建筑废弃物资源化利用建筑的设计探索<br/>——以宜兴市建筑废弃物资源化利用项目为例

建筑废弃物资源化利用建筑的设计探索
——以宜兴市建筑废弃物资源化利用项目为例

2022-09-02张晨曦蒋宇宸

城市建筑空间 2022年8期

杨淳，张晨曦，蒋宇宸

（无锡市政设计研究院有限公司，江苏无锡 214072）

0 引言

根据国家统计局数据，2020年我国城镇化率已达63.9%。在我国逐步迈入城市更新与棚户改造时期，一系列的改造与新建工程产生了大量建筑垃圾。近年来，我国的城市建筑垃圾年产生量估计超过20亿t，建筑垃圾的处置逐渐成为困扰城市发展的问题。建筑垃圾是建筑工程施工过程中产生的固体废弃物，大部分为建筑渣土、废弃砖瓦、洒落的砂浆和混凝土，其余少部分为钢材、木材、玻璃、塑料等。我国建筑垃圾处理企业数量较少，建筑垃圾资源化利用率低，通常以填埋和露天堆放为主，这些传统方法易造成土地资源浪费，一定程度上破坏了生态环境。建筑垃圾中的废塑料、废金属、废竹木等垃圾所占比例不高，而且已有较成熟的再生利用方式；建筑垃圾较多的废渣土、废砖瓦、废混凝土等固体废弃物具有高效的处理办法，对这部分建筑垃圾加以利用，可产生良好的经济效益。

1 工业建筑发展概述

早期的现代工业建筑造型设计强调功能性而非艺术性，倡导的是其结构和工艺体现出的不加修饰的美感。自工业革命以来，技术发展成为现代社会发展的直接动力，而工业建筑直接运用了现代工业技术结晶。钢铁、玻璃、合成板材、混凝土、大跨度结构技术等作为现代工业化生产的产物，在工业厂房办公楼等建筑中得到大量运用。19世纪末到20世纪60年代是传统重工业和轻工业蓬勃发展的阶段，工业化大生产的社会崇尚精准而高效的重复性生产工作，而工业建筑正体现出了这种机械化、快餐化的审美。在以经济效益作为唯一指标的时代，许多工业建筑沦为纯粹生产功能的附属品，各种单调方盒子样式的工业建筑遍布世界各地，而以技术美为核心表达工业美感的建筑，则更多体现于大型展览馆、体育场、飞机场等公共建筑。随着信息时代的到来，产生了新的价值体系，人们对于社会环境乃至自身的认知进一步提升，以往只追求生产效益技术层面的工业建筑，对于文化层面的要求越来越高，在技术之外，象征、隐喻、抽象等方面逐步进入建筑形式。而早前只注重效益时代作为工业生产附属品的工业建筑，在产业结构升级的进程中由于环境变化、人们对企业形象的要求等因素，与其他类型的建筑界限日益模糊。随着现代化工业社会逐步发展，工业建筑美学也在逐步发展。工业建筑风格与其他类型建筑风格不断交融、重构，产生新的建筑类型与风格。

在人们环保意识逐步增强的今天，垃圾处理利用的建筑及公用设施引起关注，国内外出现了一些工艺与外观设计融洽的垃圾处理类建筑，为传统工业建筑与现代城市面貌相融合带来一定启发。例如BIG设计的丹麦哥本哈根垃圾焚烧发电厂，在垃圾焚烧工艺的基础上，建筑外表皮整合长坡道附带滑雪、攀岩等功能（见图1）。李兴钢建筑工作室的代表作之一北京市朝阳区生活垃圾综合处理厂焚烧中心，通过整合内部工艺和建筑外表皮，形成简洁方正的外观，面向城市展示独特的建筑形象（见图2）。

图1 丹麦哥本哈根垃圾焚烧发电厂（图片来源：网络）

图2 北京朝阳区生活垃圾综合处理厂焚烧中心（图片来源：网络）

2 项目概况

宜兴市建筑废弃物资源化利用项目位于宜兴市新街街道静脉产业园，设计处理规模30万t/年。具体范围：北至归径村空地，南至归径村道路，东至宜广公路，西至归径村空地，用地性质为公共设施用地，设计范围内用地面积约57 912m2，一期新建建筑面积8 880.9m2，容积率0.34，建筑密度22.45%，绿地率10%。项目主要建设工程包括一体化综合车间、原料及制砖车间、综合管理用房、计量间及污水外排泵房等。

项目建成后主要处理宜兴市的装修垃圾，采用破碎、筛分、磁选、风选、手选等程序工艺，将破碎筛分后产生的再生砂石骨料等用来制造标准砖、市政砖、透水砖等产品，应用于房屋建筑和市政工程等建设。

3 设计构思及分析

1）场地分区及功能流线项目厂区主要划分为两大区域：制砖生产区域和办公管理区域。其中，办公管理区域占地面积较小，划分至地块西北侧，利用绿化与制砖生产区域隔开，以减少车间生产作业噪声等影响。办公出入口即临时出入口，位于厂区西北角，综合管理用房四周的消防道路引导办公人流寻找到机动车位，办公人员随后步行进入综合管理用房南侧主入口。物流出入口位于地块南侧，建筑垃圾运输车由此进入，由门卫处计量间引导至地磅处计量称重，随后运输车将建筑垃圾运入一体化综合车间，将建筑垃圾筛选破碎得到制砖所需的部分骨料，随后运送至西侧制砖车间，进一步处理后制成砖块并临时堆砌于厂区西侧堆砖场，最终由运输车通过厂区南侧物流出入口运送出去（见图3）。

图3 流线分析（图片来源：作者自绘）

考虑到该制砖厂有二期项目规划建设的需求，一期建设规划用地厂区中央东西向车道延伸至地块东侧边线并预留开口，二期项目建设完成后，从一体化综合车间加工出的部分制砖材料可通过此开口运输至二期制砖厂。同时，一期建设规划用地西南角的临时出入口作为二期建设规划用地的建筑垃圾物流出入口之一，同时也作为一期制砖厂成品砖的运送出口。

2）工艺骨料进入制砖车间，筛分后以不同粒径配比送入搅拌机，加入水泥、粉煤灰等搅拌均匀后送入液压机成型，养护一定时间后成型。

3）单体设计工业建筑因其生产功能的限制，整体布局和空间通常由工艺条件所确定。工业建筑的整体形式来源于工艺生产线自身的特点，厂区往往呈现出巨大体量厂房包裹繁复生产线的机械冰冷感，人的感受在生产作业中是被忽视的。随着社会经济的发展，传统严肃的工业厂区的氛围已不能满足人们对于工作环境舒适性的要求。因此，不能只考虑工艺对生产空间的需求而牺牲工作人员对于建筑人性关怀的需求。建筑设计关注细节，从细部设计体现人文关怀，从材料选用到构造细节设计，为生产环境增添细节，使工业建筑不仅服务于生产工艺，同时也服务于人，整体营造更舒适的工作环境（见图4）。

图4 效果（图片来源：作者自绘）

一体化综合车间厂房是厂区内最高大的建筑单体，包含对建筑废弃物进行筛分处理的各类工艺车间。建筑体量满足内部工艺对生产空间的需求，保证建筑垃圾运卸、存放、破碎、过筛的工艺流程和使用功能。立面选用压型钢板体现工业建筑的力量感与尺度感，在不同部位布置不同走向的压型钢板，形成简洁大方同时又有细微变化感的外观，在建筑局部立面区块辅以木纹铝板加以点缀，为立面增加些许活力感。

制砖及原料仓车间体量相比一体化综合车间较小且较为方正，主要包含原料车间、制砖车间、成品砖车间和变电所。在保证建筑体量方正的前提下，立面设计总体采用竖向压型钢板和局部深咖色铝方通构件装饰，设计语言保持和一体化综合车间一致，局部亮色进行一定区分。

综合管理用房主要服务于办公人员，其体量与车间相差较大，如何寻求大体风格与工业厂房相协调，又能给厂区增添一抹亮色是综合管理用房设计时需要考虑的问题。从整体形态入手，建筑整体呈长方体，为呼应场地西北角用地边界形状，建筑体量在东端也平行于边界做出相应的折角，同时东段建筑体量高度略高，微向天空升起，在较为单调的长方体厂区建筑群内表达出一定活力。建筑共2层，大面积开设玻璃窗保证通透，窗间隔墙外贴浅灰色铝塑板呼应两栋车间的外立面。为与厂房灰白色金属外表皮进行一定区分，选取深咖色铝方通作为立面装饰构件，使综合管理用房成为厂区内较具活力的单体，同时立面上疏密不均的深咖色铝格栅，赋予这栋办公性质的建筑些许工业厂房的感觉。在1，2层外梁部位设置通长的灰色铝板线脚，弱化铝方通产生的大量竖向线条，丰富立面层次（见图 5）。