水泥“預拌”承擔節(jié)能減排神圣使命
在目前這個鋼筋水泥建筑世界中,水泥作為建筑材料在推動城鎮(zhèn)化建設中承擔著先行和基礎的使命。而水泥的“預拌”使用,卻承擔著建筑施工從高碳建筑到低碳建筑的神圣使命。它是從使用環(huán)節(jié)入手,通過發(fā)展散裝水泥和推廣應用預拌混凝土、預拌砂漿來推動建筑向低碳節(jié)能轉換,把人們帶進低碳建筑時代,這不僅是現代文明生產和低碳建筑的必然要求,也是落實“科學發(fā)展觀”建設“兩型”社會的必然選擇。
我國作為目前世界上最大的建筑市場,全國房屋總面積已超過400億立方米。據悉,今后我國每年還將新增建筑面積達16~20億平方米,到2020年我國新增建筑面積將會達到200多億立方米,于此同時,隨著經濟的快速發(fā)展和人民生活水平的日益提高,未來20年,老百姓的生活水平和生活質量也將進一步提高。與之相對應的是,中國碳排放總量和對能源的消耗也將會繼續(xù)增加。在此情況下,到2020年實現碳排放下降40-45%的目標難度不小。我國城鄉(xiāng)居民的消費結構已經從最初的“衣、食”逐步向“住、行”方向升級,生活狀態(tài)也從生存型向舒適型轉變,對建筑面積、建筑室內環(huán)境舒適度等居住條件的要求也逐漸提高,導致建筑能耗也隨之不斷上升,可能會成為未來20年能耗和碳排放的主要增長點。
低碳建筑是指在建筑材料與設備制造、施工建造和建筑物使用的整個生命周期內,減少化石能源的使用,提高能效,降低二氧化碳排放量。目前低碳建筑已逐漸成為國際建筑界的主流趨勢。一個經常被忽略的事實是:建筑在二氧化碳排放總量中,幾乎占到了50%,這一比例遠遠高于運輸和工業(yè)領域。在發(fā)展低碳經濟的道路上,建筑的“節(jié)能”和“低碳”注定成為繞不開的話題。由此來看,如果新建建筑能夠遵循節(jié)能建筑和綠色建筑標準,又能夠對既有建筑進行節(jié)能改造,從簡單的混凝土和砂漿集中“預拌”和墻體保溫功能開始,僅僅集中“預拌”和保溫節(jié)能這一點對于擁有世界上最大的建筑市場的中國而言,所取得的節(jié)能效果則也不容小覷,這將不僅有助于緩解目前我國自身發(fā)展的碳排放瓶頸問題,對于我國建筑向低碳方向轉化將起到有力的促進作用。
一、水泥的“現拌”使用,屬高能耗、高污染、高浪費的生產模式,具有不可持續(xù)性
水泥的“現拌”使用,是指袋裝水泥從生產企業(yè)出廠后用包裝形式裝、卸、儲、運、進入建筑工地現場拆包,并在建設工地用對水泥和沙石料進行人工現場攪拌混凝土和砂漿的施工全過程。由于目前我國建筑施工仍以手工作業(yè)為主,現代化的建筑施工機具還沒有廣泛使用,物流配送技術、施工機具、配套材料、施工工藝還有待提高。因此,每年還有大量的袋裝水泥,通過“現拌”進入建筑工地,而在使用過程的各個環(huán)節(jié),都會造成嚴重的粉塵排放環(huán)境污染,特別是在流通和使用環(huán)節(jié)所造成的污染和浪費相對水泥的散裝“預拌”產品尤為嚴重。據預測2009年我國的水泥產量創(chuàng)記錄的達到了16.5億噸,散裝水泥產量預計達到9億噸左右,散裝率達到55%左右。如按照09年水泥產量減去散裝水泥產量,還有7.5億噸包裝水泥,按每噸袋裝水泥用包裝袋21只計算,共耗用158億只袋子,若全部用傳統(tǒng)的牛皮袋加工,則需消耗優(yōu)質木材248萬立方米、耗煤585萬噸、燒堿1.73萬噸、電力54億千瓦、棉紗3萬噸。于此同時,一方面制造包裝紙需要消耗1.13億噸水,造紙廢液還會造成要重污染;另一方面,用水泥“現拌”使用,包裝水泥的運輸、裝卸、拆包、攪拌、施工的使用過程,造成而人拉肩扛,粉塵飛揚,不僅會給施工現場帶來環(huán)境污染還會產生大量破包,按照測定的標準計算,7.5億噸袋裝水泥比相同數目的水泥“預拌”產品多向大氣排放312萬噸粉塵,若全部使用塑編復合袋包裝除消耗112噸石油資源外,還會造成白色污染。所以說,09年全國大約還有7.5億噸的水泥是通過“現場攪拌”成混凝土和砂漿進行使用的,不僅造成能源、資源大量浪費,還嚴重破壞自然環(huán)境,這與當前建設資源節(jié)約型環(huán)境友好型社會、發(fā)展循環(huán)經濟和低碳經濟,加強節(jié)能減排的國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略方針極不協(xié)調。
二、水泥的“預拌“使用,已成為推動建筑業(yè)向低碳節(jié)能轉換的有效途徑
水泥的“預拌”使用,指的是不用包裝袋的散裝水泥,直接通過具有專用器具的車船進行出廠、運輸、儲存、集中到攪拌站,通過工廠化生產方式,用電腦控制、科學配方進行標準化生產出“預拌混凝土和預拌砂漿”,并用專用的預拌混凝土和干混砂漿罐車運送到施工工地,然后用泵車打到施工的建筑物體上的全機械化施工方式。水泥的“預拌”使用過程是先進生產方式代替落后的生產方式的重大轉變。由于近年來,我國經濟快速發(fā)展推動了建筑業(yè)蓬勃發(fā)展,傳統(tǒng)的袋裝水泥已不能滿足城鎮(zhèn)建設和大型基礎設施項目的需要,只有通過集中供應散裝水泥、工廠化生產預拌混凝土和預拌砂漿,才能適應和滿足大型工程項目的需要,商務部、建設部等部門在03年和07年,不失時機分別提出在全國中小城市和部分城市啟動了限期禁止在施工現場攪拌混凝土和砂漿的工作,從使用環(huán)節(jié)入手,將發(fā)展預拌混凝土和預拌砂漿作為擴大散裝水泥“預拌”使用,推動建筑業(yè)向低碳節(jié)能轉換的有效途徑。以資源的高效利用和循環(huán)利用為其心,把清潔生產和廢棄物綜合利用融為一體,以達到提高能源使用效益目的。水泥“預拌”使用生產方式,與傳統(tǒng)的水泥“現拌”使用方式相比,散裝水泥的“預拌”在生產過程中不僅可以反復使用專用容器,節(jié)約包裝袋和減少水泥在流通過程中損耗,來達到節(jié)省包裝費用和降低水泥生產過程的資源消耗,在使用過程還可以通過工廠化和集約化生產方式,把分散的粗放型的現場攪拌混凝土和砂漿傳統(tǒng)生產方式,集中起來實現集約型的預拌混凝土和預拌砂漿現代生產方式來帶動固體工業(yè)廢棄物的再利用。甚至在流通過程中還可以通過發(fā)展培育現代物流的新產業(yè)加快構建與我國水泥發(fā)展要求相適應的專業(yè)化、社會化、規(guī)?;牡谌轿锪鞣阵w系,采用高效的現代物流技術,進一步降低從水泥生產到使用領域的物流成本。從而使水泥的發(fā)展成功的轉變?yōu)榈团欧?、低能耗、低污染的低碳經濟發(fā)展模式。
三、水泥“預拌”使用的“三位一體”發(fā)展模式,在建筑業(yè)向低碳經濟發(fā)展過程中的積極作用
水泥的“預拌”使用是散裝水泥發(fā)展和應用的新方向,也是散裝水泥的升級產品和延伸產業(yè),水泥“預拌”使用的“三位一體”發(fā)展模式,是實現散裝水泥、預拌混凝土和預拌砂漿又好又快健康、協(xié)調、科學發(fā)展的模式,是創(chuàng)新散裝水泥的科學發(fā)展理念,轉變水泥和建筑產業(yè)發(fā)展方式,走集約化、專業(yè)化、散裝化、低碳化有效突途徑。對我國實現節(jié)能減排和建筑業(yè)向低碳經濟發(fā)展具有重要的積極作用。
1、水泥“預拌”使用的“三位一體”發(fā)展模式,有利于促進節(jié)能減排和發(fā)展低碳經濟。發(fā)展散裝水泥、預拌混凝土和預拌砂漿,既可節(jié)省能源和資源消耗,又可有效保護環(huán)境,減少固體廢棄物排放,實現資源的循環(huán)利用。散裝水泥的發(fā)展是既滿足當代人的需要,又不對后人滿足其需要的能力構成危害的發(fā)展。它強調了發(fā)展進程的連續(xù)性、持久性,是符合可持續(xù)發(fā)展的基本國策的。
2.水泥“預拌”使用的“三位一體”發(fā)展模式,有利于環(huán)境保護。發(fā)展散裝水泥、預拌混凝土和預拌砂漿“三位一體”,可以減少環(huán)境污染,有利于人民的身體健康,實現人與自然的和諧發(fā)展。使用袋裝水泥進行現場攪拌混凝土和砂漿,不僅在裝卸、運輸過程中由于紙袋的破損,會給周圍環(huán)境帶來粉塵污染,而且在使用中由于不斷拆袋,造成5%的殘留,嚴重污染城市壞境,影響城市居民正常的生產生活。而使用散裝水泥發(fā)展預拌混凝土就可改變這一狀況,可以大大降低噪音污染和減少粉塵排放,改善周邊施工環(huán)境。因此,發(fā)展散裝水泥、預拌混凝土和預拌砂漿,是城市提升環(huán)境質量的必然要求,是減少建筑施工粉塵排放,確保作業(yè)環(huán)境達標,推行清潔生產,建設生態(tài)文明的重要組成部分,對我國環(huán)境保護將產生巨大的正效應。
3、水泥“預拌”使用的“三位一體”發(fā)展模式,有利于節(jié)約資源。(1)發(fā)展散裝水泥可節(jié)約大量資源。即可節(jié)約水泥塑編包裝袋;又可減少生產、流通、貯存、使用全過程中水泥損耗。(2)發(fā)展預拌混凝土,采用工廠化生產,使用早強減水劑等外加劑技術,每立方米預拌混凝土中配比水泥用量可減少80公斤,折節(jié)省水泥生產原材料等資源消耗80公斤以上;每立方米預拌混凝土綜合利用粉煤灰80-100公斤。(3)發(fā)展預拌砂漿,每噸可節(jié)省水泥43公斤水泥、石灰34公斤、黃砂50公斤。(4)從節(jié)省水泥折消耗不可再生資源——石灰石(按生產1噸水泥需消耗1噸石灰石)計算,每萬噸散裝水泥節(jié)省石灰石360噸,每萬噸預拌混和砂漿節(jié)省石灰1230噸。(5)發(fā)展預拌混凝土(砂漿),能利用尾礦廢石、鋼渣、礦渣等固體廢物制成人工砂,可節(jié)省天然砂資源,為工業(yè)廢棄物利用找到新途徑。如果國內工程建設全面應用預拌砂漿,將直接拉動我國水泥散裝率8-10個百分點,還能解決水泥成本制約的難題。因此,散裝水泥、預拌混凝土和預拌砂漿“三位一體”發(fā)展,符合我國建設資源節(jié)約型社會總目標,是我國轉變經濟增長方式,提高資源利用效率的重要組成部分。
4.水泥“預拌”使用的“三位一體”發(fā)展模式,有利于提高工效,保證工程質量。預拌混凝土和砂漿是一種極具現代意義的生產方式,不僅僅表現在技術工藝方面,其核心是真正實現了生產過程集約化、產品定制化、運作市場化?;炷梁蜕皾{都屬于復雜的、多相的、非勻質的復合建筑材料,原材料本身品質的波動性決定了在簡單而多變的生產環(huán)境中,采取小型的、分散的生產與供應方式必然導致產品質量穩(wěn)定性低,可靠性差,成為影響工程質量和市場效率的一個“元兇”。預拌混凝土和砂漿的問世,一方面,克服了傳統(tǒng)建筑混凝土和砂漿現場拌制的生產方式的至命弱點:如人工計量誤差大,極易產生質量波動;勞動強度大,生產效率低;原材料質量難以控制,無法滿足不同用途的性能;現場攪拌產生的粉塵、噪音對周邊環(huán)境污染大;影響建筑功效,埋下事故隱患禍根;另一方面,預拌混凝土和砂漿又展示出特有的優(yōu)勢:(1)工廠化生產,產品質量有保證;(2)產品種類眾多,規(guī)格齊全,能滿足工程的不同需求;(3)可消化工業(yè)廢渣和建筑廢棄物,創(chuàng)建循環(huán)經濟模式;(4)砂漿性能可通過添加劑的加入來調節(jié),適應性強;(5)和易性好,方便砌筑、抹灰和泵送,顯著提高施工效率;(6)便于運輸與儲存,減少材料損失與浪費;(7)有利于保護環(huán)境和文明施工。所以說,預拌混凝土和砂漿不僅僅帶來施工技術的進步,更體現出節(jié)約水泥用量、提高勞動生產率、保證工程質量、提高施工效率、實現文明施工,是一種又好又快的生產方式。
四、努力變我國建筑耗能大國,為建筑節(jié)能強國
目前我國建筑形式以多層和高層為多,建筑結構以現澆混凝土、框架結構和磚混結構為主,由于墻面平整度差,抹灰量大,除現澆需要大量混凝土,還需要大量抹灰砂漿和砌筑砂漿,建筑結構的特點決定了我國混凝土用量和墻體砌筑及地面抹灰砂漿用量大。據統(tǒng)計,我國年混凝土用量已達到40億立方米,砂漿用量也超過10億噸以上,混凝土和砂漿已成為我國建筑市場上的主角。但是,我國的散裝量散裝率從總體上看仍很低,依然沒有摘掉水泥“現拌”使用大國的帽子,作為散裝水泥延伸產業(yè)的預拌混凝土和預拌砂漿,產量和使用率則更低。08年全國預拌混凝土實際產量6.78億立方米,占全國混凝土用量的0.000017%;預拌砂漿實際產量416萬噸,占全國年砂漿用量的0.0042 %,而水泥的“預拌”使用承擔著建筑施工從高碳建筑到低碳建筑的光榮使命。
從我國建筑能耗看,每建1平方米房屋需要消耗:土地0.80~0.83平方米、鋼材55~60公斤、能源0.2~0.3噸標煤、混凝土0.20~0.23立方米、墻磚0.15~0.17立方米、co2排放0.75~0.80噸。自2000年以來,我國每年平均房屋竣工面積20億平方米,約消耗6億噸標煤,占社會總能耗的30%。在能源越來越緊張的今天,建筑能耗占全國總能耗的比例已由27.6%上升到33%以上,推廣節(jié)能建筑已成為未建筑業(yè)發(fā)展的重點。建筑節(jié)能是緩解我國能源緊缺矛盾、改善人民生活工作條件、減輕環(huán)境污染、促進經濟持續(xù)發(fā)展的一項最直接、最廉價的措施。具體來說,就是要使用更加有效的建筑材料以達到減少熱量散失、節(jié)約能源的目的。而水泥的“預拌”使用恰恰正是建筑節(jié)能的一項最有效措施。
由于建筑業(yè)的行業(yè)特點和技術特性決定了建筑業(yè)必然是鋼材、水泥、平板玻璃、木材等物質資源的直接消耗大戶。就能源消耗來講,建筑耗能和工業(yè)耗能、交通耗能已經成為我國能源消耗的三大猛虎,尤其是建筑耗能伴隨著建筑總量的不斷攀升和居住舒適度的提高,呈急劇上升趨勢。目前我國單位建筑面積能耗是發(fā)達國家的2~3倍以上,住建部統(tǒng)計數字顯示,全國既有的近400億平方米建筑中,99%為高耗能建筑,每年新建房屋面積16~20億平方米,其中95%以上是高耗能建筑。因此,建筑業(yè)轉變發(fā)展模式,發(fā)展低碳經濟,降低建筑能源資源消耗,是建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。而建筑業(yè)發(fā)展低碳經濟是一項復雜的系統(tǒng)工程,它要求規(guī)劃設計、建材、建筑機械、建筑施工、拆除等各環(huán)節(jié)密切配合,才能達到節(jié)約資源、保護環(huán)境的目的。規(guī)劃設計方面,要考慮建筑產品與自然環(huán)境、人文環(huán)境高度和諧,提高建筑物生命周期,盡可能減少土地和其它資源的使用,盡可能利用太陽能、風能等清潔能源,設計出建造和使用階段都達到節(jié)能要求的綠色建筑。建材工業(yè)方面,要大力發(fā)展保溫、節(jié)能、可回收建材,發(fā)展建筑鋼結構。建筑機械工業(yè)要研制節(jié)能高效、一機多用的施工設備。施工企業(yè)要在滿足功能、確保建筑物質量的前提下優(yōu)化施工方案,依靠先進技術降低材料、能源、水資源的消耗,回收利用施工中產生的碎磚塊、混凝土、砂漿等廢料,提高資源的利用率,減少廢棄物排放。在建筑物報廢拆除階段,采用人機混合拆除方式,盡量保持材料的完整,使其能夠被再利用,并在原址利用廢棄物加工粗骨料、再生混凝土等低等級建材。
我國“十一五”期間建筑節(jié)能的目標是:到2010年,節(jié)約1.01億噸標準煤,減排4億多噸二氧化碳氣體。通過全面推進建筑節(jié)能工作,到2010年,城鎮(zhèn)建筑達到節(jié)能50%的設計標準,其中各特大城市和部分大城市率先實施節(jié)能65%的標準;開展城市既有居住和公共建筑的節(jié)能改造;大城市完成改造面積25%,中等城市完成15%,小城市完成10%。要完成上述建筑節(jié)能目標,就必須實現綠色建筑、生態(tài)建筑和可持續(xù)建筑,從我國基本國情考慮,從人與自然和諧發(fā)展,節(jié)約能源,有效利用資源和保護環(huán)境角度,發(fā)展“節(jié)能省地型住宅和公共建筑”,注重以人為本和可持續(xù)發(fā)展,建造一個滿足人類居住的室內外的健康舒適環(huán)境。
1、加快水泥“預拌”使用步伐,實現低碳綠色建筑。綠色低碳建筑是指在建筑生命周期內,包括由建材生產到建筑物規(guī)劃、設計、施工、使用、管理及拆除等系列過程,消耗最少地球資源,使用最少能源及制造最少廢棄物的建筑物。而水泥的“預拌”使用,可以大量利用工業(yè)廢渣作摻和料(混合材),抵消工業(yè)廢渣對環(huán)境產生的惡劣影響,有效地減輕了環(huán)境負荷。如果進一步運用現代科技成果最大限度地提高資源綜合利用率,如對環(huán)境負荷最重的三種工業(yè)廢渣粉工業(yè)城市灰、煤矸石、礦渣分別進行熱活化、化學活化、機械力活化,使其潛在的水硬性處在極致的介穩(wěn)狀態(tài),成為活化摻和料(混合材),則可以使水泥混凝土生產發(fā)揮人類文明生產的“清道夫”作用。在經濟和環(huán)境兩方面,有效利用現有資源,進一步改善環(huán)境,極大的減少對環(huán)境的影響。
2、加大水泥的“預拌”使用力度,實現低碳生態(tài)建筑。低碳生態(tài)建筑是盡可能利用建筑物當地的環(huán)境特色與相關的自然因素,比如地勢、氣候、陽光、空氣、水流,使之符合人類居住,并且降低各種不利于人類身心的任何環(huán)境因素作用。預拌砂漿可以全部使用人工機制砂石代替天然砂石,對產品品質沒有任何不良影響。人工機制砂石就是將一些礦山開采下來的下腳料或水泥廠尾礦廢棄的石灰石,或建筑垃圾、煤矸石、鋼渣等工業(yè)固體廢棄物進行破碎篩分,達到預拌砂漿生產所需的粒度要求。這樣既可以利廢,又可以減少環(huán)境破壞,同時預拌砂漿作為墻體材料的一種能夠成為在節(jié)能降耗行動中的“好幫手”,其文明的施工方式表現出綠色生態(tài)施工的特性,而特種保溫砂漿則因其保溫、防水、防潮、隔熱的的特性體現了建材中節(jié)能降耗的優(yōu)勢,因而作為作為第三大耗能產業(yè)——建筑業(yè),預拌砂漿作為墻體必備材料所表現出的節(jié)能降耗效果是十分驚人。完全符合我國發(fā)展低碳經濟的理念。盡可能不破壞當地環(huán)境因素循環(huán),確保生態(tài)體系健全運行。
3、加大水泥“預拌”使用,實現低碳可持續(xù)建筑。低碳可持續(xù)建筑是指以可持續(xù)發(fā)展觀規(guī)劃的建筑,內容包括從建筑材料、建筑物、城市區(qū)域規(guī)模大小等,以及與它們有關的功能性、經濟性、社會文化和生態(tài)因素。水泥“預拌”使用,主要通過發(fā)展預拌混凝土和預拌砂漿來實現低碳可持續(xù)建筑,減少混凝土工程施工過程的污染 混凝土工程施工過程對環(huán)境的污染主要是在現場攪拌造成的噪音、粉塵汗水等,還有澆灌施工的噪聲等。減少施工噪音的具體措施包括發(fā)展商品混凝土、減少現場攪拌、改進施工工藝追求降低環(huán)境負荷,與環(huán)境相融合,且有利于居住者健康。其目的在于減少能耗、節(jié)約用水、減少污染、保護環(huán)境、保護生態(tài)、保護健康、提高生產力、有益于子孫后代。
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