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宗楼建筑可持续农村住宅生态产业链设计方案

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发表于 2016-3-28 11:20:08 | 显示全部楼层 |阅读模式
摘 要:
进入2016年,中国的雾霾问题开始更严重,直接威胁着国民的身体健康和国家经济发展。根据国内和国际上最新的雾霾成因分析表明,雾霾形成的最大诱因是巨量燃煤导致的污染排放。
我国80%以上的煤炭直接或间接用于燃烧,生成了大量二氧化硫、氮氧化物、汞、VOCs、颗粒物等多种烟气污染物,造成了严重的大气污染问题。这其中,工业燃煤、火电燃煤、民用燃煤三者对大气污染排放量,几乎三足鼎立。虽然民用燃煤总量要远远低于前者,但因为民用燃煤大多低空直排,且没有相应的环保措施,因此污染程度反倒更严重一些。所以,为了降低燃煤造成的污染,一方面要积极推进洁净能源的替代,另一方面更要重视民用建筑的节能降耗,推动绿色环保的可循环建筑产业健康发展。
本文以农民住宅的新型产业化升级为主,通过新的技术方案,结合建筑垃圾的回收再利用,构建了一个农村住宅产业的绿色生态可持续发展蓝图。
本文系统地通过农村住宅这个载体,分析总结了以下成果:
一、通过提高农村住宅寿命,降低农村建筑的自然资源消耗,能节约大量房屋建材生产、建筑制造和拆除处理的能耗和污染;
二、通过提高农村住宅的节能保温能力,并结合再生能源一体化设计,降低冬季燃煤采暖、夏季空调制冷所消耗的煤和电,能同时减少采暖散煤的燃烧量和火电的负荷。
三、通过建筑垃圾的回收利用,构建农村住宅产业的可循环发展,能做到无排废不产生粉尘污染,不毁地不破坏植被,不开山不伤害大自然的目的。
四、通过建筑垃圾再生产品的推广,能够做到“村村通再生混凝土道路,家家住再生墙板房屋,犄角旮旯铺再生石子抑尘,户户房顶覆再生土种菜”的农村可持续建筑发展之路。
五、通过建筑垃圾的有效回收利用,减少农村环境治理中对乱倒建筑垃圾的治理费用,为美丽乡村建设保驾护航,为农村居民的建房难提供贴心服务。
六、通过高效的产业组织结构设计,升级传统建筑产业,引入装配式房屋、被动式房屋、定制即时房屋生产系统等先进理念,为提高农村居民居住水平和发展各种经济做好基础建设工作。
七、充分考虑经济性,最大化利用现有基础发展新型产业,可以再生利用大量废旧物资和原有工厂基础来实现新产业的兴起。是一种最适合中国农村的新型建筑发展模式,是最适合中国经济落后农村的扶贫新技术。
八、通过新型建筑结构的推广,大大加强农村建筑的抗震、抗洪、抗泥石流能力,提高我国农村居民的抗灾能力,保护更多人的生命财产安全。

关键词:雾霾;农村住宅;节能减排;住宅产业化;可持续发展;美丽乡村建设;经济住宅;住宅制造企业;新型结构体系

正文:

产业背景

燃煤造成雾霾,但在短期内,我国以煤为主的能源结构难以改变,因为无法找到足够的石油或天然气作为替代能源。而同样的问题也曾在国外多次出现,在治理过程中,节能低耗式被动住宅的推广都是不可或缺,甚至是主要的手段。所以如何设计出工厂化、标准化程度高,施工速度快,节能省地、经济性好的新型工业化节能住宅体系,建立完整的可循环发展的新型装配式住宅产业化链条,已经成为我国雾霾治理工作中不可忽略的一环。

总结现有的农村住宅产业的技术特色、综合造价和产业布局,我们可以发现农村住宅产业还面临着一系列问题和存在隐患,主要是高能耗低质量,抗震能力不足、有效寿命短,居住舒适度较低。
更大的问题是,传统建筑模式的不可持续性。体现在:
一、国家明令禁止的粘土砖仍然是最主流的建材产品,其生产时不仅损毁耕地,而且生产模式粗放,燃煤低空直排污染严重。

二、随着老旧建筑的拆除,大量建筑垃圾没有办法处理,进而随意倾倒在沟边路旁,造成农村周边垃圾围城,生态环境恶化。
三、普遍缺乏节能意识,建好的房子采暖能耗高,居住舒适度差,不能适应节能环保的趋势,不能满足居民居住舒适度水平提高的需求,建筑运营成本高,对环境污染严重。
四、缺乏良好的抗震设计和抗震能力,不足以在自然灾害中有效保护居民的生命财产安全。
五、没有足够的设计水平,建好的房子有效居住时间短,加大居民经济负担,同时造成巨大浪费和自然环境污染。

从目前看,现有的传统住宅产业链之所以难以持续,有以下几个矛盾所制约。一、传统模式中资源的不可循环使用与环境保护之间的矛盾。二、传统住宅产业的高能耗模式与节能减排的发展趋势之间的矛盾。三、传统建造方式的人海战术与老龄化社会来临劳力稀缺的矛盾。

二、农村可持续住宅生态产业链的基础研究

2.1提高建筑寿命是建筑业最好的环保方案

一直以来,我们以新唯美,以为什么都是新的才好。于是在一遍遍地拆旧换新中,我们以为我们进步了,GDP提高了,大家都有收入了,看似一切都好。但事实上,我们是在对大自然做错事,是在浪费大自然的给与,是幼稚而无知的一种做法。

一座建筑的制造需要消耗很多资源,包括毁地烧砖、开山取石、长途运输、钢筋水泥,是需要烧很多煤,排放很多污染物才能制造出来的。但是如果一座建筑用100年,就只需要100年内建造一次。而只能用30年的房子需要建造3次,这其中的综合环保效益,就差太远了。因此,要想办法提高建筑寿命,不仅在质量上要能保持百年不变。而且从设计和维护上,都要能够基本满足百年后人们的居住需求。

2.2 限行、限产、煤改气都不如推行被动式建筑

民用燃煤能耗中,最主要的就是冬季采暖,而各地的建筑能耗中,最大的用电负荷就是空调制冷,可以说,提高建筑物的节能效果,是最有效的治理雾霾手段。

假若我们的新建住宅都能达到一定的节能效果,就可能大幅度降低建筑的采暖制冷能耗,不仅减少煤炭的直接燃烧,而且直接避免了煤炭的采掘和运输能耗。间接地,可以大幅降低煤电厂的用电负荷,减少燃煤量,避免电力转换、运输中的各种能耗。

目前的节煤措施中,煤改气可谓是大家关注和期望的一个亮点。然而,实际运营中,由于原有住宅的保温系数不够,导致消费者产生“天价”的采暖费用,进而很多人用不起,制约了实际的节煤效果。

2.3 做好建筑垃圾的综合利用是建筑业循环发展的关键

我们一直在呼吁可持续发展,强调资源的再生利用,但是因为种种技术和成本上的原因,我们的各种可循环产业链的建设一直止步不前。

就建筑垃圾再生利用行业来看,各种破碎和再生技术中,应用效果最好的几个,也因为技术应用或市场推广中遇到的种种问题,而不能获得大面积的发展。其中,遭遇最大问题就是无利可图,因为按照我国的资源定价模式,一次性资源的价格与再生资源的市场售价几乎没有差价,而对于消费者而言,再生资源就是垃圾,谁会在不省钱的情况下用再生资源呢?因此,中国的循环经济发展,自然会是举步维艰。
2.4 推广再生建材制品需要好的规划和思路

为了推广再生建材,各地都下发过相对的政策。然而,因为再生建材的市场环境很差,很多再生建材行业都掉进了恶性竞争或无人问津的地步。进而,让这些政策统统束之高阁,起不到真正推广和推动的效果。
如果说中国建筑业的不可持续发展是病,那么建筑垃圾再生利用就是中药,然而怎么用药?用量怎么控制?需要什么药引?需要怎样调理?药的质量怎么鉴别?用什么器皿熬制?如何控制副作用?这些都是学问,都需要做标准的制定,方案的研究和政策的尝试。
然而,我们很多时候的决策都基于片面性的分析,而缺乏一种对行业真实情况的全面彻底认识,不能够拿出一个足以改变现状的整体长远规划和措施。这一切,基于建筑行业的发展被房地产行业发展的光芒所遮蔽,在全国资源支持房地产大跃进的背景下,建筑业循环发展的理念不能够得到足够的重视。

再生建材的大部分也归属于新型墙材,国家提出墙改二十余年了。但是由于缺乏相应有效的监管和给力的政策,禁止粘土砖的工作虽然投入了巨大的人力物力,但是在农村市场上收效甚微,几乎除了城市内的大型工程外,实心粘土砖仍然是最廉价最主流的材料。因此导致的是,大批新型墙材企业产品积压,进而破产倒闭。这一现象随着轰轰烈烈的禁实运动,时而有所缓解,但本质上并没有改变农村市场实心粘土砖泛滥,而新型墙材艰难度日的局面。
想要有效地推广再生建材,促进建筑业循环发展,就需要通过“有效”的税率调整手段,对再生建材彻底免税,而对粘土砖征收高额消费税。2008年的《资源综合利用企业所得税优惠目录》中规定,符合要求的相关产品应纳税额“减按收入的90%”计算,也就是相当于减免10%,然而实际上,这个税率相对粘土砖企业包税制,要多掏3-5倍的税。诸如此类的政策往往并不能促进再生建材行业发展,是需要引起注意的。

2.5 新体系的原材料应当充分利用现有的老旧建筑

目前的可持续住宅体系主要有木结构、钢结构和再生混凝土结构,其中木结构不适合我国木材资源短缺的现实,不能够成为主流。最有可能成为主流的钢结构,因为同传统混凝土和砖混体系相比,在造价、围护、防火、维护等方面不具有优势,因此迟迟不能够得到快速发展。而再生混凝土结构虽然目前发展迟缓,也没有大批应用的经验,但是由于其应用中,可以大量利用各种工业固废和老旧建筑的拆余物,具有巨大的环保潜能,而且其综合性能和性价比与现有建筑的性能类似,能够得到更多消费者的习惯性认可,因此应当把再生混凝土结构列为我国可持续住宅体系的主推方向。

三、宗楼建筑可持续农村住宅体系的研究和整理

3.1 蓝鲸墙板体系基础理论与试验研究

蓝鲸墙板是一种厚度接近红砖墙体的空心混凝土墙体,特别之处在于“将竖向孔改为水平孔后,虽牺牲了一定的抗压强度,但却解决了砌体竖向缝不宜处理的难题。”每单间一面墙体由3-4块墙板砌成,每一面墙之间依靠现浇钢筋立柱和圈梁连接,墙体只有水平接缝,不存在竖向缝,而其自然形成的端部凹孔同现浇立柱构成了有力的齿合,使得结构上不存在软肋部位,整体性大大加强,尤其重要的是:墙体的模数控制变得简单,其生产、运输的效率大大提高,对其工业化生产的低成本控制大有好处。使其在圈梁和立柱的共同作用下作为承重墙体,使得整个的结构中的配筋量大大减少、工艺简化,从而保证了其经济的可行性。


蓝鲸墙板的主要规格为:内墙板高100 cm,厚度22-30cm,长度1---5米。外复合墙板高100cm,厚度30cm,双排孔,内夹整张5cm保温板,长度1----5米。该模数符合了住宅建筑中,窗台高1米,内门高2米,柱头3.2米的标准模式,以最低的成本解决了门窗位置设计的问题,在实际生产、运输、吊装、使用中取得了很好的效果。而且该模数适宜产品的运输吊装,墙板上不需要任何预埋件的处理,用专用绳套吊装,提高了设备的吊装效率,避免了大板建筑的运输困难、成本高的问题。
3.2 蓝鲸墙板是适合我国农村的新型住宅体系

采用蓝鲸墙板的建筑强抗震、强防潮碱、多种保温设计、施工速度快和抗倒防盗能力强的各方面显著优于粘土砖建筑。尤其可贵的是采用蓝鲸墙板的建筑在综合造价方面不高于采用粘土砖的造价。所以即便在没有任何经济和政策支持的情况下,蓝鲸墙板同样可以走向市场,并成功参与同粘土砖的竞争。

该体系是一个独立的建筑体系,不需要过多的配套产业。投资少见效快,尤其是生产设备简单,可投入大型的生产线自动生产,也可小型机制手工操作,对经济条件不同的地区可采取不同的投资方案,保证了该体系低成本辐射的顽强生命力。这对于一向不适合远途运输的墙体材料有着很重要的意义。
该体系的蓝鲸墙板,可在现有的空心楼板厂基础上改造后生产,减少了固定资产投资,提高了废旧物资的利用,节约了资金、土地的投入,整合了社会的闲置资源,减少了对生态的破坏,对国家经济的发展有着很积极的意义,比需要巨资引进外国生产线的做法要更加适宜我国的农村市场。

随着社会的发展,手工装卸、砌筑的方式将远远落后于机械吊装方式的事实,已随着人力成本的增加而日益凸显。蓝鲸墙板的生产,只需要铲车上料,搅拌机和料,运料车运料,成型机自动成型。自然养护好之后,直接天车装车,工地上直接吊装上墙,人工只是校正即可。全部机械化,省时省力。同样工作人数的情况下,速度比砖砌至少快8倍。

该体系的流程中墙板没有中转、存放、二次运输的中间环节。墙板上车后直接拉到工地、直接吊装上墙。提高了墙材自出厂至上墙的速度,用了最少的人力物力即完成了墙材流通的环节。

该体系能够以更高的技术含量来减少施工程序,提高效率,从而保证了建筑的低成本、高质量能够成为现实。

3.3宗楼建筑独创的建筑垃圾破碎新模式
宗楼建筑公司最新研发了一套新型的建筑垃圾无尘处理工艺,得出的骨料粒形好、成本低、品质高;生产线建设的规模可控性好,成本低、投入少、效率高;改变了以往建筑垃圾处理企业缺乏高附加值再生产品的现象,直接用建筑垃圾制成适用范围广的大型墙板,解决了再生骨料产品如何消化的问题,打造了完整的建筑垃圾循环利用产业链条。
宗楼建筑破碎工艺中,建筑垃圾原料在细破之前,起步就下水,直至成为成品骨料全程皆为湿作业,所以较少出现扬尘,以此达到了节能、高效、无尘化设计。不同于现有很多加工工艺中的仅粗骨料清洗,宗楼破碎模式中,所有原料经过预破碎、人工分拣和除铁后,全部进入滚筒洗石机清洗,在清洗过程中,依靠滚筒搅拌中较大砖块混凝土块的“石打石”效果,对粒度合适的粗细骨料进行整形处理。

经过数分钟的搅拌清洗后,砖块、混凝土块以及由水和细骨料形成的泥浆,被倒入滚筒筛脱水筛分,细骨料在滚筒筛的旋转和高压水流的水洗作用下,落入滚筒筛下方的洗砂机中,经过叶片翻滚清洗和静置沉淀的多重作用下,细骨料被洗砂机洗出,而悬浮着泥土微粒的废水溢出进入循环沉淀池沉淀后,再次进入循环水泵。滚筒筛内,原料中粒度在5mm---20mm的骨料在众多大块骨料和水流的不断冲击研磨后,不经过二次破碎,就直接通过二道筛网落到出料皮带机上被带走。大于20mm的骨料则被皮带机送至二次细破设备,由于此时的原料中粉料及力度小于20mm的骨料已经全部筛除,仅剩余干净的大块骨料,同时大块骨料已经被一定程度地浸湿,所以破碎过程中产生极少的粉尘,仅仅依靠维护结构就能避免扬尘,从而避免了过多粉尘处理的成本,同时更节能环保。细碎后的原料落到初碎和滚筒洗石机之间的皮带上,被送入滚筒洗石机和滚筒筛中后,被初碎的大块骨料进行冲击研磨,使得其得到了类似自然河流中的成型效果,骨料被磨去菱角,变得圆滑密实。研磨的同时初碎中混入的土块也在浸泡和冲洗过程中被打散和稀释,一些强度较低的混凝土块和灰块也都被砸碎,成为了细骨料中的填料。
一、与现有破碎工艺的对比
1.细骨料含泥量极低
相对以往很多工艺中,细骨料泥土含量高,不适应直接配制混凝土的问题,宗楼破碎模式中,细骨料经过大块骨料的剧烈研磨、滚筒洗石机和滚筒筛内高压水流清洗、洗砂机清洗及脱水处理后,含泥量极低,因此可以直接用于配置各种强度的混凝土。
2.有效避免过度破碎
相对以往破碎工艺中,普遍存在的过度破碎问题,宗楼破碎模式有效地避免了对粗骨料的过度破碎。以往的细碎过程中,所有原料都经过二次破碎,经过剧烈的锤击后,骨料内部普遍存在大量裂痕,破坏了骨料的物理性能,增加了骨料的吸水率。同时,将符合粒度要求的粗骨料也破碎成细骨料,从而导致细骨料产量大于粗骨料产量的现象。这样的现象,存在一定的能源浪费,同时降低了生产效率,增加了成本,也制约了再生骨料的实际应用。
3.节能低耗提高效率
相对以往破碎工艺,宗楼破碎模式中,原料中粒度合适的粗细骨料可以不经破碎,经过研磨冲洗后,直接筛分利用成为成品料,从而降低了能耗,提高了产量,也保证了天然骨料的完整性。而用于二次破碎的锤式或锥式破碎机,由于安装了变频设备,可以直接控制转速和产量,可以调整到最合适的转速,即保证破碎粒度合适,又避免过度破碎的能源浪费,从而降低了一定的成本。
4.消除裂痕提高品质
相对以往破碎工艺,宗楼破碎模式中,凡是二次破碎后,内部存在裂痕的骨料,在经过滚筒洗石机和滚筒筛内的翻滚研磨后,大多被裂解成更小块的粗骨料或细骨料,从而使成品骨料中存在内部裂痕的几率大大减小。
5.无尘生产避免污染
相对以往破碎工艺,宗楼破碎模式中,对环境造成二次污染的可能性大大降低。以往破碎线生产中,最大的问题是扬尘。而宗楼破碎模式最大的特点,就是解决了二次扬尘的顽固问题。除了上料时和预破碎的颚破前,有一定的扬尘可能,之后几乎没有扬尘的环节,而通过原料洒水处理,上料和颚破前的扬尘问题也很好解决。一般情况下,厂内绿化都不会受到扬尘污染的问题,因此该技术可以一定程度上解决现有的“建筑垃圾处理点建设时选址难、环评难”的问题。
6.粗细骨料比例可调
相对以往破碎工艺,宗楼破碎模式更成功的环节,在于再生骨料的生产和应用一体化。不同于以往制砖工艺中,大尺寸的粗骨料不能直接利用,或者是产品中不能百分百地使用再生骨料;宗楼破碎模式中,粗细骨料的产出比例是可调的,并且墙板生产中是百分百利用再生骨料,因此就不存在“副产品处理”的问题。这一点在实际生产中,意味着破碎线和墙材生产线的无缝契合,不仅减少富余粗细骨料储藏转运的成本,而且降低了投资风险。

目前我国再生混凝土结构发展的最大制约,就是建筑垃圾骨料存在生产成本高和使用中易裂缝、和易性差、强度低等问题。
为解决这些问题,宗楼建筑公司进行了长期的研究和实践,目前基本解决了再生混凝土的强度低和和易性差的问题,同时解决了再生混凝土中,再生骨料掺量不能达到100%的问题。
在已经大量应用的再生建筑垃圾围墙墙板中,全部使用再生骨料生产,实践证明是可行的。

因为目前农村建房中的砌筑砂浆,标号普遍提高,所以到拆除时所砌筑的红砖都很难回收。因为拆除成本大于可得利益,所以今后红砖砌筑的房屋,很多已经失去了回收价值。

而蓝鲸墙板住宅的墙板,可以破碎立柱后拆卸,能回收的直接回收利用,不能回收的固体物粉碎后,还可以用来做墙板,因为是纯混凝土建筑,节约了回收后的垃圾分拣等成本,所以成本低、利用率较高。是真正的“可循环生态建筑体系”。

该方法彻底从房屋建造中放弃了粘土制品的使用。所用的原料,包括了一切可配置混凝土的物质。可根据不同的使用地点来采用不同强度的墙板砌筑,在不同的地区用不同的原料生产,从而保证了拥有最大的利废容量和经济性,并对利废企业的长远发展提供了保证。该方法建造的房屋几乎为纯混凝土建筑,而墙板一般可回收。所以在回收利用时,除可再生构件外的一切垃圾,均可不加筛选地用于人工沙石的生产,实现资源的循环利用。

3.4设计、制作、施工与回收一体化的集成公司模式

该体系建筑的实际施工将依托建筑企业来完成,从此用户将从实际组织管理的传统建房模式,转变为提出要求及购买服务的现代购房模式。这样一来有利于以整体房屋的理念来施工管理,从而降低了工程历时长而造成的资源搁置和意外损失。同时可避免因设计失误而造成的返工废料,在无形中避免了业主自建过程中的风险损失,并节省了业主大量时间和精力。蓝鲸墙板时代的“房屋工厂化”概念就是一个企业能够将房屋像超市上的商品一样让客户自由方便地选购,而且能够在最短时间里生产出来供客户使用。在未来,客户需要面对的将不再是“建筑市场”,而是“建筑工厂”,你需要的房屋就是这个工厂的终端产品。
不同于现有开发企业的是,房屋工厂生产销售的仅仅是房屋本身,而并非倒卖土地。它所针对的是所有拥有自己土地的组织和个人,这种服务是社会大众,尤其是8亿农民,所有企、事业单位和所有有基建需求的组织和个人所最需要的,是真正的房屋工厂化,是真正的专业施工、专业品牌服务,真正成本最低的房屋工厂化生产方式。
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