建筑固廢賦能“雙碳”目標產教耦合價值構建研究

賀美潮

（廣西現代職業技術學院，廣西河池 547000）

“十四五”時期是碳達峰的關鍵期、窗口期，我們需完成碳達峰任務的60%。建筑業作為我國能源消耗和碳排放三大巨頭之首，碳減排潛力巨大。目前，我們推動建筑原材料快速向低碳、綠色轉型，促進建筑業為“雙碳”目標作出其應有貢獻勢在必行。因此，循環再生建材、低環境負荷建材、環境功能性建材不可或缺且前景廣闊，為建筑產業的綠色低碳和高質量發展創造了條件。

建筑材料學課程的主要內容包括常見建筑材料的品種類別、技術性能、合格標準、使用條件及檢測方法。綠色建材（本文選取建筑固廢）為建筑材料學課程專注綠色、生態、節能等學術前沿熱點的知識模塊，符合全球“雙碳”目標理念，極具技術理性和價值理性。筆者以將來從事土建行業的大學生為切入點，在課堂教學中融入綠色低碳新土建思路，使學生成為土建行業低碳發展的未來中堅力量。相關企業應在建筑業源頭（即建筑材料上）實現綠色、低碳、安全、高質量發展，服務國家建設，作出新的貢獻，落實國家所倡導的全員、全程、全方位育人理念。

鑒于建筑固廢循環再生利用是對天然砂石建筑材料利用的延伸與拓展，筆者從技術理性與價值理性相結合視角，對綠色建材知識模塊建筑固廢內容所含課程思政知識的價值理性進行了構建展示，基于產教融合技術，理性地對其實施路徑進行了研究。

一、建材發展與雙碳目標的內在邏輯

（一）雙碳目標的概念

碳達峰指全球、國家、城市、企業等主體碳排放量在由升轉降的過程中碳排放的最高點，即碳峰值。碳達峰目標包括達峰年份和峰值。我國力爭于2030年前二氧化碳排放達到峰值。碳中和指平衡CO2排放與CO2清除（碳補償為主），或完全實現CO2凈零排放。“十四五”期間，我國的單位國內生產總值能耗值與CO2排放量將分別降低13.5%和18%，完成碳達峰任務60%仍任重而道遠。到2030年，我國的單位國內生產總值CO2排放將比2005年下降65%以上[1-2]。

（二）綠色建材發展助力實現“雙碳”目標

綠色建材具有資源循環利用、生態可持續、環境友好等優點，對助力改善人居環境意義重大。綠色建筑材料具有較大的減排潛力，能為不同的人或群體提供多角度效益。從經濟層面來看，綠色建材可以降低建筑成本和運營成本。從社會層面來看，綠色建材可以衍生新行業，創造新的就業機會，營造綠色建筑環境。從環境層面來看，綠色建材通過水、能源或自然資源，來減少或消除對自然環境和人居環境的負面影響，并且其可通過材料本身釋能，或助力恢復生物多樣性，推動已被破壞的環境正向逆轉。

二、技術理性下課程思政的必要性

綠色建筑材料，此知識模塊在土建行業轉向綠色可持續化發展背景下應運而生，是給學生補充土木工程材料知識不可或缺的部分。教師在給學生傳授綠色建材知識的同時，要注重國內外學術前沿研究成果，激發學生的主觀能動性，培養學生樹立“自然資源循環利用、堅持綠色低碳、生態環保助力實現‘雙碳’目標”的理念。

三、技術理性與課程思政知識價值理性的構建實踐

（一）“綠色”建筑固廢

建筑固廢循環再生利用是天然砂石建筑材料利用的延伸與拓展。綠色建筑全過程周期理論和建筑固廢流動循環系統化，對解決建筑資源短缺（如天然砂石等）而伴生的資源、環境、社會問題意義重大。

1.建筑固廢可持續利用相關理論

近年來，備受社會各界廣泛關注的建筑業及其相關產業產能大量過剩，城鄉建設大拆大建而建筑固廢大量生成已成共識。建筑固廢資源放錯位置不僅造成自然資源直接性浪費，而且給包括人類在內的生物界賴以生存的自然生態環境帶來了不可逆轉的直接破壞和潛在破壞。人們把“永不枯竭的建筑固廢”整合融入自然資源的新產建筑材料中加以利用，節約了新材料，延長了建筑材料的生命周期。減少碳排放已成社會共識，綠色建筑悄然興起。筆者借助資源系統工程跨學科交叉循環經濟學，通過構建建筑固廢資源循環系統，研究此系統內部各要素之間、系統整體與自然生態環境、經濟環境與社會環境的關系，推動綠色營造技術的發展。

流動和循環是建筑資源的重要特質。在建筑業的發展過程中，人們新建建筑和拆除老建筑都會過度消耗相關資源，破壞自然生態系統的健康穩定。“雙碳”目標下，我們亟待經濟社會系統反作用于自然生態系統。如今，建筑固廢及其加工產品作為一種綠色資源，逐漸得到社會的認可。

2.建筑固廢資源循環效益模型分析

建筑固廢再利用和再循環價值不僅簡單地表現為拆除物直接利用鏈，而且表現為“資源—產品—建筑固廢—再生資源”完全體系中的循環價值。筆者根據調研、相關文獻[3-6]和業界相關經驗，對河池市建筑固廢資源給社會、環境和經濟帶來的效益進行了分析。“十三五”期間，河池市房屋建筑施工面積841萬m2，竣工面積217萬m2。筆者據此進行模型分析和估算，建筑固廢按建筑拆除面積1.7t/m2計算，若回收率高達70%，僅從量上估算，回收建材可參與新建建筑達200萬m2。

在新建、改建、擴建建筑工程的過程中，人們充分再利用建筑固廢，不僅拓寬了建筑固廢的再利用途徑，而且豐富了節能減排的內涵。建筑材料行業鏈在開采、生產、加工、運輸鏈中所耗資源量和能源量比重極大。建筑全過程能耗總量在我國基建全盛期（2010年）前后達到峰值，占全國能耗及碳排放總量的比重接近50%[7-8]，是三大“耗能大戶”首戶。《中國建筑能耗研究報告（2020年）》指出：“2018年全國建筑全過程能耗總量為21.47億tce，占全國能源消費總量比重為46.5%。”[7]其中，CO2排放總量占全國排放總量的51%，占全球排放總量的15%[7]。因此，相關企業要在建筑建設全過程中運用綠色生產及建造技術，降耗減排以減少對自然環境的影響，深植綠色環保建筑理念。

據統計，鋼鐵工業單位噸鋼綜合能耗折合1.66t標準煤，1t水泥熟料消耗標準煤178kg[8]。而建筑固廢資源化循環再利用，可以直接降低建設工程對“傳統三大建材”之鋼材、水泥的新產需求量，從而減少原礦量使用，減少副產物排放，降低碳排放量。在此基礎上，建筑固廢就地及就近再利用，可減少遠途能耗運輸，保持拆除固廢的原有物理性狀，從而使建筑固廢利用能耗再降低，使自然生態系統，建筑材料生產、使用等相關聯系統熵增速率進一步降低。

建筑固廢大量填埋對自然環境造成了不可忽視的污染。以建筑固廢填埋場滲濾液對周邊水環境的污染為例，20世紀90年代，相關調查數據顯示，所有固廢填埋場對地下水環境都造成了污染物不同、程度不同的污染。最顯著的是Mn 超標90%，Fe 超標70%，TDS超標50%，Pb、Na、Mg超標各50%[9]。由以上研究得出，以金屬離子為主的化合物可以通過污染周邊水體的方式污染自然環境。目前，河池市并未對大量建筑拆除材料進行處理，填埋場的設計不夠合理，加之滲濾-屏障系統存在不可避免的建造漏洞，這些皆使建筑固廢填埋場對周邊自然生態環境造成了不可預測、不可逆轉的污染。因此，筆者推測河池市的環境污染更加分散，且難以控制，此課程思政當仁不讓、任重而道遠。

（二）建筑固廢“綠色化”

我們通過上文觸目驚心的數據，引導學生樹立固廢資源再利用的環保觀念：建筑固廢是因在自然界中放錯位置，進而以錯誤的方式在自然物質循環系統里運行的“黃金”。全社會應該糾正“一棄了之”的粗放、錯誤做法，變廢為寶，實現綠色低碳可持續發展。

2015年12月，中國首條利用建筑固廢建設的公路（西咸北環線高速公路）在陜西建成通車。這一探索是對建筑固廢再生材料的大規模運用，更是節能、環保要求下對公路建設新方法、新途徑的一次創新。我國是世界上建筑固廢現存量和年產量最多的國家之一，年凈產建筑固廢達20多億噸[10]。關中平原土地肥沃，寸土寸金，農業試驗田遍布各個角落，臨時用地征用控制極為嚴格。2015年，陜西的建筑固廢存量約為6億噸。此高速公路路基綠色填筑建筑固廢約400萬方，減少建筑固廢占用土地1 168畝，減少土地開挖面積779畝，產生經濟效益近10億元，節省筑路所需生石灰45萬噸。按經驗1t石灰燒制需燃煤0.2t計算，建筑固廢節約燃煤多達9萬噸，減少CO2排放量10 080m3[10]。我們構建了“節約和保證有限可供利用的土地資源，維護國家基本農田紅線，綜合利用伴隨基數大且與日俱增的建筑固廢，以期如期實現“雙碳”目標，實現生態可持續、資源再生綠色循環”課程思政知識和實施路徑。

為應對建筑固廢污染和能耗問題，我們可將建筑固廢加工成一定粒徑要求的建材原料（再生骨料），生成再生磚、砌塊、墻板、地磚等建筑產品，推廣運用于政府投資項目的屋建筑非承重墻體、砌筑圍墻、人行道，將再生骨料配制再生混凝土替代普通砂石料。建筑固廢可應用于兼有民族文化傳承、愛國主義教育和環保主題教育功能的文化公園建設工程中。我們對建筑磚粉固廢與礦渣粉、粉煤灰和激發劑形成的“三復合粉體材料”混凝土進行了試驗，發現摻入“三復合粉體材料”30%，混凝土試塊孔結構被細化，孔分布更理想化。混凝土試塊干縮系數表明混凝土的收縮性能也得到了改善[11-13]。我們通過先進的工藝技術、裝備和材料設計，將建筑固廢中屬于硅鋁質材料的廢磚制備成在特定條件下可替代傳統水泥的新型綠色膠凝材料。我們將建筑固廢制備成再生骨料應用于玻璃纖維增強水泥中，以此代替建設工程中所用的天然土石料及河砂，扭轉瘋采砂石導致的天然砂石資源日漸枯竭、水土流失、水源破壞等嚴峻局面，緩解河砂供需矛盾，防止海砂濫用，解決一系列建筑質量問題。

筆者引導學生主動學習、思考、探索自然界存在的矛盾的普遍性、對立性和統一性。如以“建筑固廢資源循環效益模型分析”為例，筆者與學生分享、討論調研內容，引導學生思考如何調研、如何形成所需文件的思路，并給學生傳授查找相關文獻、國家相關經驗的方法。此外，筆者還引導學生思考如何建立模型、運用模型，在建立和運用模型估算中怎么去取舍因素，選擇參量、變量。筆者引導學生自主學習、查閱文獻、嘗試演算自然界物質的運行特征，忽略一些次要因素，抓住主要因素，去有效地揭露事物的本質。

四、結束語

天然砂石浪費威脅了我國的資源安全、經濟安全和國防安全。產業耦合課程、專業與思政、技術理性與價值理性，均可服務立德樹人，助力學校實現全員育人、全程育人、全方位育人。問題建筑工程不僅會嚴重浪費社會資源，影響我國的資源安全，而且會破壞生態環境、無端增加國家和政府的負擔、影響地區和城市的形象、降低政府和監管部門的公信力。我們在技術理性下構建價值理性，不僅實現了知識傳授與思想教育并舉，豐富了專業課程知識，而且延長了課堂的生命。