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。......
2023-06-20
建筑生命周期循环系统：全过程方案图解析
【摘要】：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。
物质流分析是指对一定时空范围内关于特定系统的物质流动和物质贮存的系统分析，主要涉及的是物质流动的源、路径及汇。本书是从广义的角度来讨论建筑系统的清洁性问题，因此，本书的研究对象不是单个循环系统，而是系统的无限循环。根据这个原理，笔者绘制了建筑生命周期系统（LCS，lifecycle system）图，如图4．4所示。广义上，再生循环资源将重新回到系统输入端，从而作为建筑全生命周期清洁生产实施效果的一种体现。
图4．4 建筑生命周期循环系统（LCS）
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（3个分流和2个集合），建筑全生命周期的系统边界如图4．4的虚框所示。其中，6个阶段所构成的系统边界，是物质流分析以及清洁生产情况研究的基础，而5个链接是本研究的关键。
（1）建筑材料的来源（集合，Link1），包含原材料（F1）、直接再利用材料（F9）和再生材料（F13）三个输入流。其中，原材料（F1）的数量即为整个建筑系统自然资源的投入量。从物质分析的角度看，该部分是环境影响的根源。因此，减少原材料（F1）的输入是提高系统清洁性的重要目标。而直接再利用材料不仅减少了原材料（F1）的输入，而且还减少了回收再利用材料（F10），从而间接减少了废弃物（F14）的排放量。同样，再生材料（F13）的输入对减少原材料（F1）输入具有重要的作用，这也体现了清洁生产对提高材料的循环利用率的作用。总之，所需建筑材料数量是固定的，即F1、F9、F13这三部分输入的总和是恒定的，而清洁生产的目标在于减少原材料的输入，由图4．4可知，这一目标还需通过增加直接再利用材料（F9）和再生材料（F13）来实现。
（2）建筑材料的产出（分流，Link2），包含建筑物产品（F4）和损耗材料（F5）两种输出。由于建筑建造过程中的技术和管理等原因，材料的利用率不可能达到100%，因此，该阶段的产物不仅为建筑产品，而且还包括施工过程中产生的垃圾。以往的处理方式是直接运输到场外进行填埋。而清洁生产的实施注重循环利用，并将该过程产生的垃圾进行回收处理。
（3）建筑旧材料的使用（分流，Link3），包含直接再利用材料（F9）、回收再利用材料（F10）和废弃物（F8）三个输出。建筑在其寿命终结后要进行拆除，拆除后的建筑垃圾一部分可以直接再利用，主要包含建筑构件；而大部分材料需要经过回收处理后重新成为可用的建筑原材料进入下一个生命周期，还有一些由于目前技术与条件还不能回收利用的垃圾，将作为废弃物向环境排放。由于材料的直接利用是最高级的循环方式，其所需耗用的原生资源以及所产生的环境影响最小，所以从清洁生产的角度来看，材料的直接再利用优于回收循环利用，即增加建筑垃圾直接再利用率，同时也减少或消除废弃物的排放（F8）。
（4）回收材料的组成（集合，Link4），包含建筑施工垃圾（F5）和回收再利用材料（F10）两个输入。再利用是物质反循环后的再次正向流动，是使物质再次进入下一个生命周期的关键过程。从清洁生产源头控制的角度来看，在废弃物（F8）排放减少的情况下，应该尽量减少建筑施工垃圾的数量，即提高材料的利用率；在增加直接再利用材料（F9）的情况下，尽量增加可回收再利用的材料（F10）数量，即提高建筑垃圾的回收利用率。
（5）回收材料的利用（分流，Link5），包含再生材料（F13）和需处理的废弃物（F14）两种输出。这部分体现了进入系统内的物质经历了整个生命周期后会产生两种输出：一部分经过循环利用后作为再生材料（F13）进入下一个生命周期；而另外一部分作为废弃物（F14）排放到外部环境，会造成污染。以目前的技术与条件，建筑垃圾资源化率还无法达到100%，这就会出现一些无法再利用的报废材料。清洁生产的实施就是要减少或消除报废材料，而尽可能地增加再生材料的生成，即提高回收材料的再生率。
从建筑物全生命周期物质循环的角度来说，废弃物是循环回路出现的缺口，这必然会造成物质的流失，对环境造成负面影响。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。
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