建筑固废赋能“双碳”目标产教耦合价值构建研究.pdf

第15 期(总第 813 期)科学咨询 专业视窗 137 基金项目：2021年度广西高校中青年教师科研基础能力提升项目“建筑固废在河池地区文化广场建设工程中的应用研究”（编号：2021KY1422）。作者简介：贺美潮（1988），男，湖南湘潭人，硕士，主要从事环境岩土和建筑固废资源化教研工作。“十四五”时期是碳达峰的关键期、窗口期，我们需完成碳达峰任务的60%。建筑业作为我国能源消耗和碳排放三大巨头之首，碳减排潜力巨大。目前，我们推动建筑原材料快速向低碳、绿色转型，促进建筑业为“双碳”目标作出其应有贡献势在必行。因此，循环再生建材、低环境负荷建材、环境功能性建材不可或缺且前景广阔，为建筑产业的绿色低碳和高质量发展创造了条件。建筑材料学课程的主要内容包括常见建筑材料的品种类别、技术性能、合格标准、使用条件及检测方法。绿色建材（本文选取建筑固废）为建筑材料学课程专注绿色、生态、节能等学术前沿热点的知识模块，符合全球“双碳”目标理念，极具技术理性和价值理性。笔者以将来从事土建行业的大学生为切入点，在课堂教学中融入绿色低碳新土建思路，使学生成为土建行业低碳发展的未来中坚力量。相关企业应在建筑业源头（即建筑材料上）实现绿色、低碳、安全、高质量发展，服务国家建设，作出新的贡献，落实国家所倡导的全员、全程、全方位育人理念。鉴于建筑固废循环再生利用是对天然砂石建筑材料利用的延伸与拓展，笔者从技术理性与价值理性相结合视角，对绿色建材知识模块建筑固废内容所含课程思政知识的价值理性进行了构建展示，基于产教融合技术，理性地对其实施路径进行了研究。一、建材发展与双碳目标的内在逻辑（一）双碳目标的概念碳达峰指全球、国家、城市、企业等主体碳排放量在由升转降的过程中碳排放的最高点，即碳峰值。碳达峰目标包括达峰年份和峰值。我国力争于2030年前二氧化碳排放达到峰值。碳中和指平衡CO2排放与CO2清除（碳补偿为主），或完全实现CO2净零排放。“十四五”期间，我国的单位国内生产总值能耗值与CO2排放量将分别降低13.5%和18%，完成碳达峰任务60%仍任重而道远。到2030年，我国的单位国内生产总值CO2排放将比2005年下降65%以上1-2。（二）绿色建材发展助力实现“双碳”目标绿色建材具有资源循环利用、生态可持续、环境友好等优点，对助力改善人居环境意义重大。绿色建筑材料具有较大的减排潜力，能为不同的人或群体提供多角度效益。从经济层面来看，绿色建材可以降低建筑成本和运营成本。从社会层面来看，绿色建材可以衍生新行业，创造新的就业机会，营造绿色建筑环境。从环境层面来看，绿色建材通过水、能源或自然资源，来减少或消除对自然环境和人居环境的负面影响，并且其可通过材料本身释能，或助力恢复生物多样性，推动已被破坏的环境正向逆转。二、技术理性下课程思政的必要性绿色建筑材料，此知识模块在土建行业转向绿色可持续化发展背景下应运而生，是给学生补充土木工程材料知识不可或缺的部分。教师在给学生传授绿色建材知识的同时，要注重国内外学术前沿研究成果，激发学生的主观能动性，培养学生树立“自然资源循环利用、坚持绿色低碳、生态环保助力实现 双碳 目标”的理念。建筑固废赋能“双碳”目标产教耦合价值构建研究贺美潮（广西现代职业技术学院，广西河池 547000）摘 要：我国已将碳达峰、碳中和纳入生态文明建设总体布局。绿色建材为建筑材料学课程专注低碳发展等学术前沿热点的知识模块，建筑固废再生循环利用是天然砂石建筑材料利用的延伸与拓展，是实现双碳目标的重要途径。学校将专业教学融入思政教育，能实现专业知识传授与思想教育并举培养，符合“全过程、全方位育人”理念，极具技术理性和价值理性。鉴于此，笔者以建筑材料学课程的建筑固废学习内容为切入点，基于产教融合技术理性，对其所蕴含的课程思政知识价值理性进行了展示，对其实施路径进行了研究。关键词：“双碳”目标；绿色建材；建筑固废；技术理性；课程思政专业视窗 科学咨询 第15 期(总第 813 期)138三、技术理性与课程思政知识价值理性的构建实践（一）“绿色”建筑固废 建筑固废循环再生利用是天然砂石建筑材料利用的延伸与拓展。绿色建筑全过程周期理论和建筑固废流动循环系统化，对解决建筑资源短缺（如天然砂石等）而伴生的资源、环境、社会问题意义重大。1.建筑固废可持续利用相关理论近年来，备受社会各界广泛关注的建筑业及其相关产业产能大量过剩，城乡建设大拆大建而建筑固废大量生成已成共识。建筑固废资源放错位置不仅造成自然资源直接性浪费，而且给包括人类在内的生物界赖以生存的自然生态环境带来了不可逆转的直接破坏和潜在破坏。人们把“永不枯竭的建筑固废”整合融入自然资源的新产建筑材料中加以利用，节约了新材料，延长了建筑材料的生命周期。减少碳排放已成社会共识，绿色建筑悄然兴起。笔者借助资源系统工程跨学科交叉循环经济学，通过构建建筑固废资源循环系统，研究此系统内部各要素之间、系统整体与自然生态环境、经济环境与社会环境的关系，推动绿色营造技术的发展。流动和循环是建筑资源的重要特质。在建筑业的发展过程中，人们新建建筑和拆除老建筑都会过度消耗相关资源，破坏自然生态系统的健康稳定。“双碳”目标下，我们亟待经济社会系统反作用于自然生态系统。如今，建筑固废及其加工产品作为一种绿色资源，逐渐得到社会的认可。2.建筑固废资源循环效益模型分析 建筑固废再利用和再循环价值不仅简单地表现为拆除物直接利用链，而且表现为“资源产品建筑固废再生资源”完全体系中的循环价值。笔者根据调研、相关文献3-6和业界相关经验，对河池市建筑固废资源给社会、环境和经济带来的效益进行了分析。“十三五”期间，河池市房屋建筑施工面积841万m2，竣工面积217万m2。笔者据此进行模型分析和估算，建筑固废按建筑拆除面积1.7t/m2计算，若回收率高达70%，仅从量上估算，回收建材可参与新建建筑达200万m2。在新建、改建、扩建建筑工程的过程中，人们充分再利用建筑固废，不仅拓宽了建筑固废的再利用途径，而且丰富了节能减排的内涵。建筑材料行业链在开采、生产、加工、运输链中所耗资源量和能源量比重极大。建筑全过程能耗总量在我国基建全盛期（2010年）前后达到峰值，占全国能耗及碳排放总量的比重接近50%7-8，是三大“耗能大户”首户。中国建筑能耗研究报告（2020年）指出：“2018年全国建筑全过程能耗总量为21.47亿tce，占全国能源消费总量比重为46.5%。”7其中，CO2排放总量占全国排放总量的51%，占全球排放总量的15%7。因此，相关企业要在建筑建设全过程中运用绿色生产及建造技术，降耗减排以减少对自然环境的影响，深植绿色环保建筑理念。据统计，钢铁工业单位吨钢综合能耗折合1.66t标准煤，1t水泥熟料消耗标准煤178kg8。而建筑固废资源化循环再利用，可以直接降低建设工程对“传统三大建材”之钢材、水泥的新产需求量，从而减少原矿量使用，减少副产物排放，降低碳排放量。在此基础上，建筑固废就地及就近再利用，可减少远途能耗运输，保持拆除固废的原有物理性状，从而使建筑固废利用能耗再降低，使自然生态系统，建筑材料生产、使用等相关联系统熵增速率进一步降低。建筑固废大量填埋对自然环境造成了不可忽视的污染。以建筑固废填埋场渗滤液对周边水环境的污染为例，20世纪90年代，相关调查数据显示，所有固废填埋场对地下水环境都造成了污染物不同、程度不同的污染。最显著的是Mn 超标90%，Fe 超标70%，TDS超标50%，Pb、Na、Mg超标各50%9。由以上研究得出，以金属离子为主的化合物可以通过污染周边水体的方式污染自然环境。目前，河池市并未对大量建筑拆除材料进行处理，填埋场的设计不够合理，加之渗滤-屏障系统存在不可避免的建造漏洞，这些皆使建筑固废填埋场对周边自然生态环境造成了不可预测、不可逆转的污染。因此，笔者推测河池市的环境污染更加分散，且难以控制，此课程思政当仁不让、任重而道远。（二）建筑固废“绿色化”我们通过上文触目惊心的数据，引导学生树立固废资源再利用的环保观念：建筑固废是因在自然界中放错位置，进而以错误的方式在自然物质循环系统里运行的“黄金”。全社会应该纠正“一弃了之”的粗放、错误做法，变废为宝，实现绿色低碳可持续发展。2015年12月，中国首条利用建筑固废建设的公路（西咸北环线高速公路）在陕西建成通车。这一探索是对建筑固废再生材料的大规模运用，更是节能、环保要求下对公路建设新方法、新途径的一次创新。我国是世界上建筑固废现存量和年产量最多的国家之一，年净产建筑固废达20多亿吨10。关中平原土地肥沃，寸土寸第15 期(总第 813 期)科学咨询 专业视窗 139金，农业试验田遍布各个角落，临时用地征用控制极为严格。2015年，陕西的建筑固废存量约为6亿吨。此高速公路路基绿色填筑建筑固废约400万方，减少建筑固废占用土地1 168亩，减少土地开挖面积779亩，产生经济效益近10亿元，节省筑路所需生石灰45万吨。按经验1t石灰烧制需燃煤0.2t计算，建筑固废节约燃煤多达9万吨，减少CO2排放量10 080m310。我们构建了“节约和保证有限可供利用的土地资源，维护国家基本农田红线，综合利用伴随基数大且与日俱增的建筑固废，以期如期实现“双碳”目标，实现生态可持续、资源再生绿色循环”课程思政知识和实施路径。为应对建筑固废污染和能耗问题，我们可将建筑固废加工成一定粒径要求的建材原料（再生骨料），生成再生砖、砌块、墙板、地砖等建筑产品，推广运用于政府投资项目的屋建筑非承重墙体、砌筑围墙、人行道，将再生骨料配制再生混凝土替代普通砂石料。建筑固废可应用于兼有民族文化传承、爱国主义教育和环保主题教育功能的文化公园建设工程中。我们对建筑砖粉固废与矿渣粉、粉煤灰和激发剂形成的“三复合粉体材料”混凝土进行了试验，发现掺入“三复合粉体材料”30%，混凝土试块孔结构被细化，孔分布更理想化。混凝土试块干缩系数表明混凝土的收缩性能也得到了改善11-13。我们通过先进的工艺技术、装备和材料设计，将建筑固废中属于硅铝质材料的废砖制备成在特定条件下可替代传统水泥的新型绿色胶凝材料。我们将建筑固废制备成再生骨料应用于玻璃纤维增强水泥中，以此代替建设工程中所用的天然土石料及河砂，扭转疯采砂石导致的天然砂石资源日渐枯竭、水土流失、水源破坏等严峻局面，缓解河砂供需矛盾，防止海砂滥用，解决一系列建筑质量问题。笔者引导学生主动学习、思考、探索自然界存在的矛盾的普遍性、对立性和统一性。如以“建筑固废资源循环效益模型分析”为例，笔者与学生分享、讨论调研内容，引导学生思考如何调研、如何形成所需文件的思路，并给学生传授查找相关文献、国家相关经验的方法。此外，笔者还引导学生思考如何建立模型、运用模型，在建立和运用模型估算中怎么去取舍因素，选择参量、变量。笔者引导学生自主学习、查阅文献、尝试演算自然界物质的运行特征，忽略一些次要因素，抓住主要因素，去有效地揭露事物的本质。四、结束语天然砂石浪费威胁了我国的资源安全、经济安全和国防安全。产业耦合课程、专业与思政、技术理性与价值理性，均可服务立德树人，助力学校实现全员育人、全程育人、全方位育人。问题建筑工程不仅会严重浪费社会资源，影响我国的资源安全，而且会破坏生态环境、无端增加国家和政府的负担、影响地区和城市的形象、降低政府和监管部门的公信力。我们在技术理性下构建价值理性，不仅实现了知识传授与思想教育并举，丰富了专业课程知识，而且延长了课堂的生命。参考文献：1 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