張 曄

0 引言

在各行各業(yè)中,建筑行業(yè)在人類對(duì)自然環(huán)境的影響方面扮演著重要角色。建筑業(yè)是典型的立足于消耗大量資源和能源的產(chǎn)業(yè),對(duì)環(huán)境產(chǎn)生極大的負(fù)面影響。因此全面掌握建筑如何與環(huán)境相互作用,是解決與之相關(guān)的環(huán)境問(wèn)題的基礎(chǔ),對(duì)促進(jìn)建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展有重要意義。

1 建筑行業(yè)的資源消耗

建筑是消耗一次性資源最嚴(yán)重的行業(yè)之一。建筑所涉及的消耗資源的過(guò)程包括施工、運(yùn)營(yíng)、改建、拆除、再利用,以及所用建筑材料、構(gòu)件和設(shè)備的生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝等。其所消耗的資源主要為鋼材、木材、水泥、玻璃和水。以所消耗的水資源為例,制造1 t干水泥粉需要3.6 t水,制造1 t鋼材則需要 300 t水。每年全球建筑用水泥和鋼材生產(chǎn)用水消耗量達(dá)200億t[1]。而按生存需要,每人每天2 L水估算,每年全世界人口只需水43.8億t。

在世界范圍內(nèi),建筑業(yè)占總原材料使用的40%,25%的原始木材(其中55%用于非燃料的伐木),16%的新鮮水資源[2]。對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家,例如美國(guó),它是一個(gè)高度發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó),基本建設(shè)和基礎(chǔ)設(shè)施在半個(gè)世紀(jì)以前就已形成規(guī)模,因此其建筑業(yè)主要是房屋、住宅建設(shè)。美國(guó)約有40%的原材料和12%的淡水用于商用和住宅建筑。在日本,每年建筑生產(chǎn)所消耗的資源量高達(dá)3億t左右,占全國(guó)物質(zhì)消耗總量的15%左右[3]。而我國(guó)則是世界上每年新建建筑量最大的國(guó)家,目前我國(guó)每年新建房屋建筑面積近20億m2(其中城鎮(zhèn)約12.7億m2),超過(guò)所有發(fā)達(dá)國(guó)家年建成面積總和[4],相當(dāng)于消耗了全世界40%的水泥和鋼材。

2 建筑行業(yè)的能源消耗

建筑總能耗一般包括建材能耗、建材運(yùn)輸能耗、建筑施工能耗、建筑運(yùn)行能耗、建筑拆除能耗。如建筑用的水泥,如果從生命周期的視角來(lái)看,從石灰石礦的開(kāi)采到燒制成水泥,水泥運(yùn)輸至生產(chǎn)廠家制成商品混凝土或成品建材,再應(yīng)用于建筑施工,這一過(guò)程需要消耗的不僅僅是石灰石,還有運(yùn)輸、加工、施工等過(guò)程中消耗的大量能源,以及對(duì)環(huán)境的影響。建筑建成之后,建筑的運(yùn)營(yíng)管理和建筑最后的廢棄處理或回收再利用,都需要消耗能源。

據(jù)估算,全球總能耗約50%屬于建筑總能耗。以美國(guó)為例,商用和住宅建筑正在消耗近40%的總能源、70%的電力,每年建筑能源消費(fèi)達(dá)2200多億美元。而在我國(guó),高能耗建材、高能耗建筑非常普遍。不僅已有的近400億m2建筑中98%為高耗能建筑,新建建筑物中96%以上也仍屬于高耗能建筑。我國(guó)每年單位建筑面積能耗量為發(fā)達(dá)國(guó)家的2倍～3倍,同時(shí)我國(guó)建筑耗能的效率僅為發(fā)達(dá)國(guó)家的35%左右。全國(guó)建筑材料和構(gòu)配件的生產(chǎn)、運(yùn)輸以及使用期用能占全國(guó)總能耗40%以上。很顯然,建筑及其相關(guān)行為消耗了全球近一半的資源與能源,建筑設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行、拆除的每一步均關(guān)系到有限資源的消耗和可持續(xù)利用[1]。

3 建筑與環(huán)境污染

3.1 溫室效應(yīng)

由于建筑行業(yè)能耗驚人,而能耗與二氧化碳的排放量息息相關(guān),因此建筑行業(yè)在全球變暖日益加劇的今天也扮演了重要角色。據(jù)統(tǒng)計(jì),約50%的CO2排自與建筑物相關(guān)的活動(dòng)。日本的調(diào)查結(jié)果表明,建筑業(yè)所排放的二氧化碳?xì)怏w是全國(guó)排放量的近40%[3]。CO2作為最主要的溫室氣體,它對(duì)全球溫室效應(yīng)是最主要的禍?zhǔn)?。全球氣溫上升的影響包括以下幾方?越來(lái)越多的高溫氣候現(xiàn)象和越來(lái)越少的低溫氣候現(xiàn)象的發(fā)生;冰雪覆蓋量的下降;氣候多樣性發(fā)生頻繁,極端氣候現(xiàn)象次數(shù)更多,強(qiáng)度也更劇烈。同時(shí)亞洲和非洲過(guò)去幾十年旱災(zāi)頻率和嚴(yán)重程度一直在增加;氣候改變引起的傳染病例也開(kāi)始增多;海平面在過(guò)去100年中平均上升了0.1 m～0.2 m;氣候變化可能對(duì)澳洲的大部分植物和動(dòng)物會(huì)產(chǎn)生戲劇性的影響[6]。

3.2 大氣污染

40%的導(dǎo)致酸雨的二氧化硫也由建筑行業(yè)產(chǎn)生[2]。酸雨的危害包括破壞森林生態(tài)系統(tǒng),改變土壤性質(zhì)與結(jié)構(gòu),破壞水生生態(tài)系統(tǒng),腐蝕建筑物和損害人體的呼吸道系統(tǒng)和皮膚。

同時(shí)建筑行業(yè)產(chǎn)生了50%的氟氯烴,是導(dǎo)致臭氧層空洞的主要因子。據(jù)報(bào)道,臭氧的濃度每減少1%,短波長(zhǎng)紫外線輻射將增強(qiáng)2%,皮膚癌的發(fā)病率提高2%～4%,白內(nèi)障患者將增加0.3%～0.6%。過(guò)量的紫外線輻射還會(huì)削弱植物光合作用,并可能使低空大氣變暖,并加劇由二氧化碳量增加導(dǎo)致的溫室效應(yīng)。

此外,在水泥、石棉等建筑材料生產(chǎn)和運(yùn)輸過(guò)程中,大量粉塵產(chǎn)生;化學(xué)建材中塑料的添加劑、助劑的揮發(fā);涂料中溶劑的揮發(fā),粘結(jié)劑中有毒物質(zhì)的揮發(fā)等,都對(duì)大氣帶來(lái)各種污染[7]。

3.3 水污染

水泥生產(chǎn)及化學(xué)建材生產(chǎn)企業(yè),如:塑料、冶煉、油漆涂料、粘結(jié)劑等企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中,超標(biāo)廢水大量排放,造成了水體污染。建筑工地混凝土攪拌廢水堿性偏高,pH大約12～13,還夾雜有可溶性有害的混凝土外加劑。部分裝修垃圾含有廢油漆、廢涂料、膠粘劑等有毒有害成分隨雨水向地下滲透;還有窯灰和廢渣亂堆或倒入江湖河海,造成水體污染[8]。

3.4 固體廢棄物污染

建筑行業(yè)產(chǎn)生的固體廢棄物污染主要是指建筑垃圾。建筑垃圾是一些廢棄的建筑原材料、建筑半成品和建筑原材料的包裝物,包括在施工中剩余混凝土;舊建筑物拆除中的玻璃纖維、陶瓷廢渣、金屬、石棉、石膏;裝飾裝修中的塑料、化纖邊料等。建筑垃圾具有排放量大、面廣、較難以降解等特點(diǎn)。據(jù)估算,每1萬(wàn)m2建筑,產(chǎn)生建筑垃圾600 t,每拆 1 m2混凝土建筑,就會(huì)產(chǎn)生近1 t的建筑垃圾[7]。建筑垃圾長(zhǎng)期存在于土壤中會(huì)改變土壤特性,影響植物的生長(zhǎng),并影響城市的美觀。

3.5 其他污染

建筑施工噪聲是指建筑工地現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的環(huán)境噪聲,主要是由施工機(jī)械工作產(chǎn)生的。由于近年來(lái)城市化進(jìn)程的不斷加快,很多工程作業(yè)幾乎是在居民窗下進(jìn)行,嚴(yán)重干擾了居民的正常生活和身體健康。此外運(yùn)送建筑材料的重型卡車所產(chǎn)生的交通噪聲也是一個(gè)不容忽視的因素[9]。

城市高層建筑群不利于汽車尾氣及光化學(xué)產(chǎn)物的擴(kuò)散,使NOx等氣體對(duì)人體產(chǎn)生光化學(xué)作用,危害人體健康。另外城市高樓的玻璃幕墻產(chǎn)生光污染現(xiàn)象也相當(dāng)嚴(yán)重[7]。

建筑業(yè)的放射性污染主要來(lái)源于使用了放射性同位素鐳和氡含量較高的建筑材料和裝潢材料或建筑物建在高放射性本底值的地方[10]。據(jù)有關(guān)部門測(cè)試,天然大理石近30%放射性超標(biāo),制成建筑制品對(duì)人體造成外照射(γ射線)和內(nèi)照射(氡氣),人在這樣的居室中生活,長(zhǎng)期放射性照射,影響身體健康[7]。

4 結(jié)語(yǔ)

伴隨建筑行業(yè)及其相關(guān)行為造成資源及能源消耗,產(chǎn)生了嚴(yán)重的全球生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。因此,當(dāng)代人必須改變以往的觀念,促進(jìn)節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境和建設(shè)事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,遵循可持續(xù)發(fā)展原則,按照以人為本的生態(tài)理念,分別從環(huán)境、能源、水資源、材料與資源、室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量等方面進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)、施工、管理和維護(hù),創(chuàng)造高效低耗、無(wú)污染、健康舒適、生態(tài)平衡的建筑。

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