建筑廢棄物產(chǎn)出水平影響因素分析

李景茹， 丁志坤， 米旭明， 王家遠

(深圳大學 土木工程學院， 廣東 深圳 518060)

建筑施工活動產(chǎn)出的建筑廢棄物已成為城市固體廢棄物的主要來源，資料顯示我國每年產(chǎn)出的建筑廢棄物已占到城市垃圾總量的40%[1]。盡管我國政府已經(jīng)開始意識到數(shù)量龐大的建筑廢棄物帶來嚴重的環(huán)境問題，并試圖采取各種措施來減少它們的數(shù)量，但不可否認的是，國內(nèi)對建筑廢棄物產(chǎn)生情況的了解仍十分有限，有關建筑廢棄物產(chǎn)出數(shù)量和影響因素的研究十分匱乏。

實際上，直接獲取建筑廢棄物產(chǎn)出數(shù)量是世界各國普遍存在的難題，為此很多學者采用建筑材料轉(zhuǎn)變?yōu)閺U棄物的比例(以下簡稱廢料率)來反映建筑施工過程中建筑廢棄物產(chǎn)出水平[2～7]。本文也采用這個指標來反映建筑施工活動的廢棄物產(chǎn)出水平，通過問卷調(diào)查獲取在建工地的廢料率水平，并分析建筑物的使用功能、結(jié)構形式、施工技術、管理水平等各種因素對建筑廢棄物的產(chǎn)出數(shù)量的影響。

1 問卷調(diào)查

本文共調(diào)查了25個在建工程，其中實地調(diào)查了12個工程，通過與施工單位的項目經(jīng)理和技術負責人訪談，估計了主要建筑材料的廢料率，了解建筑廢棄物產(chǎn)生的原因和主要的影響因素。同時向深圳市的在建工程發(fā)放廢料率調(diào)查問卷，回收了13份有效問卷。

調(diào)查項目的基本情況見表1。本文中廢料率是指廢棄材料占材料購買總量的比例。建筑材料的廢料率理論上用材料實際采購量和設計使用量進行計算，但實際上由于進度管理和成本管理中數(shù)據(jù)基礎不一致，要在工程進行中獲取這些數(shù)據(jù)十分困難。為此，本調(diào)查根據(jù)項目經(jīng)理的經(jīng)驗估計確定各類建筑材料的廢料率。由于各施工單位對材料的控制較為重視，項目經(jīng)理的估計比較接近實際數(shù)據(jù)，而且調(diào)查表采用匿名形式，也打消了項目經(jīng)理的顧慮，使得調(diào)查數(shù)據(jù)的可信性得以保證。

通過訪談發(fā)現(xiàn)，建筑廢棄物中混凝土、磚和砌塊、砂漿、瓷磚、鋼筋、模板占廢棄物總重量的80%以上，由于模板為周轉(zhuǎn)材料，并不會轉(zhuǎn)化為建筑實體，用廢料率不能反映模板的實際消耗量，為此，選擇前五類建筑材料調(diào)查其廢料率。

2 影響因素分析

已有研究表明建筑用途、施工技術、管理水平、分包形式等對建筑廢棄物的產(chǎn)出數(shù)量有明顯的影響[2,3,5～7]，本文結(jié)合國內(nèi)施工特點(主要采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構)，分析建筑用途、材料類型、施工企業(yè)資質(zhì)、結(jié)構形式、建筑面積、管理水平六個因素對建筑廢棄物的產(chǎn)出水平的影響。

表1 調(diào)查項目概況

2.1 建筑用途

按建筑用途統(tǒng)計項目各種材料廢料率平均值，列于表2。

表2 不同用途建筑的材料廢料率

雖然本次調(diào)查的項目以住宅為主，商業(yè)、工業(yè)和公共類項目樣本比較少，但也反映了如下規(guī)律。

(1)在四類項目中，工業(yè)建筑各項材料(除了砂漿)廢料率都是最低的，這主要因為工業(yè)建筑結(jié)構簡單、形狀規(guī)則、跨度大。結(jié)構簡單，異型梁柱少，有利于模板施工，減少脹模漏漿數(shù)量；空間方正且跨度大，砌塊和瓷磚的切割量少，都有利于減少材料的廢料率。

(2)其次是住宅建筑，住宅建筑除了瓷磚，其他材料的廢料率均比公共和商業(yè)類建筑低，主要是住宅類項目通常由多棟建筑組成，建筑面積大，規(guī)模效應明顯，有利于降低混凝土、鋼筋材料的廢料率；而深圳市的住宅一般為毛坯房，只需在公共空間鋪設墻地面磚，工程量較小，而且由于公共走廊、樓梯等處空間尺寸有限，切割量大，因而瓷磚廢料率較高。

(3)公共建筑和商業(yè)建筑各種材料的廢料率相近，商業(yè)建筑的混凝土和鋼筋廢料率高于公共建筑，瓷磚和砂漿的廢料率低于公共建筑，砌塊廢料率與公共建筑相同。本項目調(diào)查的公共建筑項目均為政府工程，在實地調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，公共建筑項目對材料管理不夠嚴格，而且設計變更也更為常見，導致廢料率偏大，例如表1中項目23、24都發(fā)生了設計變更，拆除了部分砌筑好的隔墻。而結(jié)構復雜的商業(yè)項目也會產(chǎn)生較高的廢料率，例如表1中項目18為超高層建筑，且造型獨特(正、側(cè)立面都呈弧形)，結(jié)構施工有很多特殊要求，導致混凝土和鋼筋材料的廢料率最高。

Tam[6]在香港進行的調(diào)查也得到了類似的結(jié)論：工業(yè)建筑的混凝土、鋼筋和瓷磚的廢料率都低于住宅和商業(yè)建筑；商業(yè)建筑的混凝土、鋼筋、模板、磚和砌塊、瓷磚五種材料的廢料率都高于公屋(但香港地區(qū)的私人住宅各項材料的廢料率都遠高于公屋和商業(yè)建筑，主要原因是私人住宅要滿足個性化需求)。

2.2 材料類型

表3為按材料類別統(tǒng)計的全部項目的廢料率均值、范圍和標準差。

表3 各種材料的廢料率

分析表3的結(jié)果發(fā)現(xiàn)：

(1)從均值上看，混凝土和鋼筋的廢料率最低，而且低于定額損耗率[8]，說明各項目對鋼筋和混凝土材料控制都比較嚴格；而砌塊、砂漿、瓷磚三種材料的控制明顯不如前兩種材料嚴格，廢料率都高于定額損耗率。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因是鋼筋混凝土工程無論是單方造價還是占總造價的比例都比較高，而砌筑工程、樓地面工程占總造價比例相對較低。例如，資料顯示[9]，深圳地區(qū)普通高層住宅項目中混凝土及鋼筋混凝土工程占總造價比例為50%左右，砌筑工程和樓地面工程則為3%～5%左右。

(2)從范圍和標準差上看，砌塊、瓷磚和砂漿的廢料率變化范圍和離散度都顯著高于混凝土和鋼筋，其中變化范圍分別為9%、9%和9.5%，說明這三種材料的廢料率有很大的降低空間。

Poon的調(diào)查也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)論：混凝土和鋼筋的廢料率低于砌塊、瓷磚和砂漿(公屋的砂漿廢料率除外)[5]。

2.3 施工企業(yè)資質(zhì)等級

表4為按施工企業(yè)資質(zhì)等級統(tǒng)計的廢料率均值，由于二級資質(zhì)企業(yè)僅有一家，在分析時僅考慮特級和一級企業(yè)。從特級企業(yè)與一級企業(yè)的廢料率比值可以發(fā)現(xiàn)，特級施工企業(yè)的五種材料的廢料率都高于一級企業(yè)。其中鋼筋的廢料率最為接近，比值1.07，其次是混凝土，比值1.12，而砌塊、瓷磚和砂漿三種材料，特級企業(yè)的廢料率比一級企業(yè)高出25%～30%。

表4 不同資質(zhì)等級施工企業(yè)的廢料率

排除建筑用途的影響，僅對住宅項目進行統(tǒng)計，結(jié)果也是類似的，混凝土和鋼筋的廢料率比較接近，砌塊、瓷磚和砂漿的廢料率差別比較大，尤其是瓷磚和砂漿，差別都在1倍左右。

現(xiàn)場訪談時發(fā)現(xiàn)，具有特級資質(zhì)的施工單位均屬于國有大型工程集團公司，相比其他施工單位而言，這些施工單位對公司的形象更為看重，對施工質(zhì)量的監(jiān)控更為嚴格，但在材料的管理方面不如一些私有制企業(yè)嚴格。例如，在某一級資質(zhì)施工單位的項目上，項目經(jīng)理坦誠他們有詳細的獎罰措施，如每次周轉(zhuǎn)模板的損耗數(shù)量不能超過15張，否則要施工隊自己承擔費用等等；而在另一特級資質(zhì)施工單位的項目上，雖然也有獎罰措施，但在實際中很少使用，他們更傾向用宣傳教育方式鼓勵工人節(jié)約材料。

2.4 結(jié)構形式

表5為按不同結(jié)構形式統(tǒng)計的廢料率均值，由于框架-核心筒結(jié)構僅有一個樣本，在分析時僅考慮框架和框剪二種結(jié)構形式。從全部項目的統(tǒng)計結(jié)果看，框架結(jié)構建筑材料廢料率比框剪結(jié)構高，但僅對工業(yè)項目進行統(tǒng)計時，結(jié)果剛好相反。通過分析發(fā)現(xiàn)，在全部25個項目中，采用框架結(jié)構的項目有5個，其中包括3個公共建筑、1個住宅建筑、1個工業(yè)建筑，如2.1節(jié)所述，建筑用途對廢料率影響顯著，因此會產(chǎn)生框架結(jié)構建筑材料廢料率比框剪結(jié)構高的結(jié)論。排除建筑用途影響，僅對工業(yè)項目進行統(tǒng)計時，由于框架結(jié)構項目僅有1個，因此也不能斷言框架結(jié)構建筑材料廢料率比框剪結(jié)構低。為了進一步論證結(jié)構形式對材料廢料率的影響，需要繼續(xù)收集樣本數(shù)據(jù)。但吳賢國等人[7]的研究結(jié)果表明框架和框剪結(jié)構建筑廢棄物的成分比例和單位面積產(chǎn)出量都十分接近。

表5 不同結(jié)構形式的廢料率

2.5 建筑面積

圖1為住宅項目中各種建筑材料廢料率與建筑面積的關系，從圖中大致可以看到，廢料率與建筑面積的關系并不密切。分別對5種材料進行廢料率和建筑面積的回歸分析，發(fā)現(xiàn)混凝土、砌塊、瓷磚、砂漿和鋼筋5種材料的廢料率與建筑面積之間的相關系數(shù)分別為-0.071、0.148、0.352、-0.061和-0.580。其中，鋼筋的廢料率與建筑面積有一定的負相關，即建筑面積越大，鋼筋廢料率越小；其他材料的廢料率與建筑面積沒有顯著的關系。

圖1 各種材料廢料率與建筑面積的關系

2.6 管理水平

在現(xiàn)場訪談過程中，絕大多數(shù)訪談對象認為管理水平對建筑廢棄物的產(chǎn)量影響很大。本文用所有材料的廢料率均值(綜合廢料率)表示項目的廢棄物產(chǎn)出水平，為了排除其他因素對廢棄物產(chǎn)出水平的影響，本文按建筑用途、施工企業(yè)資質(zhì)等級、結(jié)構類型將項目分為四組，每組中項目綜合廢料率最大值和最小值列于表6。

表6 按類別統(tǒng)計綜合廢料率

從表6可以看出，每組中項目的建筑用途、結(jié)構形式和施工企業(yè)資質(zhì)都相同，因此項目綜合廢料率從總體上反映了施工單位管理水平的高低。在四組項目中，最大值和最小值的比值最大為3倍，最小也有1.42倍，說明管理水平的高低對建筑廢料率的產(chǎn)出水平影響非常大。

現(xiàn)場調(diào)查也印證了這樣的結(jié)果，以砂漿為例，有些項目管理嚴格，工人工作認真負責，在砌筑和抹灰前會先清理場地，落地灰也會及時回收利用，現(xiàn)場的廢棄砂漿很少；而有些項目工人使用砂漿很隨意，抹灰厚度甚至達到5 cm，落地灰不能及時清理，甚至鋪設好的地面瓷磚上也堆積了厚厚的砂漿等渣土。

3 結(jié) 論

對調(diào)查結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)，建筑用途對材料廢料率影響明顯；施工企業(yè)普遍對占造價比例大的鋼筋和混凝土兩種材料的控制比較嚴格，而對砌塊、砂漿、瓷磚等材料的控制還不夠理想；總體上，特級資質(zhì)的施工企業(yè)對材料控制不如一級施工企業(yè)，施工項目廢料率高于后者；由于樣本有限，不能確定建筑結(jié)構形式對廢料率的影響；建筑面積僅與鋼筋廢料率之間有一定負相關，而對其他材料廢料率的影響不顯著；管理水平是影響廢料率的重要因素。

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