0 引 言
建筑垃圾主要是指建设、施工单位在新建、扩建、改建和拆除各类建筑物、城市管网、构筑物等，以及居民装修装饰房屋过程中产生的渣土、砌块以及成分复杂的化学废弃建材，主要分为工程渣土、工程泥浆、工程垃圾、拆除垃圾及装修垃圾5类[1]。据统计，我国建筑垃圾年产生量多达20亿t，由于缺乏有效的管控，建筑垃圾资源化利用率不足5%，远低于发达国家资源化利用率(>80%)，大部分的建筑垃圾被填埋或偷排，对生态环境和居民安全造成严重危害[2-6]。
建筑垃圾管控存在弊端，其形成原因来源于较多方面[7-9]，其中，标准和专利的缺失为首要方面。宋华旸等[10]的研究中提到某些国家从政府层面建立了较为完善的法律、法规体系，在行业层面建立了切实可行的标准、规范体系，如德国、美国、日本等国家政府积极参与建筑垃圾管理中，通过建立完善的市场调节机制、加强准入制度及处理建筑垃圾许可证制度，制定法律、法规及政策措施来促进建筑垃圾资源化利用。由此可见，完备的建筑垃圾全链条制度标准体系是各地区和政府顶层设计与规划的依据，是促进建筑垃圾在全生命周期严格管控的基础。全方位完善建筑垃圾处理处置标准是现阶段建筑垃圾管理的首要任务。建筑垃圾相关专利的数量及质量是体现我国现有建筑垃圾处置技术水平和发展重要指标。何更新[11]对国内外建筑垃圾资源化标准进行分析，但是重点针对美国、英国等国家再生骨料技术标准，未针对工程泥浆、工程渣土及装修垃圾相关标准做出具体分析；丁志坤等[12]运用TRIZ理论对专利进行深入剖析,提取出专利所运用到的改善参数与恶化参数,根据矛盾矩阵得到相应的发明原理，揭示了建筑垃圾再利用相关专利的创新规律，建筑垃圾再生产品的发展方向是轻质、高强。我国目前关于建筑垃圾管理的标准规范及专利分析的文章较少。
本文以工程泥浆、工程渣土和装修垃圾3类建筑垃圾为例，通过分析现有的国内外标准和专利，针对我国现阶段存在的问题，提出合理的管控建议，以解决目前政府和施工单位对此类建筑垃圾管控难的问题。
1 国内外工程渣土、工程泥浆标准和专利分析
工程泥浆主要包括水分、黏性土、粉砂等，经过滤、压滤等处理后所得泥饼与工程渣土成分相似，故将工程泥浆与工程渣土同时进行分析。在标准方面，目前国内工程渣土、工程泥浆综合管理相关标准主要有CJJ/T 134—2019《建筑垃圾处理技术标准》[1]、GB/T 50473—2012《工程施工废弃物再生利用技术规范》[13]。通过标准内容分析发现，目前我国有关此类建筑垃圾相关标准与国外相比(表1)，主要存在以下不足。
表1 国外施工建筑垃圾相关标准和专利
Table 1 Related standards and patents for foreign construction waste
专利名称/标准名称完成单位/发布单位标准号/专利号(或申请号)废弃物特征—废弃物、污泥和沉淀物灼烧损失的测定[14]GB-BSI(英国标准协会)BS EN 15169—2007加固/加筋土壤和其他填充料的实施规程[15]GB-BSI(英国标准学会)BS 8006-1—2010+A1—2016用黏土、天然石或混凝土铺筑材料进行的路面[16]GB-BSI(英国标准学会)BS 7533-3—2005+A1—2009用打夯机压实土壤的试验方法[17]JP-JISC(日本工业标准调查会)JIS A1210—2009道路土壤的平面荷载测试方法[18]JP-JISC(日本工业标准调查会)JIS A1215—2013建筑物内废弃物管理实施规则[19]GB-BSI(英国标准学会)BS 5906—2005土壤与水分离的挤出系统与方法[20]Justesen Neil; Leoni Fred(发明者)US10112126淤泥在陶瓷膜过滤过程中生成的脱水饼[21]Kim Jihoon;Kim Minjin(发明者)KR101973737地面固定用水悬浮液的干混液,以水悬浮液和水悬浮固地方法为基础[22]Grishin Andrej Nikolaevich(发明者)RU2685515加固土壤的方法[23] Могунов Виктор Владимирович (RU)(发明者)RU2005111494水泥浆喷射装置和水泥浆喷射方法[24]Matsui Satoru; Takahashi Norio(发明者)JP2013036241
1)顶层设计和规划缺失：从现有标准、规范分析，我国已经制定了一系列有关建筑垃圾的标准规范，但建筑垃圾综合利用顶层设计严重不足，未从建筑垃圾全生命周期出发形成系统的标准体系。顶层设计和规划的不足，导致建筑垃圾“产生—收集—运输—处置”全链条管理缺乏依据，严重影响建筑垃圾资源化工作的推进。
2)监测指标体系不健全：建筑垃圾理化指标体系是资源属性的重要体现，指标的合理性、准确性是保证建筑垃圾合理、安全处置的重要基础。从建筑垃圾发生源监测指标，到处置过程中可能产生的废水、废渣、废气中监测指标，再到最终再生产品出厂前监测质量指标、环境指标，建筑垃圾处置全链条监测体系是建立合理资源化体系及保证再生产品质量的基础。然而，我国目前建筑垃圾理化特性研究和资源化技术手段匹配性不足，未形成系统、科学的指标体系，导致建筑垃圾处置技术受限，资源化利用效率不高。
3)再生产品安全性评估标准缺失：建筑垃圾成分复杂，可能含有对人体有危害的重金属、有机物等有害物质。当制成再生产品时，建筑垃圾中有害物质若未完全消除，存在安全隐患，可能对环境和人体造成一定危害，使得人们对再生产品的产品质量、安全性存在顾虑。再生产品制成全过程需要有相应的标准规范，严格管控可能存在的有毒有害物质的限值，确保再生产品的安全性，逐步推进再生产品市场化进程。
在专利方面，我国工程渣土的综合利用技术主要是：含砂量较大的工程渣土根据粒径进行泥土分离，符合骨料标准的部分直接进行销售，剩余部分渣土选择外运。含砂量较大的工程泥浆可进行剩余泥水、砂的分离，砂子直接销售，余泥与其他添加物按照一定比例进行混合制备再生产品，表2列出了我国部分关于工程渣土、工程泥浆资源化相关专利。
表2 国内工程渣土、工程泥浆资源化专利
Table 2 Domestic engineering slag and engineering muck resource patents
专利名称专利号(或申请号)一种含有工程渣土的免烧结砖及其制作方法[25]CN201910349050.3一种工程渣土处置工艺[26]CN201510594305.4工程渣土替代天然砂制备的水泥砂土浆及制备方法与应用[27]CN201910143702.8一种基于工程渣土制备泡沫砖的方法[28]CN201610062804.3一种环保型砂浆及其制作方法[29]CN201910348853.7一种再生环保砖及其制备方法[30]CN201910508183.0一种余泥渣土再生免烧砖及其制备方法[31]CN201810789413.0用于固化二氧化碳的渣土砖及制备方法[32]CN201710335206.3一种免烧仿古青砖及其制备方法[33]CN201810496057.3一种抗冲击余泥渣土再生免烧砖及其制备方法[34]CN201810495077.9免烧渣土砖及其制备方法和其应用[35]CN201710755952.8一种大掺量利用余泥渣土制备的免烧砖及其制备工艺[36]CN201710180413.6利用废弃渣土制成生态砖[37]CN102515643A一种使用建筑垃圾废弃泥浆制成的建筑用砖[38]CN201721427257.0一种固化回收废弃砂性泥浆沉渣制得的桥背回填料及其配制方法[39]CN201610866167.5一种地下连续墙废弃泥浆的泥水分离方法[40]CN201710264027.5
由表2中列出的部分专利可知：工程泥浆、工程渣土资源化处置体系主要集中在砖砌类物质的烧制，利用工程渣土或泥浆经压滤后所得的泥饼与煤矸石、石灰等添加物混合制砖。渣土利用最多的仍是制砖，产品种类及用途单一，资源化处置技术单一，核心技术少，未能形成全面、多方位的建筑垃圾处置技术，导致建筑垃圾终端处置企业资源化能力有限，资源化利用效率较低。我国大部分工程渣土、工程泥浆类建筑垃圾采用低端处理方式——外运堆填，该处理方式对此类废弃物资源是极大的浪费。
针对这种现状，政府需积极引导、支持，加强国内企业与科研院所的合作，科研院所根据企业发现、提出的问题有目的地进行研究，尽快地将技术转化为生产力；企业充分利用高校雄厚的科研实力，有的放矢，有针对性地研发新技术、新产品，避免产研脱节，实现技术的应用和市场转化。
2 国内外装修垃圾相关标准与专利分析
装修垃圾是装饰装修过程中产生的垃圾[1]，具体是指在集体、单位或个人依据合理的设计理念，在对新建建筑一次装修和旧建筑物二次装修过程中，产生的废砖、废混凝土、废木材、刨花、灰土、废陶瓷、废五金和废杂物等。近年来，随着建筑市场的飞速发展，越来越多的新型装修材料不断出现，伴随产生的装修垃圾成分也越发复杂，对环境造成的威胁也随之增加。比如，在房屋装修过程中会使用涂料、着色颜料等，装修垃圾及粉尘中会出现铅、铬、镉、汞、砷等重金属；剩余的装修材料如各类家具碎片、卷材地板、地毯、地毯衬垫、木板等采用了有挥发性的树脂等材料，或在使用过程粘上溶剂型木器涂料、油漆等，因此会挥发甲醛、挥发性有机化合物(TVOC)、苯、甲苯和二甲苯、氨等[41]。装修材料成分复杂，由其产生的装修垃圾成分复杂、毒害作用大，若直接填埋会对环境产生极大的安全风险,装修垃圾的处置是我国目前建筑垃圾处置的重点。
与国外装修相关标准与专利相比(表3)，目前我国在装修建筑垃圾处置和资源化利用方面仍处于探索阶段，在标准和专利方面的制定和研发严重不足(表4)，大部分装修垃圾直接在填埋场进行填埋，产生相应的资源环境问题。因此，装修垃圾处置、管理相关标准的制定和专利的研发，将成为今后建筑垃圾领域研究的重点和热点。在装修建筑垃圾处置方面，国外标准专利为我国提供了很好的借鉴作用，主要有以下4点。
表3 国外装修相关标准与专利
Table 3 Standards and patents related to foreign decoration
专利名称/标准名称完成单位专利号/标准号装修墙纸[42]芬兰国家标准IE-NSAII.S.56—1953内部石膏、水泥及石灰抹灰系统的设计、制备和应用规范[43]英国标准BSBS 8481—2006装修和装饰用壁纸和墙面涂料粘合剂[44]日本工业标准调查会JIS A6922—2003建筑物的内部装修材料和施工程序的不燃性试验方法[45]日本工业标准调查会JIS A1321—1994墙面饰层—术语符号[46]德国标准化学会DIN EN 235—2002以聚氯乙烯为基础的聚合物建筑装修材料及制品卫生化学评定法[47]俄罗斯标准GOST 26150—1984内饰材料及其涂覆方法和材料[48]美国专利局20090126300一种室内装饰纸及其装饰方法[49]Kim, Mi Kung(发明者)KR20170164292除臭剂和抗菌剂[50]Hoshino, Akira(发明者)EP1151666
1) 制定合理的经济政策。
从发达国家的经验看，装修建筑垃圾减排及资源化利用经济性政策主要从以下几方面出发：①提高填埋费用。通过提高填埋处置费用，迫使排放企业自觉向建筑垃圾资源化方向靠拢，从根本上改变排放企业对建筑垃圾的认识。同时，政府应该对排放企业做出定额排放要求，若建筑垃圾超额排放，则额外追加填埋费用。②实施排放征税。对建筑垃圾排放企业征收排放税，将税收用于建筑垃圾再生产业链的建立，补贴和奖励对建筑垃圾再生利用起到促进作用的企业，促进再生产业链的良性循环。③税收优惠。对于建筑垃圾减排、资源化利用效率高的企业，政府在税收等方面做出让步，鼓励企业绿色施工。④严格的惩罚措施。对于违排、偷排企业加大惩处力度，提高其违规成本，促使企业积极寻找相关合作单位参与建筑垃圾资源化。
表4 国内装修施工相关标准与专利
Table 4 Domestic standards and patents for decoration
专利名称专利号/标准编号住宅建筑室内装修污染控制技术标准[51]JGJ/T 436—2018室内装饰装修用涂料中可溶性汞、砷、硒、锑的测定 原子荧光光谱法[52]SN/T 3366—2012室内装饰装修材料挥发性有机污染物散发率测试及评价方法[53]DB31/T 1061—2017建筑装饰装修工程成品保护技术标准[54]JGJ/T 427—2018建筑室内装饰装修材料的收集及气味评价方法[55]CN106526080一种室内装修控制甲醛的选材方法[56]CN109254121装修垃圾资源化利用系统[57]CN201820798540.2一种室内装修用的油漆垃圾处理设备[58]CN201822035928.X一种装修用塑料垃圾高效处理装置[59]CN201910332893.2一种城市装修垃圾处理及再生利用工艺[60]CN201710579745.1一种装修垃圾分类收集装置[61]CN201620401479.4一种利用装修垃圾制造再生砖的生产线[62]CN201720928135.3
2) 严格执行源头减排标准规范。
通过严格管理、法律手段和完善的标准规范，从源头减少、控制建筑垃圾的排放量，包括减少排出的数量和体积、减少种类、降低有害成分浓度、消除其危害特性等，比如发展预制装配式结构体系、推广“考虑拆解的设计(DFD)”的建筑设计理念等。发展预制装配式结构体系，可避免二次加工产生建筑垃圾，减少施工现场建材损耗。有研究表明，采用预制装配式施工，可实现施工环节减排50%以上。
3) 加强施工设计管理。
将建筑垃圾减量化和资源化再利用的要求纳入施工单位招投标体系，迫使设计、施工等责任主体自主开展建筑垃圾资源化管理工作。应当利用经济杠杆，鼓励企业研发和推广先进的施工技术和设备，提高施工企业原材料利用率。将建筑垃圾处理费用纳入工程预算和成本，处理方案作为评标因素。
4) 规范装修材料，垃圾分类存放。
发达国家装修材料的相关标准、专利较为全面，对建设过程中各施工工序涉及的不同装修材料都有明确的质量指标规范、环境指标限值，从而保证在装修垃圾产生的源头其有害污染物不会超标，降低环境负荷。垃圾混合堆放不同污染物相互影响，可能会增强某些物质的毒性，所以装修建筑垃圾的堆放应根据装修材料的种类不同，在堆放地点设置不同标牌，同时设置不同收费制度，促进装修垃圾分类存放、收集。
由表4中有关装修施工的专利及标准分析可知：在装修材料使用方面，我国相关标准较全面，能够保证住宅装修施工和材料环境的安全性，同时保证了装修垃圾产生源有害污染物不会超标。但是装修垃圾资源化处置相关标准和专利较为缺乏，目前我国未能形成装修垃圾全过程处置技术体系，缺少装修垃圾资源化核心处理技术，装修垃圾处置方式不当，导致不同成分的垃圾发生交叉污染，对环境及人体会造成危害。装修垃圾资源化处置相关标准规范制定及专利的研发成为首要任务。装修垃圾处置体系的核心是根据成分不同对装修垃圾进行分离、分类，装修垃圾的主要组成成分需要根据装修材料生产商确定。政府及相关管理部门需加强对装修材料生产商的监管，确保原料成分、使用量透明。
在装修垃圾资源化领域，应根据现有专利及标准厘清装修垃圾资源化处置技术的发展现状，确定发展思路，鼓励科研院所、高校、相关企业等各方面人才研发装修垃圾资源化方法，掌握更适合我国发展与需求的核心技术，加快解决装修垃圾问题的进程。
3 我国建筑垃圾综合利用建议
总体来看，我国建筑垃圾综合利用处于缓慢发展阶段，再生建材的规模化应用仍不广泛，存在诸多不足。国家或地方标准规范是保障建筑垃圾精准处置的前提，我国现有的标准规范相对分散，缺乏整体性，尚未形成建筑垃圾“产生—收集—运输—处置”全链条管理的整体规范标准，存在建筑垃圾分类依据缺失、奖惩制度不明确和处置技术不全等弊端。政府应从建筑垃圾“产生—收集—运输—处置”全链条出发，突出建筑垃圾发生源精准分类思想，制定相应的建筑垃圾管理标准规范和激励政策，使参与各方在自觉减少建筑垃圾排放的同时能获得盈利，从而实现建筑垃圾社会效益、经济效益与环境效益的统一，主要通过以下形式进行完善：
1)加强建筑垃圾回收和再利用方法、再生建材生产及应用技术、再生产品的质量和环境监测标准规范等方面科研工作，可以借鉴学习国外先进理念，制定、开发符合我国实际情况的建筑垃圾资源化全产业链战略。
2)针对不同施工类型制定绿色施工标准或规程。增加建筑垃圾源头控制管理方式，形成可推广的减量化技术体系，从源头上控制建筑垃圾的发生量。
3)建立健全再生产品安全性评估标准。通过绿色建材评价和认证，并在绿色建筑评价中融入相关要求，完善相应的监测指标体系，提出各类相关指标检测限值，引导建筑工程中更多地使用建筑垃圾再生产品，增加民众对再生产品的认同感，促进建筑垃圾再生行业的发展。
4)鼓励建筑垃圾资源化利用专利的研发。建筑垃圾资源化技术的研发应从多方面、多可能性出发，在保障技术体系合理性的同时，改变目前建筑垃圾处置单一和僵化现状，促进建筑垃圾资源化利用效率的提高。
5)开展建筑垃圾资源化技术创新活动，促进技术装备优化创新，开拓丰富产品种类与用途，形成一批国家资源化核心技术专利等成果，促进行业发展。
6)依托数字化城市管理信息系统，进行科学决策，逐步建立建筑垃圾资源化全过程高效监管的信息管理平台，并以信息化平台建设为抓手，加强利益各方信息交互，提高建筑垃圾物流管理效率，协调建筑垃圾资源化利用各项工作的有序开展，实时对建筑垃圾供需关系进行匹配，提升建筑垃圾综合利用水平。
4 结 论
基于国内外关于建筑垃圾中装修垃圾、工程泥浆、工程渣土的标准和专利进行对比分析，发现我国现阶段在建筑垃圾管理方面存在的问题主要是：顶层计划及管理模式缺乏针对性、建筑垃圾处置全过程监测体系不完善、再生产品生产过程质量监测体系不完善、缺乏资源化核心技术。应以制定严格且适合我国现状的标准规范作为基础，结合绿色施工方式，从建筑垃圾管理全链条出发，规范各个过程的运行。技术创新是促进我国建筑垃圾资源化发展的重要支撑，应加快技术创新脚步，研发建筑垃圾资源化新设备。政府鼓励企业、科研院所、高校积极研发建筑垃圾资源化的新方式，形成适合国家发展的标准规范及专利，促进行业健康发展，保护生态环境。
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