Преобладающие виды строительных отходов в городах — замусо­ренный грунт, асфальт, каменные материалы, кирпич, бетон и же­лезобетон, древесина, керамическая плитка, картон, бумага и т.д.

Можно выделить несколько основных мероприятий по утилизации отходов строительного производства:

- сжигание;

- захоронение на специальных полигонах;

- переработка;

- депонирование.

Сжигание строительных отходов является простым и универсальным методом утилизации мусора, но имеет массу недостатков: большой остаток шлака, высокий уровень образования диоксинов, вызывающих целый ряд серьезных заболеваний, и кислых газов, которые выделяются на стадии газификации и ведут к загрязнению атмосферы. При сжигании отходов образуются летучая зола (30 кг/т), дымовые газы (6 тыс м³/т), содержащие множество загрязнителей. Также этим способом можно избавиться лишь от малой части строительных отходов, так как большинство из них не горят.

Захоронение – наиболее распространенный метод утилизации строительных отходов, но полигоны занимают большую площадь, уменьшая количество территории. Зачастую процесс захоронения строительных отходов служит источником химического и бактериального загрязнения почв, грунтовых и подземных вод и в конечном результате источников питьевого водоснабжения.

Варианты, рассмотренные выше, не решают проблемы на экологическом уровне. Это – одна из причин использования более прогрессивных и утилизации строительного мусора, то есть его переработки или депонирования.

Именно переработку как метод утилизации уже давно взяли на вооружение все развитые страны мира как наиболее экологичный, но экологичность – не главное достоинство этого метода. Практически все строительные материалы можно перерабатывать и использовать вновь, снижая себестоимость полученных строительных материалов. Процесс переработки (рециклинга) строительного мусора включает четыре стадии. Основные этапы переработки мусора представлены на рис.1.

Рисунок. 1. Основные этапы переработки строительного мусора

Процесс переработки мусора механизирован: современные экскаваторы и манипуляторы способны на высоком уровне проводить операции по сортированию и переработке строительного мусора.

Переработка является хорошим решением для безотходной утилизации строительного мусора, но большая часть полученного вторичного сырья является неполноценным строительным материалом, обладает ограниченной областью применения из-за более низкого качества готовой продукции по сравнению с первоначальными строительными материалами. Вторичное сырье с наименее эффективными свойствами используют в качестве дорожных и грунтовых покрытий и покрытий  для теннисных кортов.

Таблица 1 – Примеры депонирования строительных отходов

Можно выделить новую, перспективную и развивающуюся технологию утилизации строительного мусора – депонирование. Этот метод представляет собой добавление строительных отходов в структуру новых материалов, получая совершенно новые их модификации с улучшенными характеристиками. Депонирование является вытекающим методом из метода рециклинга с использованием уже отсортированного или переработанного сырья.

Организации  по утилизации отходов и строительного мусора ищут методы внедрения в технологию переработки других видов строительных отходов и новые решения для уже существующих. Результаты эффективного применения строительных отходов сведены в Таблицу 1.

Получение материалов с примесью строительных отходов имеет массу преимуществ: экономия на сырье, улучшение свойств. Данное направление выгодно для строительных организаций. Реализация этого метода способна улучшить эффективность управления отходами строительного производства.

Чтобы количество мусора сократилось уже на строительной площадке, необходимо принимать меры, такие как:

- использование оборудования и материалов с длительным сроком эксплуатации, которые не нуждаются в частой замене и ремонте, что служит для уменьшения мусора в будущем. При закупке материалов следует обращать внимание на их качество и предполагаемый срок службы. Наиболее качественные и долговечные материалы гарантируют наименьшее количество боя;

- повторное использование материалов и оборудования сокращает затраты на их приобретение и является одним из самых простых способов сокращения отходов. Использование инвентарной многооборачиваемой опалубки не только сокращает количество строительного мусора, но и снижает стоимость опалубочных работ. Металлическая строительная обноска по отношению к одноразовой деревянной более выгодна со всех точек зрения;

- потребление продукции из переработанных отходов. Современные технологии позволяют изготавливать из вторичного сырья строительные материалы, по качеству и стоимости ничем не отличающиеся от таких же материалов из первичного сырья. Поощрить процесс сбора и переработки отходов и поддержать соответствующий рынок можно, если использовать материалы из вторичного сырья;

- соблюдать правила складирования, хранения и транспортировки, тем самым добиваться сохранения качества и уменьшения количества боя материалов.

В настоящее время организация строительства и технологии утилизации не достигают высокого уровня. Причина в том, что в России вопросу безотходной переработки строительного мусора уделяется мало внимания. Федеральный закон “Об отходах производства и потребления” регулирует обращение с мусором, но контроль за исполнением закона не является достаточно жестким. Также нести ответственность за утилизацию мусора и уделять этому вопросу особое внимание должны сами строительные компании.

Выводы: Традиционные методы утилизации строительных отходов наиболее опасны и не соответствуют требованиям развивающегося зеленого строительства. Более современными методами являются переработка и депонирование мусора. Депонирование как самый перспективный метод утилизации должен совершенствоваться при поддержке соответствующих органов управления. Для создания чистых строительных площадок и уменьшения образования мусора, строительные организации должны выполнять ряд правил, направленных на осуществление этих задач. В настоящее время потребление строительных отходов в качестве сырья для строительной индуст­рии позволяет значительно увеличить объемы переработки от­ходов в полезные продукты и одновременно улучшить экологичес­кую обстановку. Нельзя не отметить актуальность проблемы экологичной утилизации строительных отходов, т.к. современное общество стремится сохранить природу в ее первозданном виде, несмотря на развивающиеся темпы строительства.

В России строительство с повторным применением стройматериалов осуществляется редко, не смотря на то, что пригодные для дальнейшего использования материалы (например, кирпич), можно найти буквально на развалах старых домов.

В Воронеже такой исторически ценный материал, который может быть повторно использован в новом строительстве, при реновации исторических объектов и ансамблей, а также промышленных территорий, вывозится на свалки ТБО. Это наносит урон истории строительства нашего города, приводит к увеличению количества строительных отходов на свалках и ухудшению экологической обстановки.

Однако, как будет показано ниже, так было не всегда. Наши предки бережно относились к постройкам, возведенным в прошлых столетиях. Объем строительных отходов на свалках был минимальным.

Цель работы:

Обосновать целесообразность повторного применения каменных материалов в строительстве, показать, что такое строительство является безопасным, экологичным и экономичным.

Задачи:

-провести исторический обзор каменного строительства в г. Воронеже, проанализировать опыт повторного использования каменных материалов при восстановлении послевоенного Воронежа;

-на основе анализа нормативных документов определить наиболее щадящий способ сноса аварийных зданий, обеспечивающий сохранность материалов для повторного использования;

-выявить основные сферы повторного использования каменных материалов на современном этапе, показать, что их применение в новом строительстве приводит к значительному снижению его стоимости.

1. Исторический обзор каменного строительства в городе Воронеже

Официальное строительство Воронежа начинается с 1586 года – даты образования и основания крепости, предназначавшейся для защиты юго-восточных рубежей Московского государства, позже ставшей городом. Новое военное укрепление возникло на месте возведенного годом ранее сторожевого пункта. Город был расположен на бойком торговом пути, при слиянии реки Воронежа с Доном. У реки под крепостью располагался Успенский монастырь (основан в 1600 г.). Затем были основаны еще два монастыря – Акатов (1620 г.), к северу от города, и Покровский девичий (1623 г.), на посаде. Здания, сохранившиеся на территории древнего города, представляют собой наибольшую историческую ценность. И так как при строительстве использовались не только деревянные, но и каменные материалы, они сохранились до настоящего времени. Срок службы каменных материалов более четырех веков.

В Петровское время основные работы развернулись на островах напротив города, где рядом с верфями построили адмиралтейство, цейхгауз, дом Петра I. В городе появились новые производств: литейно-пушечный завод, суконная, парусная, канатная и кожевенные фабрики. Сам Петр I имел, кроме дворца на острове, имел загородную резиденцию в Чижовке.

Постройки в 18 века были преимущественно деревянными. Первый известный каменный жилой дом датируется концом 17 в.[1]. Он находится на склоне у Успенского переулка и в первой пол. 18 в. принадлежал Петру Гарденину. От петровского времени сохранился цейхгаус (1698) на острове и Успенская церковь на берегу. В первой четверти 18 в. кирпичными стали Никольская (1720) и Покровская (1736) церкви в слободах, а также дом и церковь гарденинской мануфактуры в предместье. В середине 18 в. в камне были перестроены четыре церкви и другие постройки архиерейского двора, а также три последние слободские церкви: Богословская (1758), Богоявленская (1763) и Воскресенская (1768). Среди гражданских сооружений в кирпиче были построены: Присутственные места (стояли в середине квартала, сейчас дом №6 по ул. Плехановской), дом коменданта (ул. Орджоникидзе, 4), дом Приказа общественного призрения (между ул. 20 лет ВЛКСМ, пер. Фабричным и ул. Большой Манежной, к северу от Успенской церкви), а также несколько домов богатых купцов, из которых размерами выделялся сохранившийся до наших дней дом купца С.А. Савостьянова (ул. Плехановская, 3).

Со второй половины 19 века заметно выросло число образовательных учреждений. В 1861 г. открылось женское училище, позже Мариинская женская гимназия, в 1863 г. открылось женское епархиальное училище, в 1874 году – Александровское женское училище, в 1876 – реальное училище, в 1890-х гг. – вторая мужская гимназия (на месте театра кукол на просп. Революции). В книге Г.М. Веселоского «Воронеж в историческом и современно-статистическом отношениях» (1866 г.) названы значительные общественные здания Воронежа. В их числе были учебные заведения: уездное училище, семинария, гимназия, военная гимназия, или кадетский корпус, корпуса военного училища. Среди учреждений – Присутственные места, «Путевой дворец», дом губернатора с канцелярией, дом Дворянского собрания, три полицейские части с каланчами, комплекс богоугодных заведений Приказа общественного призрения. К публичным зданиям можно отнести дом камергера В.Я. Тулинова (пр-т Революции), где останавливались приезжавшие в город царские особы, или Круглые ряды (находились на пересечении ул. Плехановской и ул. Орджоникидзе), а также старейшие здания города – упомянутые ранее цейхгаус и монастыри.

До войны наш город, его исторический центр весь являлся памятником. рис.1.

Рис. 1. Открытка г. Воронежа нач.ХХ в.

Архитекторы и строители вкладывали душу в каждый построенный дом. Это хорошо видно по кирпичной кладке уцелевших зданий, где каждый кирпич любовно обработан руками каменщиков. К сожалению, бои, которые велись во время Великой Отечественной войны привели к тому, что город оказался практически уничтожен (92% всех жилых зданий). В историческом центре города не осталось ни одного уцелевшего здания, рис.2. Несмотря на это, Воронеж был полностью восстановлен на прежнем месте. Архитекторы старались по возможности восстанавливать памятники архитектуры в их первоначальном облике. В 1945 году для этих целей была организована специальная мастерская при тресте «Воронежгорстрой». Восстановительные работы велись на 93 объектах. В этом же году были выданы архитектурные задания для восстановления памятников архитектуры, известных в дореволюционном Воронеже как Мещанская управа, Воскресенская церковь, и др.

Рис.2. Площадь Ленина в годы Великой Отечественной войны.

Воронежцы после войны, понимая ценность истории города в камне для России, полностью восстановили его довоенный облик. На фотографиях тех лет видно, как бережно разбиралась разрушенная кирпичная кладка. Воронежцы выходили на разборку разрушенных зданий после основной работы, на субботники, воскресники. Не хватало техники, практически все работы выполнялись вручную, рис.3.

Рис.3. Послевоенное восстановление Воронежа.

Основной массой работ выполнялась руками подростков, девичьими, женскими руками, так как мужчин просто не хватало. Поэтому, в зданиях, построенных после войны, заложена душа нашего народа.

Рис.4. Восстановленный проспект Революции. 1950-е гг.

Воронежцы, повторно используя строительные материалы, изделия и конструкции при восстановлении послевоенного Воронежа сохранили эти материалы для нас. Именно благодаря этому исторический центр города удалось полностью воссоздать, рис.4.

До перестройки снос зданий в центре города всегда был редким явлением, и снесенные объекты можно было пересчитать по пальцам.

Объем строительного мусора до 90-х годов составлял не более 10% объемов свалок ТБО, так как образующиеся при сносе зданий строительные материалы использовались повторно при строительстве домов, дач, надворных построек и т.п..

2. Анализ практики повторного использования стройматериалов и конструкций на современном этапе.

В настоящее время в Воронеже идет массовый снос зданий как по программе «Аварийное жилье», так и при реновации территории промышленных объектов. Сносу подверглись такие объекты в центре города как завод Столля (год постройки 1869 г.), завод Сельмаш, (годы постройки 1814, 1829 гг.), Маслозавод на ул.Кирова (1904 г.), мыловаренный завод Финист (1923) стали обычным явлением. Снос при этом велся самым варварским механическим способом с обрушением конструкций, рис..5 и вывозом образующегося при этом строительного мусора на свалки твердых бытовых отходов привел к резкому росту объемов свалок.

Рис.5. Снос здания механическим способом, фото 2010-х г.г.

Сейчас варварский снос огромных объемов старых зданий привел к тому, что от 50-70% объема свалок ТБО по статистике заполнены строительным мусором. Вокруг нашего города появилось огромное количество несанкционированных свалок строительного мусора, рис.6.

Рис. 6. Свалка строительного мусора на окраинах Воронежа, наши дни

Мы осознаем, что вывоз материалов, политых потом и кровью наших предков, получаемый при механическом разрушении объектов, должен быть заменен на поэлементный демонтаж зданий и сооружений. Необходимо перейти к более щадящим методам демонтажа, согласно СТО НОСТРОЙ 2.33.53-2011, что позволит сократить объем строительного мусора и сохранить материалы, которые применялись при строительстве старого Воронежа для дальнейшего использования.

Учеными, архитекторами, строителями, дизайнерами ВГТУ были проведены научно исследовательские работы по повторному использованию материалов, изделий и конструкций, образующихся при сносе зданий[3-6]. Результаты исследований были применены при строительстве малоэтажных зданий и сооружений, поселковых дорог, подъездных путей, укреплении грунтов и оснований и т.д. Разработаны новые инновационные технологии строительства на малопригодных в инженерно- технических отношениях территориях. Реализация ряда проектов малоэтажной застройки с повторным применением стройматериалов и конструкций показала, что стоимость 1 кв.метра их площади в среднем в три раза ниже рыночной.

Во всех сооружениях, наряду с б/у железобетонными конструкциями, использовались б/у каменные материалы. Исследования показали, что прочность каменных материалов со сроками службы более 200 лет, если они не подвергались замораживанию и оттаиванию в водонасыщенном состоянии, не снижалась. Марочная прочность кирпича колебалась от М50 до М120, что позволяло использовать его в качестве материала для несущих стен при строительстве малоэтажных сооружений, рис.7. Кроме того, данный кирпич- это уже антиквариат, ценный отделочный материал, которым часто украшались интерьеры построенных зданий, рис.8.

Битый кирпич, полученный при сносе аварийных зданий, использовался при засыпке дренажных ям, а также в качестве щебня и наполнителя железобетонных монолитных конструкций.

Рис.7. Фасад физкультурного центра “Прелестный”, построенный из материалов, полученного при сносе завода Столля. Село Бабяково, Воронежская область.

Рис.8. Интерьер физкультурного центра “Прелестный”, построенный из кирпича, полученного при сносе завода Столля. Село Бабяково, Воронежская область.

Из анализа опыта строительства с повторным применением старинного кирпича в г. Воронеже следует, что возможности его использования в отделке далеко не исчерпаны. Так, при отделке зданий не применяются современные технологии переработки исторического кирпича и слэбы и изготовление из него облегченных элементов ( пластин м углов) разработанные в Санкт- Петербурге и Москве («Мастерская братьев Немцев», мастерская «Имперский кирпич», «студия старого кирпича»). Использование таких технологий расширяет возможности применения старинного кирпича в декоративных целях. Использование облегченной кирпичной плитки в отделке экстерьеров и интерьеров зданий позволяет придать им старинный вид.

Далее следует отметить, что старинный кирпич широко может быть использован при реновации исторических зданий, ансамблей, пришедших в упадок промышленных территорий.

Реновация предполагает осуществление мероприятий по реставрации, ремонту, перестройке и т.д. исторических объектов. Важнейшей задачей реновации является сохранение подлинности отдельных зданий (их формы, фактуры, материалов). Изменение функций памятников архитектуры обуславливает необходимость введения новых частей, возмещения утраченных элементов, дополнения конструктивной системы зданий усиливающими конструкциями и т.д. Применение современных строительных материалов при реновации исторических зданий ведет к изменению их особенностей, искажает их подлинный облик. В то же время, повторное применение исторических каменных материалов способствует возвращению зданиям их « исторического великолепия».

При реновации заброшенных промышленных территорий в г. Воронеже так же открываются широкие возможности для повторного применения стройматериалов, полученных при сносе аварийных сооружений. Направления преобразования таких территорий могут быть разными (сохранение и реставрация промышленных объектов, их частичная или полная рефункционализация, строительство новых объектов на историко- промышленных территориях, а также полный снос промышленных объектов, создание на освобожденных местах парков и скверов) [7,с.92].

Полный снос промышленных объектов является экономически невыгодным, так как требует больших затрат на демонтаж зданий и расчистку территорий. Использование б/у стройматериалов в ходе преобразования промышленных территорий позволит сократить стоимость производимых работ.

Вывод.

Исторический обзор каменного строительства в г. Воронеже показал, что наш город обладает большим объемом каменных материалов, которые после сноса аварийных объектов могут быть повторно использованы при строительстве новых сооружений, реновации исторических объектов, ансамблей, промышленных территорий.

Основным способом сноса зданий и сооружений в г. Воронеже является механическое обрушение объектов, что является источником образования огромного количества строительного мусора. Дальнейшее применение данного вида сноса необходимо прекратить с переходом к поэлементному демонтажу зданий и сооружений, позволяющему сохранить ценные исторические материалы для повторного использования.

Библиографический список

1. Лучшая студенческая статья 2016. Анализ зарубежного опыта утилизации строительных отходов//Сборник статей II Международного научно-практического конкурса. Пенза: Издательство: «Наука и Просвещение».2016.с.18-22.

2. Чесноков Г. А. Воронеж, Каменная летопись. Архитектура и строительство. Воронеж, 2011. т.1.

3. Золотухин С. Н. Рациональное строительство с повторным использованием строительных материалов, конструкций, изделий после сноса здания/ Золотухин С. Н., Насонова Т. В., Потехин И. А.// Ресурсоэнергоэффективные технологии в строительном комплексе региона.2018.№10. с.206-209.

4. Золотухин С.Н., Насонова Т.В., Потехин И.А. Повторное использование строительных отходов при возведении малоэтажных зданий и сооружений как возможность решения экологической проблемы// Проблемы современных экономических, правовых и естественных наук в России – синтез наук в конкурентной экономике: сборник статей по материалам VII международной научно-практической конференции. (г. Воронеж,17-19 мая 2019г.).Воронеж: Издательско-полиграфический центр «Научная книга»,2018. С. 17-19.

5. Золотухин С.Н.. Использование отходов строительных материалов в дизайне спортивно-оздоровительного комплекса/. Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Материалы межрегиональной научно-практической конференции “Высокие технологии в экологии”. 2011. № 1. С. 58-62.

6. Золотухин С.Н., Лобосок А.С. Повторное использование строительных материалов и отходов производства в малоэтажном строительстве. /Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Материалы межрегиональной научно-практической конференции “Высокие технологии в экологии”. 2011. № 1. С. 63-66.

7. Гурьев С. Н. , Овчарова Е. В. Системные проблемы реновации промышленных территорий в г. Воронеже// Архитектурные исследования. Научный журнал.- Воронеж:ВГТУ.-2017. №4 (8). С. 89-87.