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user: 3. 我国建筑业可持续发展解决方案 文章从我国经济技术基础、新型建筑结构发展现状、以及工业化国家的发展经验提出了几点解决方案。 3.1. 抑制房地产投机行为和过度投资 我国存在巨大的房地产泡沫这是业内的共识，住房本该是服务于人们的生产生活，却在2008年经济危机后极短时间内成为全国性的资本追逐利益的战场。这直接导致我国每年新开发了大量的建筑，在交付面积远超实际需求数倍的情况下量价却都能违背正常经济规律而持续高位运行。按当前我国城市化水平年均提高1个百分点计算，2018年我国城市新增人口约1400万，当年我国人均住房面积为39平方米，由此计算得出当年需新增住宅面积5.46亿平方米，而根据国家统计局数据，2018年我国住宅商品房销售面积超过14亿平方米，若考虑安置房面积则接近20亿平方米。由此可知大量住宅因投资性购买后而闲置，造成资源的浪费。西南财经大学的调查报告显示，2013年我国城镇家庭住房空置率达到22.4%，将近是高度老龄化、少子化日本的2倍。结合近几年房屋销售数据，该指标应有相当幅度的提升，而健康的房地产市场住房的空置率一般在10%以内。 我国商品房空置率已经远超合理水平，在2011年全国住房空置率就超过了10% [ 8 ]。而最新的报告显示，2018年我国办公楼平均空置率为19.8%，部分二线城市则超过35%，华中地区空置率接近50%。住建委数据显示，2018年我国一、二线城市商业综合体的平均空置率已经达到9.4%，中小城市空置率更高，由于近年商业地产投资过热，计未来5年就有20%~25%的购物中心面临关闭。 我国房地产投机行为已经超出了合理范围并且形成了泡沫，投机行为引发的过度投资不仅造成了资源的浪费也占用了城市宝贵的土地资源。而这种发展模式既不符合市场经济规律也大大超出了我国社会和自然环境的承载力。抑制房地产因投机行为引起的过度投资与开发既是维护和发展我国的国民经济也是推动我国房地产健康持续发展的必要举措。 3.2. 建筑垃圾的再利用 我国建筑垃圾的利用率还不足10%，而发达国家普遍达到90%左右，日本和韩国甚至超过95%。日本从1970~2000年出台了一系列建筑垃圾再利用法案 [ 9 ]，到2012年，日本的建筑垃圾再利用率达到了96%，其中混凝土更是达到了99.3%，几乎达到100%。我国建筑以钢筋混凝土为主要材料，拆除后产生大量的旧混凝土，和废钢。大量的研究结果表明，废旧的钢筋混凝土完全可以被再利用。将废钢从混凝土中剥离后可以重融再生，而废旧混凝土经粉碎后可以用来生产水泥 [ 10 ]，若将石子分离可作为再生粗骨料用于新混凝土的生产(再生骨料混凝土)。研究表明，再生骨料混凝土的强度与再生骨料的来源、再生骨料的取代率密切相关 [ 11 ] [ 12 ]，但对配合比优化之后，再生骨料混凝土的力学性能与新混凝土十分接近 [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]，如图3所示。旧的混凝土中的水泥砂浆可以用来制砖 [ 16 ]，也可以通过机制沙作为混凝土的细骨料。除废旧的混凝土外，建筑拆除产生的木材可以加工为建筑模板，其他金属、玻璃等材料基本可以回收作为原材料用于再生产。 图3. 不同粒径粗骨料再生骨料混凝土抗压强度与母材的对比 如果我国能将建筑垃圾的再利用率提高到50%，在减少城市周边垃圾堆积的同时，能够大幅度减少自然资源和能源的消耗。 3.3. 开发绿色建材 3.3.1. 木结构建筑 目前，从自然中获得可直接用作建筑材料的主要是木材，木结构房屋在北美和日本等木材资源丰富的国家得到了广泛的发展和应用，但真正将木材力学性能发挥到极致是我国的古代劳动人民。故宫是世界上现存的规模最大的木结构建筑群，建筑面积约15万平方米；应县木塔我国现存最高最古老的纯木结构塔式建筑，高达67.31米，距今900多年，至今保存完整。现代最高的木结构建筑是加拿大英属哥伦比亚大学(UBC)于2017建成的学生公寓，共18层，总高度为53米。当前我国发展木结构所面临的问题主要还是资源的短缺，一是木材资源的匮乏，我国已经全面禁止天然林的采伐，优质的木材依赖进口；二是土地资源稀缺，特别是城市用地十分紧张，发展高层和超高层住宅是满足大量城市人口居住的同时控制城市扩张的必然选择，超高层木结构面临材料性能不足和设计难度大的现实问题，而钢筋混凝土结构则不存在这两方面的问题。因此，利用有限的资源和相对成熟的设计建造经验在我国土地资源相对丰富的地区用木结构代替部分钢筋混凝土结构更具现实意义。 3.3.2. 现代竹结构 现代竹结构是近十几年才进入人们的视野，因其顺纹方向的高承载力被认为是替代木材的最佳选择。我国木材资源相对匮乏，却有丰富的竹林资源，我国竹类植物共857种，竹林面积538.10万公顷，其中适合作为结构用材的毛竹林面积386.83万公顷 [ 17 ]。竹材又是一种多年生草本植物，一般3~5年即可成材，可以说我国发展竹结构具有得天独厚的资源优势。胶合竹材是发展现代竹结构的基础，如图4所示，利用热压胶合工艺，将竹坯逐层叠合形成胶合竹板材或块材，最后根据需要冷压成一定截面尺寸的胶合竹构件。胶合竹材克服了天然竹材中空薄壁的构造缺陷，使其能够像木材一样应用到结构设计中 [ 18 ]。现代竹结构体系是基于现代力学、材料学、结构设计及实验学等理论，通过开发新型竹结构材料，建立工业化生产方法、利用现代结构设计、施工方法以及维护技术将竹材构件拼接安装而成的一种新型结构体系 [ 16 ]。 图4. 不同粒径粗骨料再生骨料混凝土抗压强度与母材的对比 材性试验表明，胶合竹完好地继承了天然竹材顺纹方向高强的力学性能 [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]，如表1所示。另一方面，我国在竹结构体系的研究进展处于国际领先水平，已进入设计建造阶段 [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]。然而，相对于木结构而言，目前尚无竹结构设计规范，这是竹结构在民用市场推广应用的一大障碍。作为一种绿色建筑材料，竹结构必将在未来的建筑市场占有一席之地。 Table 1 Comparison of mechanical properties of glued laminated bamboo， engineered wood and stee 材料 抗压/MPa 抗拉/MPa 抗剪/MPa 抗弯/MPa 弹性模量/GPa 重组竹 129 248 - 250~300 35 层压胶合竹 73 85 17 115 15 Glubam 51 83 16 99 9.4 冷杉 57 49 11 68 13 钢材 250~400 250~400 - 235~400 190~210 表1. 胶合竹、工程木和钢材的力学性能比较 备注：重组竹、层压胶合竹和Glubam是三种不同生产工艺的胶合竹；表中胶合竹和工程木的力学性能皆为沿材料的顺纹方向。 3.4. 提高建筑使用寿命 我国《民用建筑设计通则》规定，一般性建筑的耐久年限为50~100年，但我国建筑拆除时的平均寿命仅为30年，远低于设计寿命。与之相对应的是，西方国家的建筑的平均寿命普遍高于中国，其中英国为132年，美国为74年 [ 25 ]，这意味着我国建筑更新速度是发达国家的2~4倍。因此，提高建筑的使用寿命能够显著减少因建筑更新而产生的建筑垃圾同时降低对自然资源的需求。 影响建筑寿命的因素很多，设计指标、施工质量、装修、维护水平等都会对结构的耐久性产生一定的影响。我国地产企业大都处于高负债运营状态，为了降低建筑整体开发成本，快速回笼资金，出现了一批以碧桂园为代表的采用高周转运营模式房企，这种快速拿地，快速施工的运营模式很难保证施工质量。此外，我国破墙开店、野蛮装修的现象十分普遍，这种势必会对建筑造成不可逆的结构性伤害。因此，在已经解决材料强度的基础上，通过提高设计指标、施工质量、维护水平、指导居民合理使用等方法提高建筑的耐久性。 我国《混凝土设计规范》中有专门指导建筑加固、补强措施的条纹。在确保结构安全的情况下，我们应该鼓励任何形式的加固、修复措施以延长建筑的使用寿命 [ 26 ]。此外，经鉴定后，将建筑降低使用标准而改变用途而非直接拆除也应得到支持。