1、土木工程可持续发展研究摘要：可持续发展问题是一个关乎国计民生的大问题，是国家长治久安的重要保障。土木工程的可持续发展能够在很大程度上节约资源，实现资源的可再生和再利用，形成良性的循环系统。本文从可持续发展出发，探讨和分析土木工程的可持续发展性，以确保在现代社会建设过程中人与社会、自然的和谐发展。 关键词：土木工程；建筑节能；可持续发展 Abstract:This paper from the viewpoint of sustainable development, discussion and analysis of the sustainable development in civil
2、engineering, to ensure that in the modern society in the course of the construction of social, human and nature harmonious development. Key words: civil engineering; building energy conservation; sustainable development 中图分类号：TU71 文献标识码：A 文章编号： 土木工程活动是人类作用于自然生态环境最重要的生产活动之一。其中，工程材料的生产与使用、工程设计、工程施工、工程
3、建成后的使用及报废后的拆除等过程均有消耗大量的能源，并不断产生废弃物，这些问题都将对生态环境产生极大影响。因此，土木工程作为国民经济的支柱产业，我们既要大力发展，以满足经济社会发展的需要，又要注重环境保护、资源节约，推行可持续发展战略。 现代土木工程不断地为人类社会创造崭新的物质环境，成为人类社会现代文明的重要组成部分。在我国的现代化建设中，土木工程业已成为国民经济发展的基础产业和支柱产业之一。在土木工程的各项专业活动中，如建筑物、公路、铁路、桥梁、水利工程、机场等工程的设计、建设和使用，可持续发展思想的纳入将对促进人与自然地和谐，实现经济与人口、资源、环境相协调发展起着至关重要的作用。 1
4、土木工程设计的可持续发展 土木工程设计是后期施工的准备阶段，其设计的方案会直接影响到工程实体在施工、运行与最终拆除的各个阶段对环境的影响。因此，土木工程设计是一个复杂的系统工程，工程设计人员须结合当地的生态、地理、人文环境特征，收集有关气候、水资源、土地使用、交通、基础设施、能源系统、人文环境等资料，力求做到工程与周围的生态、人文环境的有机结合，提高能源和材料的使用率。使得土木工程与生态环境达到完美的融合，促进人与自然地和谐、可持续的发展。针对大型的土木建设项目，还需编制出拟建工程所需的各有关工种的相关文件，协调各个环节、各工种之间的关系，使各工种之间能够密切配合。在施工过程中若有突发事件发生
5、，可根据所拟的相关文件处理，使工程得以顺利进行，缩短时间，减少不必要的环境污染。 在前期准备做好后，在设计图纸时根据所搜集的资料确定尺寸、材料、结构、设备等。此阶段的可持续发展值得深入研究，如针对建筑的规模、高矮选择何种建筑材料等。也有设计人员把建筑节能的观点体现在设计中，建筑节能主要通过技术进步、合理利用、科学管理和经济结构合理化等途径，采用新型保温材料，把居住建筑在长期使用中的能耗降下来。它涉及到整个房屋的构造、采暖、采光以及新材料的使用等，达到与周围环境的融合，体现可持续发展的思想。 2 土木工程材料可持续发展 强度抗震用钢材是一种比较典型的生态建材。地震作用对土木工程构筑物的破坏极大。
6、为了满足建筑高层化、结构大跨度化以及结构抗震等要求，建筑结构用钢材正向高强度化、极厚化、低屈服比、低屈服点和专用化方向发展。抗震设计中要求考虑钢材的弹塑性，在地震时能够吸收地震能量，所以开发了 SN 系列建筑专用钢材，该钢材与 55、SM 不同之处是对屈服比和收缩率等提出了要求。建筑业要求钢材高强板厚，如采用过去添加元素的方法碳当量也随之增高，必然降低焊接性，后来在生产造船钢材技术的基础上，开发了称作 TMCP(热加工控制)钢的建筑结构用钢。 这种钢材在碳当量相同的情况下，可生产强度更高的钢材，对极厚板仍有良好的焊接性和强度稳定性，并可满足焊接箱形断面柱的大热输入焊接的要求。现在大于 40mm
7、 的钢板，几乎全部使用这种钢材。高性能混凝土是另外一种目前比较重要的生态建材。这是 20 世纪 90 年代才提出来的一种全新概念的混凝土。传统混凝土设计思路以强度为主导。随着混凝土强度的提高，其它各项性能，如抗渗、抗冻融、耐久性得到相应改善。但建筑技术发展到今天，对混凝土提出了更高的要求，特别是一些施工难度大、使用环境恶劣、维修工作困难，而混凝土质量要求又高的工程，仅仅靠提高强度是不够的，必须同等改善混凝土工作性能、体积稳定性、抗冻融耐久性、在恶劣环境中的使用寿命长等性能。为满足这些要求，混凝土必须向高性能化方向发展。 3 土木工程施工与管理阶段的可持续发展 土木工程施工从施工准备、施工实施至
8、竣工验收的整个过程除遵循相应的规范、法规合理施工外，同时涉及可持续发展的方方面面，如对生态、人居、环境、资源和能源等的保护。因此，在施工过程中要做到以下几方面。 首先，高效利用建筑场地资源，保护环境，减少污染。对古建筑、植被和场地周边的重要设施设备等要制订明确的保护方案。在保证质量的前提下降低对人工和设备的投入，减少建造过程中对环境的损害，避免破坏环境、资源浪费以及建筑材料的浪费。制订有关保护室内外空气、噪音污染的施工管理办法和执行方案。 其次，要节约资源(能源)和材料。可持续发展的最有效的手段是减少能源的消耗和建筑垃圾和废料的产生。能源的 40消耗在建筑物中，30用在交通上。因此，在设计建筑
9、物及使用过程中，应尽量寻求节约能源的方案，多利用风能、太阳能和可再生能源；在建设工作中重视“变废为宝” ，减少材料的损耗。可将废混凝土、废砖石经回收加工，当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砖等。 再次，形成科学的管理与监督机制。除制订施工项目管理目标，规划实施项目目标的组织、程序和落实责任外，在项目管理过程中贯彻执行：施工过程中尽可能减少场地干扰；提高资源和材料的利用效率，增加材料的回收和再利用；人员和设备的合理统筹等。但采用这些措施的前提是要确保工程质量。好的工程项目质量，可以延长项目寿命，降低项目日常运行费用，有利于使用者的健康和安全，促进和带动社会经济发展，本身就是可
10、持续发展的体现。 4 土木工程拆除与再循环利用环节的可持续发展 土木工程结构在达到了设计正常使用年限之后将面临淘汰和拆除，在拆除过程中势必会造成环境污染，产生大量建筑垃圾和废弃物。建筑垃圾占用土地，降低土壤质量，影响空气质量，造成水域的污染，等等。文献【3】中介绍了拆卸设计(design of disassembly 或 design fordisassembly,DFD)，并将考虑 DFD 的生命循环设计和通常设计进行比较，如图 l 所示。从图中可以看出，两种设计的前 5 个生命阶段是相同的，仅第 6、第 7 阶段不同。在第 6 阶段，DFD 考虑了拆卸，这符合建筑废料和建筑构件的再生产、建
11、筑构件的再利用和整个建筑的移位(含拆迁)。因此，对建筑物的拆除应进行严格控制和论证，对能维护使用的、新规划能避免拆除的，尽量不拆除，也可通过建筑移位或改变建筑使用用途来延长建筑的寿命。 图 1 两种设计生命比较 建筑物寿命终结时，将会变成废弃物。这些建筑垃圾和废弃物完全可转化为再生资源和再生产品。例如，将含杂质的废弃混凝土块，经手工法除去大块钢筋等杂质后，进行初次筛分，将粒径小于 10mm 的颗粒作为杂质除去，再进行初次破碎，利用电磁分离去除镁质杂质；二次筛分后，利用重力分离除去木块、塑料等杂质，冲洗、分级后，即可组成所需品质再生骨料。 以“5?12 汶川地震”的重建为例，重建过程中混凝土的建
12、筑用量是最大的，混凝土的几种原材料中骨料用量居首位。因此，将废弃混凝土作为再生骨料生产再生骨料混凝土是处理建筑废弃物过程中一个十分重要的环节。利用废弃建筑混凝土和废弃砖块生产粗细骨料，可用于生产相应强度等级的混凝土、砂浆或制备诸如砌块、墙板、地砖等建材制品。粗细骨料添加固化类材料后，也可用于公路路面基层。废旧的砖瓦可制成免烧砌筑水泥、再生免烧砖瓦等。 五、结语 可持续发展观念是一个永远不变的话题，在各个领域进行可持续发展的研究探索是一个长期的过程。由于各个行业的差异，研究可持续发展不光是针对自然环境还有对社会、人文方面。在实施可持续发展战略首先要提高人们的思想意识、观念，把可持续发展融入到人们
13、的心中。 土木工程是我国重要的支柱产业，我们需要大力发展的同时也要注重环境的保护。土木工程建设与自然环境是一个矛盾体，我们需要找到它们之间的平衡点，又有利于社会经济的发展又不损坏自然环境，达到它们之间的和谐发展。在土木工程建设中从设计阶段开始，对选材、施工以及最终拆除阶段需要在总体上把握，统筹规划，在各个阶段体现可持续发展的思想。对于土木工程行业执行可持续的战略是有很重大的意义。 参考文献： 1东南大学土木工程结构创新与可持续发展国际会议.会议报告 2吕志涛新世纪的土木工程与可持续发展J 交通运输工程学报 3Graubner C A，Reiebe KSustainable development in the buildingindustry：an analysis and assessment tool for design of disassemblyJEnvironmentally Conscious Manufacturing，2001，4193：372381 4韩林飞四川震后建筑废弃物的再利用J城市环境设计.
