基于绿色发展理念的建筑垃圾源头减量规划研究

2022-03-29 03:16:34荣玥芳张新月孙晓鲲
北京建筑大学学报 2022年1期
关键词:源头垃圾规划

荣玥芳, 张新月, 张 典, 孙晓鲲

(1.北京建筑大学 建筑与城市规划学院, 北京 100044; 2.比利时鲁汶大学 工程技术学院, 布鲁日 8200)

城镇化浪潮的席卷、城市更新的推进及由此产生的“更新副产品”建筑垃圾正使城市遭受不可忽视的围城困境。存量优化时代,建筑拆除、改建、新建同步推进,并且随着我国城市化进程的加快,建筑更新占比会逐渐增多,在此过程中,大量建筑拆除的垃圾及建筑装修垃圾不断产生。《2016年建筑业发展统计分析》报告中指出:“房屋施工面积完成量达到126.442亿m2,同比增长1.98%。”由于城镇化、居民生活需求,20世纪50—70年代的建筑在未来将迎来一波更新改造高潮。根据《地震灾区建筑垃圾处理技术导则》中有关建筑拆量与建筑垃圾产生量之间关系的表述,未来10年将会是建筑垃圾数量的大爆发期。

针对建筑垃圾围城的困境,源头治理是大势所趋。我国建筑垃圾资源化利用率较低,主要还是通过填埋进行处理,此种方式占用土地资源的同时容易释放有害气体,严重阻碍生态城市的建设。大规模的房屋建设和基础设施建设对天然资源大量消耗,促使作为建筑材料的天然砂石等不可再生资源日趋匮乏,有些地区几近枯竭。然而,现阶段建筑垃圾的治理方式主要集中在末端治理,即事后的回收利用,缺乏源头减量的治理模式[1]。源头减量治理的缺乏,直接导致大量的建筑垃圾需要现场进行处理,这不仅降低建筑垃圾资源化利用的效率,同时现场处理手段也难以保证再生产品的质量。由此可见,建筑垃圾源头减量化治理已经迫在眉睫。

建筑垃圾给城市规划与可持续发展带来了多方面的挑战,而绿色发展理论为建筑垃圾治理提供了有效的理论与技术支持。随着时代的演替,绿色城市发展成为城市建设的主旋律。绿色循环经济体系的建立,给城市发展提出新的要求:城市发展的前提应与环境承载力相适应。提高建筑垃圾减量化水平是城市健康、可持续发展中不可缺少的一部分,提高建筑垃圾减量化水平刻不容缓。

在建筑垃圾治理上,日本、法国、新加坡等国家都明确了垃圾治理不同阶段的处理举措[2-3],而我国尚存在不足之处。国际上从垃圾的全过程管控来进行减量化治理,并指出源头减量是建筑垃圾治理的首要环节和关键环节,末端的资源化利用是重要举措,而填埋是建筑垃圾治理的辅助手段。我国虽认识到源头减量在建筑垃圾治理中的重要性,但所采取的举措在一定程度缺乏实操性。在源头减量化治理上,存在3个方面的问题:顶层设计不完善,缺乏专项规划等法定规划的精细化引导致使实操性较差;监管体制不甚完善,缺乏法律法规标准的管控;理念贯彻不深入,可指导性较弱。

本文将在梳理日本、法国、新加坡建筑垃圾源头减量规划研究的基础上,从城市规划角度,探讨将建筑垃圾源头减量纳入法定规划体系、构建实施保障机制以及深入贯彻绿色发展等理念的具体策略,以期在规划层面提高建筑垃圾源头减量的效率与质量。

1 概念解读

1.1 建筑垃圾

由于建筑垃圾组成成分复杂、涉及面较广,因此,关于建筑垃圾的概念国内外现阶段尚未达成一致的表述(表1)。根据CJJT 134—2019《建筑垃圾处理技术标准》规定,建筑垃圾是指拆除垃圾和装修垃圾以及工程渣土等5类垃圾的总称,但不包括经检验、鉴定为危险废物的建筑垃圾[4]。

表1 国外关于建筑垃圾的界定及主题词

1.2 绿色发展理念

绿色发展是实现高效率、可持续、促和谐的重要发展方式,是实现生态保护的重要支柱[8]。提高建筑垃圾减量化水平,是保护生态环境,实现城乡绿色发展必不可少的一部分。

1.3 源头减量规划研究

源头减量最早由国外学者提出,相对于传统的末端处理而言,是一种以预防为主要思想的治理模式,在规划层面进行有效的引导是其主要思想,源头预防是其主要手段。

本文所述的建筑垃圾源头减量规划研究是指在建筑垃圾全过程规划管理理念下,针对源头减量中的规划层面的治理,即通过国土空间总体规划引导、详细规划管控、专项规划编制等措施,实现建筑垃圾规划有效治理的目标(图1)。

图1 建筑垃圾源头减量规划研究示意Fig.1 Schematic diagram of construction waste source reduction planning

2 建筑垃圾源头减量规划现状研究

本文对CNKI、Web of Science所含的文献进行整合,形成关于国内外相关研究的科学分类。从图2~图3中可以看出,当前建筑垃圾源头减量化相关研究的中文文献主要集中在工程科技领域,在经济与管理科学领域也略有分布,其中工程科技的文献数量最多,占据绝对优势的地位,而城乡规划领域发文数量仅占据很少的一部分。外文文献以工程技术、生态环境与科学等领域为主,与材料科学、住房建造技术等相关领域的联系比较紧密,与城乡规划学相关度高的区域与城市规划等学科的联系相对薄弱。由此可见,从规划的视角研究建筑垃圾减量化在未来有广阔的前景。在现有的研究中,规划层面建筑垃圾源头治理尚存在不足之处。

图2 中文文献学科分类Fig.2 Classification of Chinese literature subject

图3 外文文献学科分类Fig.3 Subject classification of foreign literature

2.1 规划体系联系弱,实操性较差

2020年新版《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》中明确指出:抓紧源头减量,制定涵盖处置消纳设施合理布局在内的防治规划是治理建筑垃圾的重要举措。然而,在规划层面,现有的建筑垃圾源头减量涉及此项的内容较少。黄迎峰[9]指出在城市环境卫生工程专项规划中,编制都着重于垃圾收集站、垃圾转运站等设施的布局。而对于垃圾中的生活垃圾、固体废弃物、建筑垃圾等具体到下一层级分类的设施并未做出规定。钟茂初认为以发展的眼光制定规划是解决建筑垃圾问题的重中之重,否则,成堆的建筑垃圾,会影响生态文明的建设,他建议建设部门需将“建筑垃圾治理规划”纳入经济社会中长期发展规划中,以此提高建筑垃圾治理的指导性[10]。此外,可通过将建筑垃圾减量化融入各级规划目标中来强化规划的实操性,如控制性详细规划中的强制性指标。

2.2 监管体系不完善,保障力度低

魏秀萍等[11]指出建设单位将项目转交到施工单位时,建筑垃圾的处理将处于被动的地位。北京市专家胡功群认为,部门监管力度低,源头阻断建造举措的缺乏是导致建筑垃圾产生的原因之一,因此,减量化治理需要从建造源头进行控制[12]。事前行政执法、管控力度低下,导致建筑垃圾减量化治理只能进行末端处置,给建筑垃圾源头阶段的管控带来了极大的障碍。鲁官友[13]指出从源头减少建筑垃圾的产生,需要完善的法律法规及强有力的规划体系加强保障。我国在建筑垃圾专项法规、标准等方面存在巨大空白,特别是建筑垃圾源头减量方面的标准更是少之又少,缺少一套相关的标准对建设工程进行从设计到落地施工的全流程指导。政府、企业、社会各方的责任不明,为建筑垃圾产生源头的确定带来了巨大的困难,进而影响到建筑垃圾后续的收集、处置等环节,从而对建筑垃圾的治理形成阻碍。

2.3 理念贯彻不深入,可指导性弱

郑烽亮[14]认为提高建筑垃圾减量化效率和质量,绿色发展理念的深入贯彻是行之有效的方法之一,如此可有效降低建筑垃圾污染程度。《关于推进建筑垃圾减量化的指导意见》中,明确指出提高建筑垃圾的处理效率,就要持续在策划到施工的源头减量流程中融入绿色发展的理念。魏秀萍等[11]在建筑垃圾管理对策中指出要改变设计理念,实现“源头节流”的处理,并将设计理念贯穿始终,而并不仅限于最初的项目设计阶段。符晓[15]认为现有施工建造方式缺乏指导,规划中并未贯彻绿色发展理念,主要表现在装配化施工、预制构件的低使用率上。施工中一旦出现“错漏碰缺”等问题则难以及时弥补,降低资源利用率。总而言之,源头减量的不足难以推进工程建设可持续发展。郭建淼[16]指出建筑垃圾治理较为综合复杂。现有治理中,由于政府管理部门涉及较多,导致建筑垃圾治理出现职能交叉的问题。而现有的建筑垃圾治理体系并未应用协同治理理念,是导致此问题出现的其中一项原因。

3 国际经验借鉴

我国相较于一些国家来说,对于建筑垃圾的研究时间不足,认识不充分,亟须借鉴国外经验。日本、法国、新加坡等国家在建筑垃圾源头减量方面积极探索,落实空间规划,开展科技研发,编制相关法律法规,强化设计理念,加强建筑垃圾源头减量化治理。

3.1 绿色设计:规划体系有效引导

日本资源稀缺,在相关规划引领下,从源头削减建筑垃圾。日本的城市公共设施规划和城市开发计划从源头预防建筑垃圾的产生:在城市公共设施规划中确定了建筑垃圾减量化控制指标和处置消纳设施的选址和布局,在城市开发计划中明确建筑垃圾治理目标和资源化利用方式[17]。此外,在上位规划的指导下,各分区编制因地制宜的“废弃物处置利用规划”,在规划中需明确建筑垃圾预测量、治理环节的战略目标、控制指标、设施规划布局等主要内容,为下一层级各地区编制的建筑垃圾分类收集专项规划提供规划依据。

法国污染防治和风险局鼓励各区分别制定因地制宜的建筑垃圾处置计划,从源头削减建筑垃圾,并在全国和大区2个层面制定垃圾预防和管理总体规划,如在全国层面制订“全国预防垃圾产生规划”(PNPD),该规划制定后由环境部门负责执行,以此实现部门之间的协同管理;在大区层面制定内容更加广泛的“有关规划·可持续发展与领土平等的地区行动计划”(SRADDET),并提出战略规划目标和方向(图4)。2012年,建筑垃圾行动计划(BAZED)的实施,意在设计阶段综合考虑建筑的各种性能来预防建筑垃圾的产生,如可拆装性及再利用的可能性,从源头做到绿色设计。

图4 建筑垃圾治理规划体系Fig.4 Construction waste control planning system

3.2 绿色监管:法规政策加强治理

日本资源匮乏,非常重视建筑垃圾的源头减量,不仅有相关规划引领,还有完备的法律法规体系保障。日本建立了基本法、综合法、专项法三维度协同监管的法规体系。1997年制定的《建筑副产物再循环推进计划》首次提出从源头控制建筑垃圾产生;2014年颁布的《建设回收利用计划2014》明确制定了建筑垃圾减量化相关指标和实施保障措施。

法国同样重视建筑垃圾减量化,在法规政策方面采取了系列措施加强治理。1992年实施《垃圾处理与材料回收利用法》之后,建筑垃圾源头减量成为一项强制性的义务。在2014年通过的《绿色发展能源过渡法》明确规定:国家建造道路所用材料中,建筑物拆除和改建所产生的副产品占60%;建立建筑垃圾治理专用的网络,实施全流程监管。法国在施工阶段借助3D模型和BIM技术,协调项目有关方的设计,最大化实现绿色设计。

3.3 绿色理念:设计理念深入贯彻

法国在建筑垃圾治理层面,实施政府负责、多主体协同治理的体制,深入贯彻协同治理理念。日本拥有较高的建筑垃圾资源化利用率,通常将老旧小区更新改造产生的建筑垃圾就地消纳,以此保护环境,提高经济效益。

新加坡主要从源头采取措施降低建筑垃圾的产生量,在相关的治理措施中坚持以可持续为核心的“绿色发展”理念,其中鼓励建造绿色建筑的《绿色建筑标识计划》,大力执行可持续发展思想,《建筑控制条例》提出了最低限度的可持续标准[18]。在设计施工阶段,加强绿色发展理念的深入贯彻,并鼓励建筑设计使用可再生材料、预制材料,从而减少建筑在其生命周期中的资源消耗,弱化建筑垃圾对环境的影响。

3.4 经验总结

日本、法国、新加坡等国家在建筑垃圾源头减量规划层面有较为完善的研究。一方面,这些国家非常注重不同层面的规划与建筑垃圾治理的对接,落实跨学科交叉治理;另一方面,在法规政策的引导下,充分发挥技术优势,实现智慧治理。除此之外,更加注重设计理念的深入贯彻,将绿色发展、协同治理等理念深入贯彻到建筑垃圾治理中,值得我国在实施建筑垃圾源头减量规划层面治理的过程中选择性学习与参考性借鉴。

4 实现建筑垃圾源头减量规划治理

城市规划管理对于建筑垃圾的源头减量化研究具有重要价值。在规划层面进行建筑垃圾减量化工作,更加有利于从上层做出指导,从源头控制污染比末端治理更为有效,是解决建筑垃圾围城问题的重要途径,对于城乡绿色发展具有重要意义。

4.1 体系引领:将源头治理纳入法定规划体系

将建筑垃圾治理纳入法定规划体系,从总体规划、详细规划、专项规划各个层面对建筑垃圾治理工作进行引导和管控(图5)。

图5 建筑垃圾纳入法定规划框架Fig.5 Construction waste included in the statutory planning

4.1.1 总体规划层面的引导

在国土空间总体规划编制的过程中,应该根据建筑垃圾产生量和设施处理能力等,加入建筑垃圾源头减量化相关内容,如把建筑垃圾综合利用率、无害化处理率等指标纳入国土空间总体规划的城市建设指标当中。并且在建筑垃圾减量化指标的选择及数值确定时,合理估算建筑物的建设量和拆迁量,从而提出合理的调控策略,如建筑垃圾减排、建筑开挖剩余渣土减排等目标的制定。此外,由于建筑物使用年限与城乡发展建设不同步,致使城乡发展目标的调整会导致建筑垃圾的产生。基于此,在总体规划编制阶段,要融入绿色发展理念,保证设施用地的合理布局,尽量减少后期配套设施的拆改建,从而延长建筑的使用寿命。总体来看,即从宏观层面明确建筑垃圾减量化的目标、因地制宜确定减量方案并科学布局处理设施,以做到建筑垃圾的源头减量。

4.1.2 详细规划层面的管控

一方面,在编制控制性详细规划时,将总体规划阶段确定的目标进行细化分解后纳入指标体系之中,并对建筑垃圾处理设施,如转运站、消纳场等设施的用地边界和用地面积进行科学合理的划定及分配,纳入城市黄线管控图则内,在城市设计引导中,提倡建造绿色建筑,从源头减少建筑垃圾的产生量;另一方面,在修建性详细规划阶段,加强对建筑垃圾处理设施周边环境及运输线路的分析,合理规划场地的布局、绿地设计等内容,并加强后期审查工作,以此指导具体的开发建设活动。通过详细规划阶段的定性、定量、定位和定界的控制与引导,常态化建筑垃圾源头减量治理。

4.1.3 专项规划层面的保障

编制建筑垃圾专项规划可为源头减量工作的推进提供保障。编制过程中需对编制原则、产生量的合理预测、处置消纳设施的合理布局、实施保障措施的制定等具体内容做出明确的规定。除建筑垃圾专项规划外,在其他专项规划编制中也应考虑建筑垃圾源头减量化治理的内容,如在交通运输规划中对建筑垃圾回收车停放、建筑垃圾收集运输道路的宽度等应给与具体安排。在城市生态与环境规划中的管理指标中囊括建筑垃圾排放指标,并实时分析环境影响评价。专项规划层面的保障,可进一步有效提升建筑垃圾治理水平。

4.2 实施保障:构建“平台- 技术- 标准”一体化机制

在建筑垃圾源头减量化治理的过程中,需要构建实施保障机制,从而全面有效的保证规划的顺利执行。在信息化、科技化、法制化的时代,智慧平台的构建、创新技术的带动、导则标准的助力可以提高建筑垃圾源头减量规划治理的效率及质量(图6)。

图6 建筑垃圾实施保障机制Fig.6 Construction waste guarantee mechanism will be implemented

4.2.1 智慧平台预防源头产生

国家或有关行业部门加大资金支持,构建一个既可对城乡既有建筑进行有效评估,合理预测拆除量,同时也可以实现建筑工地、运输车辆、消纳场两点一线动态管控的信息平台,辅助有关部门对建筑垃圾源头产生进行监管。HU等[19]对建材使用过程的跟踪的启发,认为在建筑垃圾运输车辆上安装定位设备,对其运行轨迹进行全程监控,实现违规道路遗撒的追溯,不仅可以有效辅助智慧平台构建,还方便有关部门及时查处违法现象,为建筑垃圾治理提供数字依据。此外,在平台构建的过程中,要考虑数据安全性、电子地图精准性等内容。

4.2.2 创新技术带动源头减量

国家应鼓励行业、高校、企业统筹发展,建立“政产学研金用”的技术创新联盟,加大关键技术投入研发力度,协同攻关,解决建筑垃圾源头减量化治理的技术难点。例如,政府与阿里云合作,开展重要能源在线检测和大数据分析,探索固废源头减量新路径。对建筑垃圾源头减量治理而言,优化建筑垃圾治理工艺,研发核心设备,能起到事半功倍的作用。又比如在磁选、风选、水选等除杂工艺的基础上,扩展原材料的广泛利用性,可将占比较大的渣土废弃物进行分选处置;提升设备在使用过程中的灵活性与稳定性,方可生产高附加值的产品。

4.2.3 导则标准助力源头消减

我国虽有《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》《关于推进建筑垃圾减量化的指导意见》等法规政策引导建筑垃圾治理,但类似《城市居住区规划设计标准》等指导施工单位、政府管理机构、监督机构实施具体行动的导则标准却并未出台。如何将上述政策文件理念具体化,增强其引导性,将建筑垃圾转变为高附加值的绿色建材产品,服务于绿色城市建设,是行业发展的重中之重。因此,编制建筑垃圾减量化导则非常重要,是实现源头减量与市场对接的有效手段。导则的制定应充分考虑城乡规划领域中建筑垃圾的源头减量规划治理、分类管理、处置消纳场地的预留与管控、就近资源化利用、排放控制处理工作等具体内容,以便进一步指导建筑垃圾处理专项规划编制工作。

4.3 理念助力:贯彻绿色发展存量更新理念

4.3.1 绿色发展

建筑垃圾绿色治理,是加快去碳化进度的重要举措。在规划阶段,应确立绿色发展目标,制定生态防治策略并纳入规划体系中;在设计阶段,要将绿色发展和可持续发展贯彻到底,考虑“本土性”“生态性”,尽可能就地取材;在施工阶段,为减少建筑垃圾的产生量,推荐使用预制装配式构建,建造绿色建筑,并将产生的建筑垃圾就地使用,如景观中的堆山造景等工程。从而减少建筑垃圾在运输中产生的污染。

4.3.2 存量更新

拆除垃圾是建筑垃圾主要来源之一,其中老旧小区、违规搭建等建筑物的拆除会滋生大量的建筑垃圾。各类建筑均有其自身的使用年限,使用程度超过可承受范围时,将会对使用者造成严重的影响甚至致命的危害,鉴于此,鼓励未超过使用年限的建筑物进行更新改造处理,通过局部的微更新满足使用需求,降低拆除垃圾的数量。在更新改造过程中产生的建筑垃圾,尽量在处理后就地利用,如景观生态土壤、景观墙体、地面铺装的应用。

4.3.3 协同治理

首先,建筑垃圾治理涉及众多部门,各部门各行其是,不仅造成事权杂糅,而且降低了建筑垃圾源头减量化治理的效率和质量,因此,鼓励各部门、多方力量共同参与,实现信息共享,政策互通,协同治理。其次,建筑垃圾源头减量化治理涉及城市规划、建筑、施工、管理等多领域,借鉴国际先进技术理念,结合国内外技术前沿,多行业协同研发可供多产业、多行业协同利用的设备,形成产业间深入融合,推动跨行业协同利用。

5 结论

1) 从绿色发展的视角,总结归纳日本、新加坡、法国在建筑垃圾源头治理规划层面采取的系列举措,丰富了建筑垃圾源头减量化的研究。国外发达国家关于建筑垃圾源头减量的举措包括3个方面。首先,将空间规划与之进行有效衔接,对建筑垃圾源头减量化战略目标、控制指标、处置消纳设施选址布局等进行了明确的规定;其次,通过在国家、地区不同层面颁布法规政策,借助BIM等技术支撑,加强建筑垃圾源头减量监管;最后,融入绿色发展、协同治理理念,大力推广绿色建筑,鼓励建筑设计使用可利用、预制材料,实施政府负责、多主体协同治理的体制。

2) 借鉴国外经验,在结合我国建筑垃圾源头减量规划治理不足的基础上,提出可提升建筑垃圾源头减量规划管理水平的策略。首先,将建筑垃圾源头减量化治理工作与法定规划体系相联系,在总体规划阶段明确建筑垃圾减量化目标、科学布局处理设施;在详细规划阶段,细化总规目标后将之纳入控制性详细规划指标体系中,并将处置消纳设施并入城市黄线管控内;此外应编制建筑垃圾减量化专项规划,并在交通运输规划等专项规划中体现建筑垃圾源头减量化措施。其次,以实施保障机制为抓手,一方面优化建筑垃圾治理技术,构建数字化智能平台,另一方面,编制《建筑垃圾减量化导则》,为建筑垃圾源头治理“保驾护航”。最后,在建筑垃圾源头减量化治理规划层面要深入贯彻绿色发展、存量更新、协同治理的理念。

3) 本文所总结的国外经验,研究的建筑垃圾源头减量规划策略可以普遍应用到建筑垃圾源头减量研究中,对城市建设部门开展决策,设计单位编制规划,促进绿色城市建设都具有一定的参考价值。

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