浅谈土木工程可持续发展

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【摘  要】：在社会的发展历程中，土木工程始终扮演着一个很重要的角色，土木工程的发展在很大程度上会促进一个时代的前进。然而，土木工程在发展过程中，对于资源与能源消耗也越来越多，成为阻碍社会发展的因素，所以土木工程的可持续发展显得尤为重要。
【关键词】：土木工程  可持续发展  工程设计  施工 材料  拆除
 
【正  文】
 
可持续发展战略的实施对中国的发展具有重大意义。可持续发展是中国彻底摆脱贫穷，摆脱人口、资源和环境困境的唯一正确选择，可以说，中国的人口这么多，人均资源这么少，生态环境又这么脆弱，只有实施可持续发展才能发展中华。中国政府把可持续发展既看做是跳战，更看做是机遇，因此十分重视对可持续发展战略的研究和实施。对于土木工程这个国家支柱行业来说，可持续发展更显得尤为重要。
中国的土木工程建设从20世纪50年代起一直没有停过，且发展很快，尤其在改革开放20年间，发展极为迅猛，几乎整个中国成了一个大的建设工地。新的高楼大厦、展览中心、铁路、公路及桥梁、港口航道及大型水利工程在中国各地如雨后春笋般地涌现，新结构、新材料、新技术大力研究、开发和应用。发展之快，数量之巨，令世界各国惊叹不已。但是土木行业在如今的飞速发展导致了很多的问题，河流被污染，河沙被掏宅，绿化面积的减少。生态链的失衡，资源的飞速耗尽，都与土木工业的发展有着联系。我国虽说地大物博，但土木行业的发展却是非常迅速，能源的消耗已经是个很严重的问题。要解决这些问题，土木行业必须坚持可持续发展之路。
土木工程是一个比较大、复杂的行业，它包括高层建筑、大跨建筑、公路、铁路、隧道、桥梁、水利工程、特种结构等。在如此庞大的行业前制定一套可行的可持续发展线路是非常困难的，但是如果将其分解细化，再针对每一小部分实施相应的可持续发展规划，就会变得更加容易。笔者认为，无论是建筑，还是其他土木工程，无非包括三个部分：工程设计阶段；施工管理阶段；拆除阶段。所以要实行土木工程的可持续发展，就分别针对此三个阶段制定相应的规划便可。
1、土木工程设计环节的可持续发展
土木工程设计是对工程项目所需的技术、经济、资源和环境等进行综合分析和论证，编制工程项目设计文件的活动。设计在技术上是否可行、工艺是否先进、经济是否合理、设备是否配套、结构是否安全可靠等，都将决定工程项目建成后的功能和使用价值，同时，其设计方案对环境的关注程度直接影响到工程实体在施工、运行与最终拆除和循环利用的各阶段对环境的影响。因此，研究土木工程设计阶段的可持续发展，对今后的设计工作具有极大的指导作用。
工程设计中，不仅要考虑建筑结构的牢固性、外观的美观性，还要考虑工程所在地的生态、地理、人文环境等特征，在设计各个环节要将生态环境考虑在内。在工程经费许可下，尽量选择有可持续发展的场址、高效的能源与材料的利用率、节能高效的施工技术、对周围环境与生态危害小的设计方案。
一项大的土木工程，要经过初步设计、技术设计与施工图设计三个步骤，这三部设计，都需要不同专业的设计人员，这容易导致在设计过程中，设计人员自顾自设计，没有考虑其他设计方案，造成成没有必要的材料与能源的浪费，同时会对生态环境危害加大。所以，在设计过程中，设计人员要加大沟通、交流与学习，是设计规范统一，对可持续发展的工程实际运用进行探讨。同时协调好各种功能的要求，使新研究成果得到充分利用。
2、土木工程施工与管理的可持续发展
土木工程施工是将设计意图付诸实施，建成最终产品的过程。施工阶段同样是我们可持续发展应重视的一个环节。在施工过程中，不可避免地会给生态系统带来破坏，对人居环境带来污染和不利影响。例如，施工中挖掘地面土壤，转运砂、石、水泥等建造材料时产生的扬灰和粉尘，造成大气粉尘污染；设备的安装、运行及转运造成的噪音污染；施工过程中的建造和拆除所产生的废弃物占填埋废弃物总量的较大比重；施工运输会与工地附近或经过工地的交通发生冲突，等等。而具有可持续发展思想的施工过程，将采取积极有效的措施，避免、缓解或减小施工过程中对生态环境的各种影响。在土木工程施工中落实可持续发展思想是可持续的土木工程业的重要体现，对可持续发展的实现具有重要意义。下面将从与施工环节密切相关的土木工程材料和土木工程施工与管理两个方面进行阐述。
2.1、土木工程材料的可持续发展
材料是土木工程之根，新材料的产生会促进土木工程的飞跃发展。当前，土木工程重要材料是钢筋混泥土，混泥土俗称人造石，其主要生产材料有：水泥、粗细骨料、外加剂及掺和料。根据2006年初步统计，我国水泥的年产量已达12.35亿吨，约占世界水泥总产量的40%。近年每年的混泥土用量，均超过10亿立方米，约占世界混泥土总用量的1/3。水泥及混泥土的大量生产，从原料的开采、加工、制造，到配制、生产，以及在使用中和进行废弃阶段，都面临资源、能源和环保的严峻挑战，严重制约了材料的可持续发展。要是土木工程可持续发展，混泥土材料必须向绿色建材转化。
混泥土主要生产物大多是天然材料，如石灰石、沙石，在生产混泥土时，生产者会源源不断的采取石灰石、沙石，这样势必会对生态环境造成伤害。要实现绿色的转化，就首先要从其生产材料做研究，尽量少用天然材料，用一些废弃物来代替天然材料。在环境受到威胁的另一重要方面，是各种工业废渣的大量排放、堆积和污染。例如，我国粉煤灰年排放量为1.6亿吨、堆存量已达5亿吨；煤矸石已堆存34亿吨，占地1333.4万平方米。如果将这些废弃物代替一部分水泥来生产混泥土，这将对于生态环境的保护有着一举两得的作用。
对于混泥土的转化为绿色材料，就更应该提高其使用寿命如将重要混泥土建筑物的安全使用期，由习惯的50年增至100年，因此能成倍省下维修、拆除、重建的各种消耗，大量节约了资源、能源，降低对环境的污染。
2.2、土木工程施工管理的可持续发展
土木工程施工从施工准备、施工实施至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，本身就是可持续发展的体现。
3、土木工程拆除的可持续发展
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。对待这些问题，如果采取合理有效的措施，对生态环境破坏就会减少许多。笔者认为，对于拆除建筑物可以采取以下措施：
（1）、对于使用达到年限的建筑，首先做全面检查与测试，如果发现其主要结构完整、承载力达到要求，无其他严重危险情况，可延续其试用期，然后对建筑物做一次全面的维修与支护。
（2）、拆除后的建筑垃圾，根据情况，进行分类与回收。如可将混泥土块磨碎、除杂等过程后，可用作混泥土骨料等。
总体来讲，可持续发展就是将现有的资源高效利用，同时不会产生破坏生态环境副产物，满足当前的经济发展，又不影响未来的发展。土木工程在人来生活中是一个很重要的行业，土木工程的发展可促进一个时代的前进。但是不可持续的发展就会使世界上仅有的资源消耗殆尽，环境遭到严重的破坏，这一切对于社会的发展来说，不是动力，而是阻力。所以土木工程的可持续发展是非常有意义的。在日常工程建设中我们应首先加大可持续发展的宣传力度，使每个工作人员的可持续发展的意识得到增强；其次，要加快新技术的研发，使以后的工程摆脱传统比较耗能的建设技术、材料等，多应用一些节能、省资源的技术与材料；最后，要优化管理系统，使每一个环节都要保持可持续发展观。
【参考文献】：
【1】朋改非.土木工程材料.华中科技大学出版社 2008
【2】周敬宣.环境与可持续发展.化学工业出版社 2005