建筑循环系统中的物质流动优化方案

2023-06-20 理论教育版权反馈

【摘要】：1）建筑单向线性的物质流动以往对建筑全生命周期的物质流研究都是基于单向线性模式，即“资源—产品—污染物”的过程。在这种模式下，建筑全生命周期的物质流是从自然资源中获得原材料，经过加工生产形成建筑材料，后用于建筑的建造。2）建筑循环的物质流动物质循环系统是一个“资源—产品—再生资源”的过程，实现物质的不断循环利用。

物质资源循环系统是研究建筑系统对环境影响的重要理论基础，建筑系统的环境影响取决于进入系统以及向外界排放的物质资源的数量和质量。因此，实现建筑系统全生命周期资源循环最大化是实施清洁生产的关键。

1）建筑单向线性的物质流动

以往对建筑全生命周期的物质流研究都是基于单向线性模式，即“资源—产品—污染物”的过程。在这种模式下，建筑全生命周期的物质流是从自然资源中获得原材料，经过加工生产形成建筑材料，后用于建筑的建造。在建筑使用寿命终结之后，这些材料以废弃物的形式作为建筑系统对生态系统环境的输出。单向线性模式是粗放的和一次性的资源利用，不符合可持续发展的要求。不仅耗费大量的不可再生资源，导致大量自然资源的短缺与枯竭，而且在新物质材料发掘、生产、运输等过程中都会造成一定程度的能量消耗，从而造成严重的环境污染。

2）建筑循环的物质流动

物质循环系统是一个“资源—产品—再生资源”的过程，实现物质的不断循环利用。循环经济就是把清洁生产和废弃物的综合利用融为一体的经济，本质上是一种生态经济，它要求运用生态学规律来指导人类社会的经济活动。只有放错了地方的资源，而没有真正的废弃物。按照自然生态系统的模式，物质反复循环流动的过程，可实现自然资源低投入、高利用和废弃物低排放，从而在根本上解决环境问题。

建筑物质循环是将原有直线型思路“生产—建造—使用—废弃”转变为“生产—建造—利用—拆卸—再生产／再利用”的循环发展思路，这一闭合循环将使排放的建筑垃圾达到最小化。拆除阶段是个分歧点，从拆除开始的反循环则统称为“回收利用”阶段。建筑物质循环方式分为两类：同用途循环利用与不同用途循环利用。同用途循环是指使用过的材料或构件经过循环再生后用于相同的用途；不同用途循环是指使用过的材料或构件被循环运用于不同的功能。从物质层面看，不同的循环方式发挥着类似的作用（节约资源），但是从能量消耗的角度看，存在较大的差异。如构件直接利用，通常经过拆卸以及简单的加工后可用于相同功能，其所需要耗用的原生能源以及所产生的环境冲击最小，所以被视为最高级的循环方式。而原料回收再生利用，增加了重新加工处理、制造、运输等过程，可用于不同的功能，因其再生过程耗用了较多的自然资源而造成较大的环境影响，因此是最低级的循环方式。

由此可见，从物质循环的角度考虑环境效益，清洁生产过程中优选高级循环方式，尽可能减少低级循环方式的使用。这并不仅与一个阶段相关，而是建筑全生命周期共同产生的结果。首先，与拆解直接相关，回收路线越长（即回收深度越深），拆解程度越细。如直接回收（高级循环）不必拆解成构件，基本上保留成品的形式，以独立的元素再利用；改装（中级循环）需要进行局部拆解，以半成品或构件的形式回收，经历替换重组或变形重组的加工过程；再生（低级循环）则要进行全部构造拆解，并还原成材料进行重新制造。其次，与建造阶段的方式有关，高级循环再生关键在于其开放性，而开放性与建筑系统的适应性有关。如装配式的建造方式，具有高度兼容、最小相依的特征，易于实现高级循环，除此之外，还受前期的建筑设计的影响。如在材料选择以及建筑结构设计等方面考虑循环等级。因此，为了实现环境影响最小化，清洁生产不仅要考虑每个阶段的环境问题，更需要从全生命周期循环的角度来实施。

建筑循环系统中的物质流动优化方案

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