Odzysk materiałów podczas remontów obiektów budowlanych

Budownictwo jest gałęzią gospodarki wysoce materiałochłonną. Wykonanie nowych oraz remonty istniejących obiektów budowlanych wymagają znacznego zużywania surowców i wyrobów budowlanych. Jednocześnie w obu przypadkach mamy do czynienia z odpadami budowlanymi, jakkolwiek skala tego zjawiska przy remontach obiektów, a w szczególności całkowitych rozbiórkach, jest zdecydowanie większa i przewidywany jest jego wzrost (rys. 1).

Rys. 1 Prognoza emisji odpadów z budów, remontów i demontażu obiektów budowlanych w Polsce (opracowanie własne na podstawie [1])

Obserwuje się w budownictwie wzrost działalności remontowej. Spowodowany jest on wieloma czynnikami, przede wszystkim:

– koniecznością wykonywania w istniejącym obiekcie budowlanym robót budowlanych polegających na odtworzeniu stanu pierwotnego, a niestanowiących bieżącej konserwacji [2], z tytułu dbałości o stan techniczny obiektu;

– dążeniem do podniesienia standardu obiektu, związanego ze zmieniającymi się (wyższymi) wymaganiami standardów technicznych (np. zwiększonymi wymaganiami w zakresie ochrony przeciwpożarowej i in.), poprawą jego funkcjonalności, dochodowości poprzez modernizację;

– działaniami na rzecz zmniejszenia energochłonności zasobów budowlanych (termomodernizacje) wynikającymi z zasad zrównoważonego rozwoju, do których przestrzegania (w tym w budownictwie) Polska jest zobligowana, a które wymagają remontów i modernizacji budynków [3]. Odpady powstające podczas remontów, zgodnie z zasadami zrównoważonego rozwoju, z uwzględnieniem technicznego cyklu życia budynków i wyrobów budowlanych stanowią ostatnie ogniwo łańcucha dostaw i jednocześnie pierwsze tzw. zwrotnego łańcucha logistycznego, tj. obejmującego strumienie przepływów z miejsca rozbiórki, poprzez wszelkie etapy utylizacji prowadzące do nowego wyrobu lub na wysypisko. Problematyką strumieni zwrotnych produktów zajmuje się logistyka odzysku (RL, ang. reverse logistics). Badania nad problematyką wdrażania RL w wielu sektorach gospodarki zostały już przeprowadzone [4], [5]. Należy jednak zwrócić uwagę, że surowce i wyroby budowlane charakteryzują się względnie długim cyklem życia, a procesy logistyczne z nimi związane realizowane są przez wielu uczestników, strumienie zwrotne zaś są najczęściej wielkogabarytowe i asymetryczne względem strumieni pierwotnych. Stąd też nie jest możliwa bezpośrednia adaptacja rozwiązań z innych gałęzi przemysłu.

Rys. 2 RL w cyklu życia obiektu budowlanego (opracowanie własne wg [7])

W budownictwie logistyka odzysku powinna się opierać na systemowym podejściu do gospodarowania surowcami w cyklu życia obiektu budowlanego, a więc gromadzeniu, segregacji, przetwarzaniu oraz ponownym wykorzystaniu odpadów budowlanych zgodnie z zasadami i normami technicznymi obowiązującymi w budownictwie, przepisami prawnymi, opierając się na planie efektywnego gospodarowania odpadami budowlanymi. Warto zauważyć, że doświadczenia i wiedzę z praktyki odzyskiwania surowców i wyrobów budowlanych powinno się uwzględniać w procesie projektowania elementów i obiektów budowlanych, uwzględniając także aspekty ochrony środowiska.

Można zatem zdefiniować logistykę odzysku w budownictwie jako: proces planowania i projektowania, implementacji i kontrolowania przepływów surowców oraz wyrobów budowlanych wraz z powiązanymi z tymi przepływami informacji od miejsca ich konsumpcji do miejsca pochodzenia w ramach efektywnej gospodarki odpadami budowlanymi w cyklu życia obiektu budowlanego oraz zgodnie ze sztuką budowlaną, a więc w oparciu o normy prawne i techniczne[6]. Efektywna gospodarka odpadami budowlanymi jest elementem efektywnego wykorzystania zasobów w budownictwie oraz zmniejszenia ich negatywnego wpływu na środowisko w całym cyklu życia obiektu budowlanego, na który się składają fazy: planowania, budowy obiektu, eksploatacji oraz prowadzenia i nadzorowania bieżącej obsługi budynku, a także faza przebudowy, wyburzenia bądź zmiany sposobu zagospodarowania. Jednym z proponowanych rozwiązań jest zmniejszenie ilości odpadów budowlanych trafiających na wysypiska przez uruchomienie zwrotnych strumieni przepływu surowców i wyrobów budowlanych. Dlatego też w obrębie całego cyklu życia obiektu budowlanego należy mieć na względzie problematykę gospodarowania odpadami budowlanymi, gdyż poczynając od budowy

obiektu, przez remonty, ewentualną przebudowę aż po wyburzenia – we wszystkich tych etapach możliwy jest odzysk surowców i wyrobów budowlanych (rys. 2).

Rys. 3 Obowiązki uczestników procesu inwestycyjnego płynące z wymagań RL (opracowanie własne wg [7])

W Polsce nie ma jeszcze systemowych rozwiązań dotyczących gospodarnego, w tym ekologicznego, zarządzania odpadami ani też nawet wykazu preferowanych materiałów budowlanych, które tworzyłyby w cyklu życia pętle zwrotne. Jednakże w praktyce z różnych względów obserwuje się rozwój odzysku odpadów i ponowne zastosowanie w budowie i remontach obiektów budowlanych, ponieważ przemawiają za tym względy ekonomiczne (jak również i inne). W artykule tym autorki, obok zdefiniowania logistyki odzysku i uwarunkowań wdrożenia jej zasad, przedstawiają przykłady wykorzystania powstałych odpadów i/lub odzyskanych elementów budowlanych podczas remontów obiektów budowlanych. Pomimo że odpady z remontów obiektów budowlanych powstają w długim horyzoncie czasowym (podczas budowy obiektu również są generowane), to zdobywane doświadczenia z ich utylizacji, rozumianej jako wykorzystanie odpadów na surowce wtórne, powinno być brane pod uwagę przez wszystkich uczestników procesu inwestycyjnego (rys. 3).

Rys. 4 Globalne koszty związane z konwencjonalną rozbiórką oraz dekonstrukcją obiektu mieszkalnego w wariantowym ujęciu odbiorców (opracowanie własne wg [10])

Uwarunkowania

Uwarunkowania prawne i środowiskowe

Podstawę prawną do prowadzenia gospodarki odpadami na budowie stanowi ustawa z dnia 14 grudnia 2012 r. o odpadach [8]. W ustawie określono środki służące ochronie środowiska, życia i zdrowia ludzi zapobiegające i mniejszające negatywny wpływ na środowisko oraz zdrowie ludzi wynikający z wytwarzania odpadów i gospodarowania nimi oraz ograniczające ogólne skutki użytkowania zasobów i poprawiające efektywność takiego użytkowania.Ustawa ustanawia klasyfikację odpadów, uwzględniając ich pochodzenie oraz właściwości i składniki, które mogą przesądzać o ich toksyczności. Odpady budowlane zostały sklasyfikowane do grupy 17 pod nazwą „Odpady z budowy, remontów i demontażu obiektów budowlanych oraz infrastruktury drogowej (włączając glebę i ziemię z terenów zanieczyszczonych)”. W zakresie gospodarowania odpadami (w tym na budowie) ustawa zobowiązuje do planowania, projektowania i postępowania z odpadami z uwzględnieniem następującej hierarchii:

1) zapobieganie powstawaniu odpadów,

2) przygotowanie do ponownego użycia,

3) recykling,

4) inne procesy odzysku,

5) unieszkodliwienie,

oraz z uwzględnieniem zasady bliskości, tj. przetwarzania odpadów w pierwszej kolejności w miejscu ich powstania. Ustawa wprowadza również zasady postępowania z odpadami niebezpiecznymi (np. azbest, materiały budowlane zawierające rtęć); podaje wytyczne w zakresie zbierania odpadów, ich transportu i magazynowania. W rozdziale 9 można odnaleźć informacje dotyczące przekazywania odpadów oraz ponoszenia odpowiedzialności za gospodarowanie nimi. Zapis w ustawie stanowi jedynie podstawę do gospodarowania odpadami na budowie, w tym prowadzenia ich odzysku. Należy pamiętać, że prowadzenie wszelkich działań związanych z odzyskiem surowców i wyrobów budowlanych powinno uwzględniać wszelkie normy prawne i techniczne. Przykładowo w zakresie procesów przetwarzania będą to np. zasady BHP, przepisy związane z ochroną środowiska; dla wyrobu – certyfikacje, aprobaty itp.

Tab. 1 Zróżnicowanie cenowe przyjęcia odpadów do utylizacji (opracowanie własne)

Uwarunkowania techniczne

Nowy wyrób, począwszy od wkomponowania w strukturę obiektu budowlanego poprzez całą fazę użytkowania, narażony jest na wiele czynników negatywnie oddziaływujących na jego właściwość: agresywność środowiska; odziaływania mechaniczne, cieplne, wilgotnościowe i dynamiczne; zjawiska reologiczne itp. W wyniku tych odziaływań elementy konstrukcji mogą doznawać odkształceń, uszkodzeń oraz zmian parametrów mechanicznych, fizycznych i chemicznych materiałów. Nie należy więc wprost przyjmować, że po okresie użytkowania (jest on stosunkowo długi) dany wyrób lub materiał cechują wyjściowe parametry. Nierozsądne byłoby również przypisanie tym materiałom i wyrobom statusu rzeczy nieużytecznych. Właściwą drogą postępowania w celu rozpoznania wartości elementów konstrukcji przeznaczonej do rozbiórki jest wykorzystanie narzędzi i metod diagnostyki konstrukcji, która dostarcza wielu informacji technicznych o wyrobie budowlanym, dających możliwość oceny jego przydatności do ponownego wykorzystania. Do użytecznych metod w tym zakresie zaliczyć możemy wszelkie badania niszczące, a szczególnie grupę badań nieniszczących: ocenę makroskopową oraz badania techniczne oparte na metodach akustycznych, elektromagnetycznych i mechanicznych [9]. Ich wielką zaletą jest stosunkowo nieduży koszt, natychmiastowy wynik oraz charakter in situ. Takie rozpoznanie nie tylko umożliwi ocenę przydatności odpadów (materiałów i elementów uzyskanych wskutek remontu) do ponownego użycia, ale będzie również pomocne w projektowaniu procesów technologicznych niezbędnych do transformacji odpadów do postaci produktu, który zgodnie z ustawą o odpadach powinien [8]:

– być ponownie wykorzystany w obiegu surowców i wyrobów budowlanych w gospodarce, a więc stosowany do konkretnych celów;

– znajdować nabywców (popyt);

– spełniać wymagania techniczne;

– nie mieć negatywnych skutków dla życia, zdrowia ludzi lub środowiska;

– spełniać określone wymagania UE.

Z chwilą wprowadzania na rynek surowców lub wyrobów z odzysku ustawa obliguje do zapewnienia o ich jakości, co niejednokrotnie będzie się wiązało z dodatkowymi obligatoryjnymi badaniami potwierdzającymi ich parametry techniczne.

Fot. 1 Odzysk materiałów kamiennych i ceramicznych prowadzony w trakcie remontu zespołu pałacowego w Gorzanowie – down-cycling. Po lewej posadzka wykonana z dachówek, po prawej etapy przygotowania dachówki do wbudowania w posadzkę [11]

Uwarunkowania finansowe

Już na etapie projektu robót rozbiórkowych należy dobrać technologię prowadzenia prac. Patrząc przez pryzmat kryteriów społecznych i środowiskowych, najlepsza zdaje się być metoda dekonstrukcji obiektu, której towarzyszy selektywna zbiórka odpadów. Oczywiście koszt robót związanych z dekonstrukcją elementów obiektu jest wyższy niż koszty tradycyjnej rozbiórki. Niemniej jednak szacowania opłacalności przyjętych metod rozbiórki należy dokonywać, mając na względzie koszty utylizacji poszczególnych grup odpadów. Ceny za ich przyjęcie do utylizacji są zróżnicowane rodzajowo oraz w obrębie grupy odbiorców. W tab. 1 zestawiono ceny minimalne, maksymalne i ceny średnie za przyjęcie poszczególnych grup odpadów w losowo wybranych zakładach w Polsce.

Analiza finansowa gospodarki odpadami powinna więc zostać przeprowadzona w ujęciu wielowariantowym – w odniesieniu zarówno do metod rozbiórki, projektowania procesów technologicznych odzysku (z uwzględnieniem koniecznych badań), jak

i ewentualnego wyboru odbiorców odpadów. Przykładową współzależność między doborem technologii rozbiórki a odbiorcą odpadów, z punktu widzenia kryterium kosztowego, zobrazowano na rys. 4.

Fot. 2 Przykłady powtórnego wykorzystania elementów drewnianych w trakcie remontu zespołu pałacowego w Gorzanowie [9]

Przykłady dobrych praktyk Remont pałacu w Gorzanowie

Elementy murowe, kamienne i ceglane z murów zabytkowego pałacu w Gorzanowie, które ze względu na zły stan techniczny zostały przeznaczone do rozbiórki, były składowane, oczyszczone oraz poddane badaniom sklerometrycznym, a następnie powtórnie zabudowane w miejscach, w których ich wytrzymałość gwarantuje odpowiednią nośność konstrukcji. Tylko 15% materiału pochodzącego z rozbiórki murów została odrzucona ze względu na niskie parametry mechaniczno-wytrzymałościowe, pozostały materiał został powtórnie zabudowany [9]. Ciekawym pomysłem był również odzysk dachówki ceramicznej na potrzeby wykonania posadzki w pałacu (fot. 1).

Ze względu na wysokie walory historyczne stropów pałacu (renesansowe polichromowane belki i wsuwki stropowe) w trakcie remontu przeprowadzono odzysk ich elementów. Belki stropowe przeznaczone do wymiany zdegradowane były zazwyczaj tylko w strefach przypodporowych oraz w strefach bezpośredniego oddziaływania wody. Odpowiednio przeprowadzona ocena stanu technicznego pozwalała na określenie zdrowego przekroju i odzyskanie fragmentów belek o wysokich parametrach mechanicznych. Badane elementy w zależności od stanu technicznego oraz geometrii klasyfikowane były do dalszego użytkowania (fot. 2) [9].

Bodźcem do odzysku materiału w obrębie remontu pałacu była chęć zachowania jego autentyczności. Przyjęta polityka odzysku elementów konstrukcyjnych okazała się również sposobem na kontynuowanie prac naprawczych przy niskim budżecie inwestycyjnym – co dodatkowo umożliwiło rychłe zabezpieczenie obiektu przed negatywnym wpływem czynników zewnętrznych i jego postępującą degradacją.

Tab. 2 Sposób zagospodarowania gruzu betonowego w obrębie remontu dworca w Gliwicach [13]

Remont domu studenckiego Babilon

O potencjale i skali możliwości uzyskiwania oszczędności finansowych w gospodarce odpadami na budowie świadczy analiza kosztów przeprowadzona w obrębie kapitalnego remontu 16-piętrowego budynku – domu studenckiego o powierzchni użytkowej 12 104 m² (rys. 5). Dla inwestycji przeanalizowano trzy warianty – ich założenia oraz wynikłe koszty gospodarowania odpadami.

Remont dworca w Gliwicach

Szczególnym przykładem dobrych praktyk w zakresie recyklingu betonu rozbiórkowego jest inwestycja remontu dworca kolejowego w Gliwicach. W wyniku rozbiórki peronów wykonanych z prefabrykatów betonowych, a także betonowych tuneli oraz kanałów kablowych powstało 6200 m³ gruzu betonowego, który nie został przekazany do utylizacji, lecz przetworzony w obrębie placu budowy (sprowadzonymi kruszarkami) do postaci kruszywa, które częściowo wykorzystano w obrębie remontu oraz odsprzedano [13]. Sposób zagospodarowania gruzu w ujęciu ilościowym zaprezentowano w tab. 2.