淺談土木工程可持續(xù)發(fā)展

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【摘  要】：在社會的發(fā)展歷程中，土木工程始終扮演著一個很重要的角色，土木工程的發(fā)展在很大程度上會促進一個時代的前進。然而，土木工程在發(fā)展過程中，對于資源與能源消耗也越來越多，成為阻礙社會發(fā)展的因素，所以土木工程的可持續(xù)發(fā)展顯得尤為重要。
【關(guān)鍵詞】：土木工程  可持續(xù)發(fā)展  工程設(shè)計  施工 材料  拆除
 
【正  文】
 
可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施對中國的發(fā)展具有重大意義。可持續(xù)發(fā)展是中國徹底擺脫貧窮，擺脫人口、資源和環(huán)境困境的唯一正確選擇，可以說，中國的人口這么多，人均資源這么少，生態(tài)環(huán)境又這么脆弱，只有實施可持續(xù)發(fā)展才能發(fā)展中華。中國政府把可持續(xù)發(fā)展既看做是跳戰(zhàn)，更看做是機遇，因此十分重視對可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的研究和實施。對于土木工程這個國家支柱行業(yè)來說，可持續(xù)發(fā)展更顯得尤為重要。
中國的土木工程建設(shè)從20世紀50年代起一直沒有停過，且發(fā)展很快，尤其在改革開放20年間，發(fā)展極為迅猛，幾乎整個中國成了一個大的建設(shè)工地。新的高樓大廈、展覽中心、鐵路、公路及橋梁、港口航道及大型水利工程在中國各地如雨后春筍般地涌現(xiàn)，新結(jié)構(gòu)、新材料、新技術(shù)大力研究、開發(fā)和應(yīng)用。發(fā)展之快，數(shù)量之巨，令世界各國驚嘆不已。但是土木行業(yè)在如今的飛速發(fā)展導致了很多的問題，河流被污染，河沙被掏宅，綠化面積的減少。生態(tài)鏈的失衡，資源的飛速耗盡，都與土木工業(yè)的發(fā)展有著聯(lián)系。我國雖說地大物博，但土木行業(yè)的發(fā)展卻是非常迅速，能源的消耗已經(jīng)是個很嚴重的問題。要解決這些問題，土木行業(yè)必須堅持可持續(xù)發(fā)展之路。
土木工程是一個比較大、復雜的行業(yè)，它包括高層建筑、大跨建筑、公路、鐵路、隧道、橋梁、水利工程、特種結(jié)構(gòu)等。在如此龐大的行業(yè)前制定一套可行的可持續(xù)發(fā)展線路是非常困難的，但是如果將其分解細化，再針對每一小部分實施相應(yīng)的可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃，就會變得更加容易。筆者認為，無論是建筑，還是其他土木工程，無非包括三個部分：工程設(shè)計階段；施工管理階段；拆除階段。所以要實行土木工程的可持續(xù)發(fā)展，就分別針對此三個階段制定相應(yīng)的規(guī)劃便可。
1、土木工程設(shè)計環(huán)節(jié)的可持續(xù)發(fā)展
土木工程設(shè)計是對工程項目所需的技術(shù)、經(jīng)濟、資源和環(huán)境等進行綜合分析和論證，編制工程項目設(shè)計文件的活動。設(shè)計在技術(shù)上是否可行、工藝是否先進、經(jīng)濟是否合理、設(shè)備是否配套、結(jié)構(gòu)是否安全可靠等，都將決定工程項目建成后的功能和使用價值，同時，其設(shè)計方案對環(huán)境的關(guān)注程度直接影響到工程實體在施工、運行與最終拆除和循環(huán)利用的各階段對環(huán)境的影響。因此，研究土木工程設(shè)計階段的可持續(xù)發(fā)展，對今后的設(shè)計工作具有極大的指導作用。
工程設(shè)計中，不僅要考慮建筑結(jié)構(gòu)的牢固性、外觀的美觀性，還要考慮工程所在地的生態(tài)、地理、人文環(huán)境等特征，在設(shè)計各個環(huán)節(jié)要將生態(tài)環(huán)境考慮在內(nèi)。在工程經(jīng)費許可下，盡量選擇有可持續(xù)發(fā)展的場址、高效的能源與材料的利用率、節(jié)能高效的施工技術(shù)、對周圍環(huán)境與生態(tài)危害小的設(shè)計方案。
一項大的土木工程，要經(jīng)過初步設(shè)計、技術(shù)設(shè)計與施工圖設(shè)計三個步驟，這三部設(shè)計，都需要不同專業(yè)的設(shè)計人員，這容易導致在設(shè)計過程中，設(shè)計人員自顧自設(shè)計，沒有考慮其他設(shè)計方案，造成成沒有必要的材料與能源的浪費，同時會對生態(tài)環(huán)境危害加大。所以，在設(shè)計過程中，設(shè)計人員要加大溝通、交流與學習，是設(shè)計規(guī)范統(tǒng)一，對可持續(xù)發(fā)展的工程實際運用進行探討。同時協(xié)調(diào)好各種功能的要求，使新研究成果得到充分利用。
2、土木工程施工與管理的可持續(xù)發(fā)展
土木工程施工是將設(shè)計意圖付諸實施，建成最終產(chǎn)品的過程。施工階段同樣是我們可持續(xù)發(fā)展應(yīng)重視的一個環(huán)節(jié)。在施工過程中，不可避免地會給生態(tài)系統(tǒng)帶來破壞，對人居環(huán)境帶來污染和不利影響。例如，施工中挖掘地面土壤，轉(zhuǎn)運砂、石、水泥等建造材料時產(chǎn)生的揚灰和粉塵，造成大氣粉塵污染；設(shè)備的安裝、運行及轉(zhuǎn)運造成的噪音污染；施工過程中的建造和拆除所產(chǎn)生的廢棄物占填埋廢棄物總量的較大比重；施工運輸會與工地附近或經(jīng)過工地的交通發(fā)生沖突，等等。而具有可持續(xù)發(fā)展思想的施工過程，將采取積極有效的措施，避免、緩解或減小施工過程中對生態(tài)環(huán)境的各種影響。在土木工程施工中落實可持續(xù)發(fā)展思想是可持續(xù)的土木工程業(yè)的重要體現(xiàn)，對可持續(xù)發(fā)展的實現(xiàn)具有重要意義。下面將從與施工環(huán)節(jié)密切相關(guān)的土木工程材料和土木工程施工與管理兩個方面進行闡述。
2.1、土木工程材料的可持續(xù)發(fā)展
材料是土木工程之根，新材料的產(chǎn)生會促進土木工程的飛躍發(fā)展。當前，土木工程重要材料是鋼筋混泥土，混泥土俗稱人造石，其主要生產(chǎn)材料有：水泥、粗細骨料、外加劑及摻和料。根據(jù)2006年初步統(tǒng)計，我國水泥的年產(chǎn)量已達12.35億噸，約占世界水泥總產(chǎn)量的40%。近年每年的混泥土用量，均超過10億立方米，約占世界混泥土總用量的1/3。水泥及混泥土的大量生產(chǎn)，從原料的開采、加工、制造，到配制、生產(chǎn)，以及在使用中和進行廢棄階段，都面臨資源、能源和環(huán)保的嚴峻挑戰(zhàn)，嚴重制約了材料的可持續(xù)發(fā)展。要是土木工程可持續(xù)發(fā)展，混泥土材料必須向綠色建材轉(zhuǎn)化。
混泥土主要生產(chǎn)物大多是天然材料，如石灰石、沙石，在生產(chǎn)混泥土時，生產(chǎn)者會源源不斷的采取石灰石、沙石，這樣勢必會對生態(tài)環(huán)境造成傷害。要實現(xiàn)綠色的轉(zhuǎn)化，就首先要從其生產(chǎn)材料做研究，盡量少用天然材料，用一些廢棄物來代替天然材料。在環(huán)境受到威脅的另一重要方面，是各種工業(yè)廢渣的大量排放、堆積和污染。例如，我國粉煤灰年排放量為1.6億噸、堆存量已達5億噸；煤矸石已堆存34億噸，占地1333.4萬平方米。如果將這些廢棄物代替一部分水泥來生產(chǎn)混泥土，這將對于生態(tài)環(huán)境的保護有著一舉兩得的作用。
對于混泥土的轉(zhuǎn)化為綠色材料，就更應(yīng)該提高其使用壽命如將重要混泥土建筑物的安全使用期，由習慣的50年增至100年，因此能成倍省下維修、拆除、重建的各種消耗，大量節(jié)約了資源、能源，降低對環(huán)境的污染。
2.2、土木工程施工管理的可持續(xù)發(fā)展
土木工程施工從施工準備、施工實施至竣工驗收的整個過程除遵循相應(yīng)的規(guī)范、法規(guī)合理施工外，同時涉及可持續(xù)發(fā)展的方方面面，如對生態(tài)、人居、環(huán)境、資源和能源等的保護。因此，在施工過程中要做到以下幾方面。
首先，高效利用建筑場地資源，保護環(huán)境，減少污染。對古建筑、植被和場地周邊的重要設(shè)施設(shè)備等要制訂明確的保護方案。在保證質(zhì)量的前提下降低對人工和設(shè)備的投入，減少建造過程中對環(huán)境的損害，避免破壞環(huán)境、資源浪費以及建筑材料的浪費。制訂有關(guān)保護室內(nèi)外空氣、噪音污染的施工管理辦法和執(zhí)行方案。
其次，要節(jié)約資源和材料。可持續(xù)發(fā)展的最有效的手段是減少能源的消耗和建筑垃圾和廢料的產(chǎn)生。能源的40％消耗在建筑物中，30％用在交通上。因此，在設(shè)計建筑物及使用過程中，應(yīng)盡量尋求節(jié)約能源的方案，多利用風能、太陽能和可再生能源；在建設(shè)工作中重視“變廢為寶”，減少材料的損耗。可將廢混凝土、廢磚石經(jīng)回收加工，當作要求不高的地面材料或填充材料，也可用于筑路或重新制磚等。
再次，形成科學的管理與監(jiān)督機制。除制訂施工項目管理目標，規(guī)劃實施項目目標的組織、程序和落實責任外，在項目管理過程中貫徹執(zhí)行：施工過程中盡可能減少場地干擾；提高資源和材料的利用效率，增加材料的回收和再利用；人員和設(shè)備的合理統(tǒng)籌等。但采用這些措施的前提是要確保工程質(zhì)量。好的工程項目質(zhì)量，可以延長項目壽命，降低項目日常運行費用，有利于使用者的健康和安全，促進和帶動社會經(jīng)濟發(fā)展，本身就是可持續(xù)發(fā)展的體現(xiàn)。
3、土木工程拆除的可持續(xù)發(fā)展
土木工程結(jié)構(gòu)在達到了設(shè)計正常使用年限之后將面臨淘汰和拆除，在拆除過程中勢必會造成環(huán)境污染，產(chǎn)生大量建筑垃圾和廢棄物。建筑垃圾占用土地，降低土壤質(zhì)量，影響空氣質(zhì)量，造成水域的污染，等等。對待這些問題，如果采取合理有效的措施，對生態(tài)環(huán)境破壞就會減少許多。筆者認為，對于拆除建筑物可以采取以下措施：
（1）、對于使用達到年限的建筑，首先做全面檢查與測試，如果發(fā)現(xiàn)其主要結(jié)構(gòu)完整、承載力達到要求，無其他嚴重危險情況，可延續(xù)其試用期，然后對建筑物做一次全面的維修與支護。
（2）、拆除后的建筑垃圾，根據(jù)情況，進行分類與回收。如可將混泥土塊磨碎、除雜等過程后，可用作混泥土骨料等。
總體來講，可持續(xù)發(fā)展就是將現(xiàn)有的資源高效利用，同時不會產(chǎn)生破壞生態(tài)環(huán)境副產(chǎn)物，滿足當前的經(jīng)濟發(fā)展，又不影響未來的發(fā)展。土木工程在人來生活中是一個很重要的行業(yè)，土木工程的發(fā)展可促進一個時代的前進。但是不可持續(xù)的發(fā)展就會使世界上僅有的資源消耗殆盡，環(huán)境遭到嚴重的破壞，這一切對于社會的發(fā)展來說，不是動力，而是阻力。所以土木工程的可持續(xù)發(fā)展是非常有意義的。在日常工程建設(shè)中我們應(yīng)首先加大可持續(xù)發(fā)展的宣傳力度，使每個工作人員的可持續(xù)發(fā)展的意識得到增強；其次，要加快新技術(shù)的研發(fā)，使以后的工程擺脫傳統(tǒng)比較耗能的建設(shè)技術(shù)、材料等，多應(yīng)用一些節(jié)能、省資源的技術(shù)與材料；最后，要優(yōu)化管理系統(tǒng)，使每一個環(huán)節(jié)都要保持可持續(xù)發(fā)展觀。
【參考文獻】：
【1】朋改非.土木工程材料.華中科技大學出版社 2008
【2】周敬宣.環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展.化學工業(yè)出版社 2005