國外混凝土 可持續(xù)發(fā)展的混凝土建筑

　　建筑業(yè)是土地和原材料的消費大戶。在英國，90%非能源資源被用于建筑業(yè)，總量約2.6億噸，其中包括大量人口稠密地區(qū)和風景地區(qū)附近的土地。建筑業(yè)會產(chǎn)生大量粉塵和噪音，包括使用重型機械設(shè)備，產(chǎn)生大量廢料。在英國，估計約有7000萬噸建筑和拆除廢料，包括廢土。大約有1300萬噸運至工地的材料，最后被浪費掉。生產(chǎn)某些主要的建材產(chǎn)品，特別是水泥和磚塊，需使用高溫加工生產(chǎn)，因此，建筑材料的生產(chǎn)是能耗大戶，并導(dǎo)致釋放大量溫室氣體，其他氣體和產(chǎn)生大量廢料。估計用于建筑材料生產(chǎn)和運輸?shù)哪芎?，約占英國工業(yè)總能耗的25%。

　　可持續(xù)發(fā)展建筑業(yè)中的混凝土

　　混凝土由于其通用性和經(jīng)濟性，是主要的建筑材料，使用混凝土具有很多環(huán)境效益。認識到混凝土對可持續(xù)發(fā)展建筑更具潛力的貢獻，對于規(guī)劃一個可持續(xù)發(fā)展的未來，混凝土是至關(guān)重要的。當然，混凝土只是適用于不同工程項目材料大家庭中的一員，由于其通用性如此之大，因此，把它用成環(huán)保型材料的潛力亦頗為可觀。其強度，包括高保溫性、良好的隔音性和形式的靈活性，使其能被設(shè)計成節(jié)能型的材料，融入到建筑構(gòu)造之中。

　　混凝土還能抵御多種侵蝕性的化學物質(zhì)。在生產(chǎn)過程中，可使用其他工業(yè)廢料和副產(chǎn)品，還可用作最廉價的污染土地處理，混凝土還可用來儲存許多危險性材料。

　　環(huán)境影響

　　我們必須關(guān)注許多來自混凝土生產(chǎn)和使用的環(huán)境影響因數(shù)，而且在一定情況下，將其與潛在的優(yōu)點進行對比?；炷琳冀ㄖ筒鸪龔U料的53%，是使用比例最高的建筑材料。大多數(shù)水泥和集料用于生產(chǎn)混凝土。波特蘭水泥和混合波特蘭水泥，是當前僅有的用于混凝土所需性能和耐久性要求的廉價膠結(jié)材料。水泥生產(chǎn)將消耗大量能源，并產(chǎn)生大量CO2。集料的采集，對環(huán)境影響亦很大。相對其人口和經(jīng)濟而言，英國是混凝土應(yīng)用小戶。據(jù)估計，生產(chǎn)混凝土釋放出的CO2，占總量的2.5%，其中，生產(chǎn)混凝土釋放出的CO2大約占8%，生產(chǎn)水泥釋放出的CO2大約占4.8%，生產(chǎn)和使用混凝土對環(huán)境的影響與日俱增，特別在發(fā)展中國家更是如此。

　　向可持續(xù)發(fā)展的建筑業(yè)前進

　　在“可持續(xù)性”和“環(huán)境”理念中，有許多能適用于各種特殊目的的思路，其中最重要的是要認識到可持續(xù)發(fā)展是一個涉及多方面的問題。英國政府倡議的結(jié)果，提供了一個卓有成效的行動準則，而這些可應(yīng)用于可持續(xù)發(fā)展的混凝土建筑方法，就是該行動準則的依據(jù)。該行動準則的戰(zhàn)略，提供了十大付諸行動的課題，其宗旨是獲得更大的效益，即向研究機構(gòu)提出挑戰(zhàn)，開發(fā)更有效的能滿足社會需求的，可持續(xù)發(fā)展方法。研究人員必須深入到建筑行業(yè)，全神貫注實施可持續(xù)發(fā)展的施工方法。

　　可持續(xù)發(fā)展，必須貫穿于建筑業(yè)的全過程，包括從應(yīng)用到拆除整個生命周期。它不僅僅是個環(huán)境問題，而且還有許多需考慮和平衡的潛在沖突和因素。

　　使用年限預(yù)測有助于可持續(xù)發(fā)展建筑的竣工移交。當綜合考慮使用合理的初步方案設(shè)計、（詳圖）深化設(shè)計和施工作業(yè)時，使用年限預(yù)測有助于采用一種經(jīng)濟有效的方式，來滿足業(yè)主對整個使用期內(nèi)結(jié)構(gòu)性能的需求。最符合可持續(xù)發(fā)展建筑戰(zhàn)略，就是一種建筑的質(zhì)量，能使其結(jié)構(gòu)滿足規(guī)范要求的使用年限。根據(jù)可持續(xù)發(fā)展標準，超標準設(shè)計也是一種失敗的建筑。因為，這樣的建筑所使用的材料，既超量，又超質(zhì)。而劣質(zhì)材料、設(shè)計和施工工藝，也是一種失敗的建筑。因為，這樣的建筑會導(dǎo)致維修或重建。

　　何為使用年限

　　BSEN 1990：2002歐洲規(guī)程--結(jié)構(gòu)設(shè)計依據(jù)，把使用年限定義為一種結(jié)構(gòu)預(yù)期被使用的假設(shè)（定）期限，其中包括預(yù)期的維護，但不包括必需的重大維修。

　　一項建筑使用的直正終結(jié)，取決于若干因素，包括使用目的的變化和經(jīng)濟因素，另外還包括全部或局部結(jié)構(gòu)損壞。在設(shè)計和施工過程中，還有許多因素可決定所設(shè)計的使用終結(jié)，這些問題強調(diào)的是需求：[Page]

　　采用整體方法進行設(shè)計，包括整個施工過程，并明確使用年限

　　根據(jù)對已建工程的性能評估，進行整個使用年限的成本分析，并決定達到業(yè)主目的的施工方法

　　最初，這種方法似乎對大多數(shù)結(jié)構(gòu)而言相當復(fù)雜，而現(xiàn)在，它已成為一種簡單的設(shè)計慣例。在設(shè)計階段，一種簡單明了的考慮使用年限的理念，可大大提高結(jié)構(gòu)在其整個使用年限的性能。

　　使用年限設(shè)計必須深刻掌握導(dǎo)致結(jié)構(gòu)提早毀損的機理，并且掌握過期后會發(fā)生的種種變化。當前，工程師都很好掌握了結(jié)構(gòu)的逐漸惡化效應(yīng)，并最終失去使用能力，因此，許多工程都需要進行有關(guān)使用年限的設(shè)計。

　　獲得所需的使用年限

　　要獲得所需的使用年限，需分三步進行考慮

　　盡可能精確地確定結(jié)構(gòu)所需的使用年限

　　確定可能潛在導(dǎo)致結(jié)構(gòu)提早毀壞的機理

　　確保落實克服結(jié)構(gòu)毀壞機理及其后果的措施

　　分階段分析施工過程，包括設(shè)計、施工、使用維護和管理

　　這些步驟與相對簡單，但更需用智慧，就有關(guān)外界環(huán)境對結(jié)構(gòu)影響的設(shè)計和細部設(shè)計作出決定相比，很少涉及特殊材料的選擇或結(jié)構(gòu)毀壞的精確分析，這里需考慮的問題，大都只與溫度和滲水有關(guān)。

　　結(jié)束語

　　本文的目的旨在描述依靠混凝土來開發(fā)可持續(xù)發(fā)展建筑技術(shù)的方法。本文還總結(jié)歸納了當前正在進行的這類開發(fā)研究工作?；炷潦亲罨镜慕ㄖ牧希鶕?jù)研究結(jié)果和經(jīng)驗，要使混凝土對可持續(xù)建筑工作出貢獻，必須使其性能獲得最有效的應(yīng)用。

　　當前的研究工作證明，各種含有廢料和再生材料的新型混凝土，是可以被當作“低能源”水泥材料，進行有效應(yīng)用的。

　　使用年限設(shè)計，在可持續(xù)混凝土建筑中，可以起到至關(guān)重要的作用。當前英國研究院的研究工作正至力于解決建筑全過程中的使用年限和耐久性問題。使用年限設(shè)計有助于可持續(xù)發(fā)展，即以低成本，滿足業(yè)主要求，避免由于超標準設(shè)計，給結(jié)構(gòu)耐久性帶來浪費，或由于劣質(zhì)設(shè)計和材料，使結(jié)構(gòu)提早維修，產(chǎn)生昂貴的維修費。此外，采用這種結(jié)構(gòu)方法型的使用年限設(shè)計，也向我們提供了一種機會，即鼓勵我們在各合理的施工過程中，吸取其他與可持續(xù)性有關(guān)的建議。

　　(顧耀臣 自譯 英國《CONCRETE》雜志2004/March P.31-33)