限公司主编。编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，并在广泛征求意见的基础上，最后经审查定稿。本标准于2017年9月顺利通过报批，并于2018年9月11日发布，自2019年3月1日正式实施。

本文通过对标准内容的诠释与解读，为使用者呈现本标准研制的项目背景、标准编制情况介绍，以及标准要点内容与解析。便于使用者更好的理解标准和使用标准。

一、项目背景

随着我国工业化、城镇化建设的不断推进，建筑业也快速发展，数亿t的建筑垃圾随之而生，据中国科学院的研究报告显示，我国每年产生的建筑废弃物为24亿t左右，占城市垃圾总量的40%，垃圾围城令世人堪忧。

我国建筑垃圾的来源有四方面。一是来源于上世纪七八十年代以红砖为主的房屋拆迁而来的建筑废弃物;二是来源于城市建设产生大量的建筑垃圾（据估算，每m?建筑的拆除将产生0.8t～1.3t左右的建筑垃圾）。三是公共建筑与家庭装修产生大量的装修建筑垃圾。四是来源于自然灾害或人为因素造成的建筑物损毁。除此之外，道路修建以及拆除过程中的建筑垃圾是年平均近10亿t的产生量，且逐年增加。

目前国内建筑垃圾处理方式仍然以堆放与填埋为主，极少数采用资源化方式处置，由于缺乏政策标准的精准导向，总的资源化利用率不足5%，处置技术处于1.0向2.0过渡期，与欧美、德、日等发达国家80%的利用率有很大差距。1.0与2.0这两种模式产品单一、附加值低，未处置的建筑废弃物堆放占用大量土地资源，对土壤、水、大气的环境危害严重，且影响人类的生活健康。

注——1.0模式以填埋與现场移动设备处理为主，主要产品品质低劣，处置过程污染严重，没有形成被市场认可的商业模式。2.0模式生产砖、合格的骨料、无机料等，资源化率低于80%，且未被资源化的部分对环境而言极易导致较为深远的影响。

经大量深入的工程案例调研，建筑废弃物所含的渣土、碎石块、废砂浆、砖瓦碎块、混凝土块等各组分的固体废弃物，经过一定有效的工艺处置加工后，获得再生骨料、道路用再生无机结合料、再生建筑微粉、再生砂浆、再生水泥砖砌块、以及木醋液等等几十种系列再生材料与再生产品，品质可靠、绿色环保，并在实际工程应用中效果良好。这对缓解当前环境与资源带给国内社会的双重压力意义重大，不仅能够有效的节约资源、节省土地，由于增量与存量的巨大，建筑废弃物资源化处置易于形成新的节能环保产业，成为新的经济增长点。

目前我国建筑废弃物处置企业全国各地总共有80余家，在各地方陆续出台以及政府的管理与引导下，基本的生产规模和投资规模有一定保证，但在生产线设计和装备水平上，由于缺乏总体工艺设计的标准支撑，不少企业没有“整体工艺设计”的概念，对建筑废弃物组分分析不够透彻，设计中缺乏科学的物料平衡计算，工艺设计上存在技术缺陷，产品质量不稳定，环境污染问题严重，这些因素直接导致整体资源化率偏低，相同规模的生产线投资从几百万、几千万甚至上亿元不等，企业对工艺设计与装备水平的忽视，直接导致了建筑垃圾资源化行业发展缓慢。

建筑废弃物资源化行业缺乏系统有效的管理，且生产线设计较为复杂，对功能化与系统化要求高，生产的再生产品覆盖骨料、混凝土、砂浆、砖、路基土、轻集料、有机衍生物等多个领域，其技术指标繁多，各系统之间多有交叉，工艺设计就显得尤为重要。

综上所述，有必要对我国建筑废弃物资源化处置行业近二十年来的研究成果、实践经验进行总结，并参考国外的先进技术，编制中国的建筑废弃物再生工厂设计标准，引导建筑废弃物资源化行业健康、有序的发展。

二、标准编制情况介绍

1.国家相关法规政策研究

与建筑废弃物处置有关的国家相关法规政策研究文件是

《中华人民共和国环境保护法》（2014 年4月24 日），

《中华人民共和国大气污染防治法》（2000 年4 月1 日），

《中华人民共和国水污染防治法》（2008 年2 月28 日），

《中华人民共和国清洁生产促进法》（2012 年2 月29 日），

《水泥工厂设计规范》（GB 50295-2016），

《水泥工业大气污染物排放标准》（GB 4915-2013），

《大气污染治理工程技术导则》（HJ 2000-2010），

《生产过程安全卫生要求总则》（GB l2801-2008），

《水泥工厂职业安全卫生技术规范》（GB 50577-2010），

《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012），

《供配电系统设计规范》（GB 50052-2009）。

2.行业调研情况

在标准编制过程中，编制组开展了国内建筑废弃物资源化处置行业现状调研，走访了河南、深圳、上海、河北邯郸、都江堰等地的处置企业进行深入走访调研，重点针对建筑废弃物资源化处置企业工艺设计单位、装备制造企业、以及建筑废弃物处置相关行业协会等单位进行实地和电话调研，并征求各大、中型建筑废弃物处置企业的意见和建议，起草标准稿。

三、标准主要内容及解读

1.标准主要内容

标准的主要内容包括总则、术语、基本规定、总图运输、建筑废弃物处置、再生产品生产系统、信息化与自动化、辅助生产设施、公用工程、节能、环保以及劳动安全与职业健康，总共12章内容。

2.标准要点解析

（1）总则与术语 总则主要对建筑废弃物工厂设计中需要遵循国家政治、经济、环境等总体发展要求，以实现建筑废弃物处置行业的“无害化、资源化、减量化”为目标，确保生产活动安全可靠 、技术先进、经济合理、清洁环保、节能减排而提出的总体性要求。其中，“安全可靠、技术先进、经济合理、清洁生产、节能减排”是工厂设计应贯彻的方针。“安全可靠”是工厂建设和生产的前提;“技术先进”是建筑废弃物资源化产业可持续发展的技术条件，资源化利用率是衡量建筑垃圾处置再生技术水平的首要核心指标;“经济合理”则是在满足环保和生产效益基础上;“清洁环保、节能减排”是建筑废弃物资源化产业发展的环境要求。

工厂设计中生产工艺与装备的选用直接决定了建筑废弃物再生工厂的资源化率水平。建筑废弃物因受原有建筑结构直接影响导致成分复杂，极具区域特性，在规划设计废弃物再生工厂时，应将当地建筑垃圾存量特性以及老旧、拆迁建筑物特点作为首要考虑因素，且应经综合效益和市场需求的分析研究，选用先进、适用、经济、可靠、高资源化率的生产工艺与装备。因此，标准提出，新建建筑废弃物工厂设计应符合所在地区总体规划，并应结合当地建筑废弃物存量、增量的情况，因地制宜，进行经济技术分析确定。

术语中对建筑废弃物、建筑废物再生工厂、再生处置过程中产生的中间产品以及处置工艺中特定的名字进行术语规定。

（2）基本规定 基本规定中首先提出，建筑废弃物再生工厂设计应对处置区域内建筑废弃物进行组分分析。建筑废弃物按来源分为五类：以砖-混结构为主的建筑废弃物，以混凝土结构为主的建筑废弃物，装修建筑废弃物，工程建设施工过程中产生的建筑废弃物，路面拆除产生的建筑废弃物。建筑废弃物依据来源的不同，工艺流程选择不同，设备选型不同。设计时考虑废弃物来源并参照表1估算建筑废弃物总量与各组分比例，综合再生产品设计方案，确定工艺流程，进场的建筑废弃物须经过工厂各处置环节后全部资源化为再生产品，达到废弃物入厂与资源化产品出厂的组分平衡。不进行组分分析，则无法对各组分进行量化，设备选型就会缺乏依据，亦无法准确地确定再生产品种类，再生工厂设计结果则不能适应区域内建筑废弃物特点。

此外，建筑废弃物再生工厂设计也应对各组分提出相应的处置方案。这是因为，建筑废弃物再生工厂作为环保类企业，其自身不能对外排放废弃物。在工厂设计阶段，对工厂处置的建筑废弃物任何组分都应给出成熟的处置工艺，来实现废弃物经过加工转化为再生建筑材料或制品的过程，这些方案包括但不限于无害化处置、资源化处置等。而若建筑废弃物中的某组分未在设计中给出相应的处置方案，则该组分仍为废弃物状态，排放即会对环境造成不良影响。

标准提出，根据工艺系统配置将建筑废弃物再生工厂资源化水平分为三类，见表2。

这是因为，建筑废弃物再生工厂的资源化水平主要取决于能否达到废弃物进厂与资源化出厂的組分平衡。预处理、分选分离、破碎筛分是再生工厂前端处置的必要环节;建筑废弃物中包含的大量废混凝土块、废砖瓦、渣土、废石等组分经处置后，通过再生混凝土、再生干混砂浆、再生建筑微粉、再生砖（砌块）、再生无机结合料等系统加工成为再生产品，再次投入使用;建筑废弃物中轻物质的分选与再利用是目前国内资源化处置的难题，轻物质的处置与再利用能够提高建筑废弃物的资源化率达到近似100%;考虑中小规模企业初期投资有限，可作为备选工艺;骨料整形系统能够提升再生骨料品质，有助于提高下游再生建材性能。信息化与自动化建设有助于企业形成规模化联动作业，从而提高生产效率。当建筑废弃物再生工厂与生活垃圾焚烧厂建在一起时，应考虑与生活垃圾焚烧厂协同处理。

（3）建筑废弃物处置工艺要点 根据废弃物来源与组分、产品方案、设计规模等，将建筑废弃物工厂处置工艺设计为预处理、分选分离、破碎筛分、骨料整形、轻物质资源化等工艺系统。其中，必须设计轻物质分选工艺，这是因为，建筑废弃物经分选分离等工艺处置后得到的物料中不允许含有轻物质。一方面，这些轻物质易产生有毒、有害物质，造成环境污染，另一方面，这些轻物质也会对再生材料的品质产生较大影响。因此无论是无害化处置、还是资源化处置建筑废弃物，都必须将其中的轻物质分拣出来。

此外，处置工艺应根据市场对产品质量的要求选择是否整形。这是由于，随着混凝土强度等级与其他性能要求的提高，对骨料粒径、粒型及表面状态要求越来越高，骨料产品优质化是混凝土原材料发展的必然趋势。

在设备选型环节，也提出了物料平衡计算、绘制质量流程图、物料平衡表的要求。主要是因为，物料平衡是计算建筑废弃物处理过程中全部废弃物及处理过程的产物（骨料、粉体、金属、土、轻物质等）之间的平衡关系。设备选型是根据物料平衡计算的结果确定的，并应根据产品单位时间（t/h）产量的物料平衡情况和设备的生产能力来确定所需设备的型号、规格、台数。

砖混分离系统应根据再生产品对再生材料的质量要求选择。当再生骨料用于生产结构混凝土时，分选分离工艺流程应包括砖混分离系统，且规定砖混分离效率不应低于85%。这是因为，以砖为主的建筑废弃物加工得到的骨料，其吸水率大、压碎指标值高，用在混凝土里对混凝土的施工性能与力学性能等有不利影响。大量试验表明，再生骨料用于混凝土中特别是强度等级较高（C30及以上）时，再生骨料中砖的含量不应超过15%。

注——砖混分离效率，是指被分离出来的砖在被分离建筑废弃物总量中所占的百分比。

在破碎筛分工艺中，规定必须设置除铁工艺。这是因为，为提高再生材料品质，同时为防止建筑废弃物中的废金属对后续工艺设备安全造成不利影响，破碎工艺后必须进行除铁。另外，含金属的再生骨料作为混凝土原材料夹杂在混凝土中，对建筑构筑物的耐久性有极大的影响。

（4）再生产品生产系统 按照95%资源化水平，经处置再生后的再生产品有再生混凝土、再生干混砂浆、再生建筑微粉、再生砖、砌块、道路用再生无机混合料、轻物质资源化产品等。其具体规范要求如下。

①再生混凝土系统总体上参照《建筑施工机械与设备 混凝土搅拌站（楼）》设计。对胶凝材料的称量系统提出“应设置专用、独立的储存-供料-称量系统，以及粉料预均化设施;

②⑤对再生干混砂浆系统提出，应设置再生建筑微粉仓。

③对再生建筑微粉系统提出，再生建筑微粉生产工艺的前端应设置除铁系统;这是由于进场的建筑废弃物本身含有一定量的废金属，经过破碎、分选分离等工艺处置后，进入再生建筑微粉系统的物料中极易混入铁质物件，一旦进入研磨设备后，将对磨机中的减速机、辊盘等重要部件造成损坏，导致磨机无法正常工作。因此再生建筑微粉生产工艺的前端应设置除铁装置。

④对原料储存仓的仓顶和仓底物料输送提出，其转运点必须设置收尘装置，本款为强制性条款。原因有两点，一是原料储仓的容量主要是为了满足再生建筑微粉系统连续运转需求，起缓冲作用，仓容不应小于磨机3h～4h的喂料量是目前行业内大多数的经验取值，对于大规格磨机在布置上有困难时可适当降低仓容。二是原料储仓为非标制件，一般通过增加振动装置、流化板装置、放大锥斗角度等消除物料下料不畅等问题，对于大规格磨机在布置上有困难时可适当降低仓容。由于建筑废弃物来源复杂和广泛，若水分大了容易造成堵仓，因此制定此款。湿粘物料宜采用浅仓，并加大出料口的长宽比，浅仓锥壁倾角应根据物料粒度确定;宜在仓壁铺设防粘、耐磨材料。对于钢板仓，宜根据物料含水情况在锥壁上加设仓壁振动器。原料入仓和出仓处易产生粉尘外泄，造成粉尘污染，恶化生产操作环境，影响周边空气质量。一般采用单机脉冲布袋收尘，以此避免生产区粉尘污染。

3.标准创新

标准首次提出资源化水平的理念，并以目标资源化率95%的设计目标布局处置工艺，将处置工艺分为两段，一段主要为进场废弃物处置，包含预处理、分选分离、破碎筛分系统，另一段再生制造，將经过处置后的中间产品再经配制生产获得再生终端产品。再生制造工艺分为再生混凝土、再生干混砂浆、再生砖、再生无机结合料、信息化与自动化、骨料整形、轻物质资源化、再生建筑微粉等八大系统。企业可依据资源化水平目标选取再生制造工艺的一种或几种。

四、标准实施建议

本《标准》是建筑废弃物资源化处置行业首次制定的设计标准，各项指标是按照平均先进、适当超前的尺度确定，随着我国对工业大气污染物排放标准的升级，以及建筑废弃物资源化产品种类的愈加丰富、工艺技术的不断提高，《标准》还有待于实施后的验证。本《标准》发布后，还需对新技术、新工艺进行跟踪调研，及时掌握行业发展特点和影响因素，为今后的修订提供依据。

五、结论

通过对建筑废弃物再生工厂工艺、产品、项目建设等方面的调研、统计、分析，依据现有工厂设计标准，结合建筑废弃物处置再生行业国家的政策导向、废弃物处置行业未来的发展方向，严格按照住建部国家标准制定过程及质量要求，编制组历经4年，反复研讨交流论证，最终制定出广泛、适用、且可操作性强的首部“建筑废弃物再生工厂设计标准”。使得项目建设过程中设计单位有据可依，政府监管部门亦有监管依据。标准能够更好地推动建筑废弃物处置资源化水平的整体提升，并为建筑废弃物处置行业的健康发展提供重要保障。

参考文献：

[1]GB51322-2018，《建筑废弃物再生工厂设计标准》[S].