建筑廢棄物管理的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究

鄒穎 彭盈

摘 要：隨著城市建設(shè)活動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的建筑廢棄物不斷增長(zhǎng)，如何提高建筑廢棄物管理水平成為亟待解決的難題。本文在回顧系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法的理論研究的基礎(chǔ)上，從預(yù)測(cè)、政策分析、優(yōu)化策略等方面回顧、評(píng)述了系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)在建筑廢棄物管理的應(yīng)用研究概況，最后提出了進(jìn)一步的研究方向。

關(guān)鍵詞：建筑廢棄物；系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)；廢棄物管理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.11.173

1 引言

伴隨著我國(guó)城市人口的不斷增長(zhǎng)和城市化進(jìn)程的日益加快，城市建設(shè)活動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的建筑廢棄物也在不斷增長(zhǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)建筑廢棄物的排放量已達(dá)到城市固體廢棄物總量的40%，能耗占社會(huì)總量的25%。我國(guó)每年因拆除建筑產(chǎn)生的廢棄物達(dá)2億噸以上，新建建筑產(chǎn)生的廢棄物大約1億噸，回收率卻僅僅為 5%。我國(guó)對(duì)廢棄物管理與處理的方式方法相當(dāng)落后，絕大部分建筑垃圾未經(jīng)處理就被運(yùn)往郊外或農(nóng)村進(jìn)行露天堆放或直接填埋，導(dǎo)致了土地、水體、大氣和土壤污染，影響環(huán)境衛(wèi)生以及城市發(fā)展的可持續(xù)性。目前，建筑業(yè)已成為各國(guó)政府減少碳排放、能源消耗和物質(zhì)資源使用的優(yōu)先領(lǐng)域，因此，如何加強(qiáng)建筑廢棄物管理，健全建筑垃圾回收利用的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和法律法規(guī)，支持建筑廢棄物回收利用技術(shù)的研發(fā)，提高建筑廢棄物管理水平成為亟待解決的難題。

而建筑廢棄物管理是一個(gè)系統(tǒng)工程，涉及了眾多的利益相關(guān)者，如政府、設(shè)計(jì)師、承包商、施工人員、廢棄物回收者等，包含了建筑廢棄物產(chǎn)生、回收、再利用、填埋等多個(gè)過(guò)程，囊括了廢棄物處理、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)等多個(gè)子系統(tǒng)。應(yīng)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)可以較好地解決建筑廢棄物動(dòng)態(tài)管理的問(wèn)題。

2 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)是美國(guó)麻省理工學(xué)院J.W.Forrester教授所創(chuàng)立的一種研究復(fù)雜系統(tǒng)信息反饋的系統(tǒng)方法，它根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部組成要素互為因果的反饋特點(diǎn)，建立動(dòng)態(tài)的仿真模型，并通過(guò)仿真語(yǔ)言和仿真軟件來(lái)模擬元素間影響關(guān)系的動(dòng)態(tài)變化對(duì)系統(tǒng)總體行為的影響。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)遵從“結(jié)構(gòu)決定行為”的原則，強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)角度來(lái)分析系統(tǒng)的功能和行為。

3 研究進(jìn)展

3.1 預(yù)測(cè)研究

量化產(chǎn)生的建筑廢棄物數(shù)量是成功實(shí)施建筑廢棄物管理的先決條件。過(guò)去的文獻(xiàn)中，已有各種方法對(duì)區(qū)域或者項(xiàng)目層面的建筑廢棄物產(chǎn)生量進(jìn)行量化研究，主要的方法包括現(xiàn)場(chǎng)訪問(wèn)法、產(chǎn)生率法、壽命分析法、分類系統(tǒng)積累法、變量建模法。而系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)法屬于變量建模法。對(duì)于區(qū)域?qū)用娴墓烙?jì)，Ye G等提出了基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論的建筑廢棄物管理概念模型，認(rèn)為系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)可以作為預(yù)測(cè)任何特定國(guó)家或者地區(qū)建筑廢棄物產(chǎn)生量的有用工具。王家遠(yuǎn)等基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的理論及方法，選取了五項(xiàng)建筑材料，從材料、運(yùn)輸、填埋、分揀分類等四大部分，構(gòu)建出評(píng)估建筑廢棄物經(jīng)濟(jì)成本的評(píng)估模型，研究發(fā)現(xiàn)材料及運(yùn)輸成本是建筑廢棄物的主要成本，占總成本的99.89%。袁紅平等運(yùn)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建立了建筑廢棄物管理的經(jīng)濟(jì)有效性動(dòng)態(tài)評(píng)估模型，研究發(fā)現(xiàn)開(kāi)展建筑廢棄物管理的經(jīng)濟(jì)有效性在建設(shè)項(xiàng)目前期為負(fù)，但隨著項(xiàng)目的進(jìn)行，項(xiàng)目整體的建筑廢棄物管理具有經(jīng)濟(jì)有效性將大于零。

3.2 政策分析研究

以往的研究主要考慮了補(bǔ)貼、罰款等政策對(duì)建筑廢棄物管理的影響。陳建國(guó)等以建筑廢棄物分揀回收補(bǔ)貼政策為研究對(duì)象，采用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真不同補(bǔ)貼額度對(duì)承包商分揀回收行為決策的影響，研究發(fā)現(xiàn)提高補(bǔ)貼金額能夠促使承包商的分揀回收行為，降低建筑廢棄物的填埋比例。劉景礦等考慮了社會(huì)福利，仿真模擬了補(bǔ)貼與罰款對(duì)承包商利潤(rùn)與社會(huì)效益的影響，得到最佳的單位補(bǔ)貼費(fèi)用與單位填埋費(fèi)用。

3.3 優(yōu)化策略研究

JLJ Hao等建立了深圳建筑廢棄物管理模型，研究發(fā)現(xiàn)參與者的積極參與和成本是影響建筑廢棄物減排的兩大因素。丁志坤等構(gòu)建了施工階段的建筑廢棄物管理模型，通過(guò)模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)減量化措施和分類措施是促進(jìn)提高建筑廢棄物回收再利用有效手段。而陳起俊等對(duì)濟(jì)南市建筑廢棄物處理產(chǎn)業(yè)進(jìn)行了仿真分析，研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)加大完善質(zhì)量認(rèn)證程度時(shí)，帶來(lái)的是再生產(chǎn)品使用量的大幅度增加，從而減少對(duì)天然建材的開(kāi)發(fā)使用。

4 結(jié)論

以上研究表明，系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)可以較好地進(jìn)行動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)描述和模擬各系統(tǒng)的行為。筆者認(rèn)為今后的研究方向還可以結(jié)合供應(yīng)鏈理論、管理學(xué)理論以及其他工具算法來(lái)簡(jiǎn)化系統(tǒng)問(wèn)題的復(fù)雜性，提高模型對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力。

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作者簡(jiǎn)介：鄒穎（1993-），女，碩士研究生，研究方向：土木工程建造與管理。