图4．4建筑生命周期循环系统相关研究证明，在技术条件允许的情况下，建筑垃圾的回收率可超过95%，因此，本书假设建筑垃圾均经过回收利用阶段而不直接作为废弃物进行处理。从图4．4中可以看出，建筑生命周期包含了6个阶段、14个流、5个链接，建筑全生命周期的系统边界如图4．4的虚框所示。因此，清洁生产的目标是尽量减少废弃物的产生，使建筑生命周期系统是封闭的循环回路。......
2023-06-20
建筑全生命周期循环系统优化方案
【摘要】：分析建筑全生命周期的物质循环过程，可以研究影响整个循环系统物质流的主要因素。建筑生命周期循环系统，是建筑生命周期内各个阶段与自然界构成的一个大系统。建筑生命周期物质循环系统的平衡程度反映了清洁生产的实施绩效。因此，建筑全生命周期的生态平衡系数，是清洁生产的关键评价指标。
生命周期指的是产品连续互相关联的阶段，从原材料获取、产品设计、加工制造、运输、流通销售、使用维护到报废、回收处理、处置的整个过程。建筑生命周期分为时间意义和物理意义上的两种生命周期。时间概念的建筑生命周期是指建筑活动中包含的各个阶段过程，它是各参与者组织活动的依据。如工程建设活动全过程决定了建筑生命周期各功能的实现，两者之间的对应关系如图3．5所示（尚春静等，2011）。而物理概念的建筑生命周期是指建筑过程中的物质流循环，它是建筑在整个生命周期与环境相互关系的反映。建筑全生命周期（building lifecycle）就是建筑从“出生”到“老死”（即从“摇篮”到“坟墓”（from cradle to grave））或从“出生”到“再生”（即从“摇篮”到“摇篮”（from cradle to cradle）的全过程。建筑从规划、设计、施工、运行到拆除、报废及处理，形成了一个完整的生命周期。按阶段划分，建筑生命周期包括从自然界提取建筑所需材料、加工制造成建筑的建材或构件、经历建筑物的施工安装、竣工后的日常运营和使用过程中的维修，直到其无法继续使用后的报废处理，构成一个完整的生命周期。
图3．5 建筑生命周期与工程建设活动全过程的对应关系
资料来源：尚春静，储成龙，张智慧．不同结构建筑生命周期的碳排放比较［J］．建筑科学，
2011，27（12）：66-70．
从建筑生命周期角度看，建筑既是一个物体，又是一个过程。一般而言，建筑系统内部及其与外部环境之间的物质流动（material flow）存在循环的现象。在整个建筑生命周期内，建筑系统内部各个阶段之间进行各种物质流量交换，同时建筑与自然生态环境之间的关系也是通过物质流动联系起来的。分析建筑全生命周期的物质循环过程，可以研究影响整个循环系统物质流的主要因素。根据建筑生命周期的观点，本书的研究对象不是物质或阶段内的单次循环，而是以建筑系统整个生命周期为单位的连续循环过程。通过分析建筑与外部环境的互动关系以及建筑内部各要素的相互制约关系，建立了基于生命周期的建筑循环系统（见图3．6）。可持续的物质流动应该是闭合的循环回路，而当建筑生命周期内出现废弃物质（即物质流失），则会导致循环回路出现缺口，无法达到平衡。通过废物回收，实现了闭合的物质循环过程。
图3．6 建筑生命周期循环系统
建筑物质循环系统也可称为建筑循环再生系统，它所研究的对象不是物质及其系统的单次循环，是建筑系统内连续经历两个或几个单次循环的过程及特点。建筑生命周期循环系统，是建筑生命周期内各个阶段与自然界构成的一个大系统。
（1）建筑系统与自然之间的反馈环（外部循环），是单向的“利用—废弃”的物质单向流动过程。建筑系统从自然环境中提取能量和物质输入，并在全生命周期的各个环节中进行转换，最终以废弃物或污染物的形式向自然环境输出。如果综合考虑微观层面的建筑形式，并借鉴以人工环境为对象的“输入-输出”模型关系，可以建立起建筑系统与生态系统的模型关系。建筑外部物质循环系统是一个自我强化的正反馈过程，建筑生产量的增长会使它与物质的转换作用不断增强；随着建筑物数量的增加，自然资源严重匮乏，渐渐无法满足建筑材料的需求量，便会导致资源的不断消耗和废弃物的不断增加，造成自然承载力不断下降。
（2）建筑系统各阶段之间的反馈环（内部循环），是进行清洁生产研究的主要对象。它不同于外部循环，是“利用—回收处理—再利用”闭环物质循环过程。建筑系统的物质经历一个生命周期后，作为另一种资源再投入下一个生命周期中，从而形成一种循环系统。该过程是一个负反馈过程，随着建筑生产量的增加，需要消耗更多资源，这样在建筑使用寿命终结时产生的废旧材料也会随之增加，而后通过回收处理生产的可再利用材料会更多，这样就导致所需资源数量的下降。由此可知，随着废物回收利用与再利用材料数量的不断增加，当建筑材料的需求量小于废旧材料循环利用量时，该循环就达到物质层面趋于平衡。只有材料循环利用比重提高，才能减轻资源开采的压力，直至摆脱对自然资源的依赖。
如何使建筑生命周期循环系统趋于稳定，是清洁生产的实施目标。从物质循环角度看，内部循环决定了外部循环的水平，进而反映了建筑系统对自然环境的影响程度。清洁生产的实施是通过管理和调控建筑内部物质循环，力求达到内部循环的物质平衡，来减少建筑系统与自然环境的外部物质循环作用，实现环境的“零污染”目标。建筑生命周期物质循环系统的平衡程度反映了清洁生产的实施绩效。因此，建筑全生命周期的生态平衡系数，是清洁生产的关键评价指标。
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