综述：建筑与拆除废弃物回收的当前趋势与挑战

本文聚焦建筑与拆除废弃物（C&DW）回收，探讨其成分、回收趋势、管理挑战及未来展望。C&DW 产量增长带来环境问题，现有回收方法受阻。文章分析各国管理策略，提出新技术和决策工具可推动发展，助力实现可持续发展目标。

　　

建筑与拆除废弃物回收的当前趋势与挑战

随着人口快速增长和城市化进程加速，对住房、城市空间和基础设施的需求不断攀升，建筑、翻新和拆除活动愈发频繁，由此产生了大量的建筑与拆除废弃物（Construction and Demolition Waste，C&DW）。这些废弃物不仅在许多地区的总废弃物中占比可观，如在发达国家可占到城市总废弃物的 20% - 50%，而且传统的填埋和堆放处理方式引发了一系列严重的环境问题，包括空气污染、噪音、水污染以及填埋空间的快速消耗。因此，C&DW 的回收利用对于环境保护和可持续发展至关重要。

C&DW 成分

C&DW 中，拆除废弃物占比高达 90%，其余为建筑废弃物。这两类废弃物各具特点，建筑废弃物相对清洁，更易于回收；拆除废弃物则更为复杂多样，地震后的废墟中这种异质性尤为显著。传统的 C&DW 包含多种材料，如混凝土、砖块、瓷砖、木材、塑料、陶瓷、金属、玻璃、纸板、石膏、沥青混合物、挖掘土壤等。拆除废弃物可进一步细分为三类：一类是对建筑有潜在价值的材料，像 40 - 85% 的硬化混凝土、10 - 25% 的陶瓷以及 20 - 25% 的砖瓦，它们有望作为水泥质前体进行回收；二类是易于回收的材料，其中玻璃和金属含量低于 10% ；三类是危险废弃物，比如照明设备、油漆、涂料，部分还含有石棉材料（Asbestos Containing Material，ACM）。

不同地区和项目的 C&DW 成分差异较大，混凝土废弃物在现场废弃物中的占比因建筑类型而异，介于 40 - 85% 之间。在大多数欧盟国家，报废（End-of-Life，EoL）混凝土在 C&DW 中的占比超过 40%，整个欧盟范围内更是达到 60 - 70%，是城市采矿战略的关键目标。此外，C&DW 还可根据化学稳定性分为惰性（如泥土、土壤、岩石、泥浆和破碎混凝土）和非惰性（如包装废弃物、竹子、木材和植被等有机材料）两类。了解 C&DW 的成分对于提升回收效率、减少填埋废弃物、实现更好的分类和回收以及生产高质量的回收材料至关重要。

当前 C&DW 回收趋势

C&DW 管理涵盖收集、分类、运输、再利用、回收、填埋和资源回收等多个环节，同时还包括对这些过程的规划和监控。不同国家在 C&DW 回收管理方面的方法差异显著，欧盟内部的回收和材料回收率参差不齐，从低于 10% 到超过 95% 不等，尽管 CDW 分离和回收方法已广泛应用、成熟且具有成本效益。

传统的 C&DW 处理设施常采用筛选和洗涤方法去除物料流中的较小颗粒。C&DW 分类是废弃物管理研究的重点，对提高资源回收率、减少对填埋场的依赖意义重大。然而，由于废弃物成分的变化和污染问题，回收 C&DW 面临诸多困难，回收材料的纯度受到质疑，进而降低了市场对回收产品的需求。此外，即便在要求源头分类的国家，场外分类仍更受青睐。

C&DW 回收的主要目标是生产再生骨料（Recycled Aggregates，RA），以此节约自然资源、减少 CO₂排放并解决填埋处置问题。机械回收是最常用的方法，通过破碎、筛选、洗涤、干燥、分类、加热等工序将材料加工成可再利用的形式。回收过程通常分为两步，即破碎和去除污染物。破碎可采用单级（通常是颚式破碎机）或两级（颚式破碎后进行冲击破碎）方式，两级破碎能使 RA 具有更理想的粒度分布和更少的附着砂浆，更适合用于混凝土和路面应用。对于再生砂，采用立式冲击破碎机（Vertical Shaft Impactor，VSI）进行三级破碎可改善颗粒的形态和尺寸属性。此外，研磨、筛分和自清洗等方法可进一步提高 RA 的质量。一些化学、热和加热组合方法也可用于去除再生骨料表面的水泥砂浆 。

C&DW 中常见的可回收材料包括砖块、混凝土、金属、瓷砖、塑料、石膏板、绝缘材料、玻璃、纸板和木材等。但许多 C&DW 还含有细颗粒、重金属、持久性有机化学物质和 ACM 等有害污染物，对环境和健康构成重大风险。在整个回收过程中，物流环节应注重缩短运输距离、优化转运站的使用并确保妥善储存，以维持材料质量，降低灰尘和径流等环境危害。因此，准确检测污染物和控制小颗粒仍是回收过程中的关键挑战。

C&DW 管理面临的挑战

有效的 C&DW 管理（C&DWM）需要在经济可行性、政策法规、市场成熟度、可持续性和合适的商业模式之间寻求平衡。

1. 经济可行性：经济因素在废弃物管理中起着关键作用。尽管部分材料（如用于能源回收的木材）具有一定价值，但回收成本（涵盖设备、劳动力和运输等方面）往往较高，使得在资源有限的经济体中，填埋成为更经济的选择。以再利用为导向的拆除方式虽有环境效益，但劳动力成本较高，不过可通过节省填埋费用和创收来弥补。而发达国家凭借支持性政策和先进的回收技术在这方面具有优势。
2. 政策和法规：欧盟大力推动将循环经济（Circular Economy，CE）原则融入废弃物管理政策，促使欧洲各国的政策制定者越来越重视推广可持续的拆除废弃物管理策略。然而，现有的监管框架存在诸多不一致之处，阻碍了 C&DW 的有效管理，导致效率低下。例如，欧盟成员国对 C&DW 缺乏统一的标准定义，不同地区在定义和程序标准上的差异，使得监管要求与多样化的回收实践脱节，不利于建立统一高效的废弃物管理体系。
3. 市场成熟度：再加工材料通常质量较低，回收过程中会损失大量初始投入的能量，常导致降级循环。因此，尽管回收材料具有环境效益，但建筑行业对其使用仍存在较大阻力。市场对回收材料的接受度受到商业化、产品可用性、客户对质量和可靠性的认知以及政策法规限制等多方面因素的影响。比如，一些国际标准限制了再生骨料在结构混凝土中的使用。
4. 可持续性：近期研究强调了生命周期评估（Life Cycle Assessment，LCA）在建筑全生命周期中减少环境影响的重要性，同时 LCA 在规范实践方面也发挥着作用。C&DWM 不仅应关注报废阶段的再利用和回收等解决方案，还需优化早期阶段，尤其是设计阶段，以贯彻 CE 原则。为实现可持续发展目标（Sustainable Development Goal，SDG）12（负责任的消费和生产），必须对 C&DW 的管理进行有效监控。这需要有效的决策方法来整合各种支持可持续发展的指标。
5. 商业模式：循环商业模式对于促进建筑全生命周期（从材料生产到设计、施工、使用和报废）的可持续废弃物管理至关重要。然而，拆除承包商缺乏决策支持工具，严重制约了这些模式的实施。一种新工具的出现有望填补这一空白，推动材料的再利用、回收并减少填埋。评估建筑废弃物和回收实践的有效性需要综合考虑经济和技术可行性、环境和社会影响以及法规合规性等标准。此外，消费者认可的认证在推动这些变革方面也起着关键作用。

未来展望

1. 技术发展：人工分拣 C&DW 存在效率低、成本高且危险的问题，传统成像技术难以区分外观相似的材料。人工智能驱动的机器人和自动化传感器在分拣方面具有更高的效率和准确性，但目前在 C&DW 管理中的应用仍较为有限。光谱学和高光谱成像（Hyperspectral Imaging，HSI）技术在废弃物管理中的材料分类方面受到越来越多的关注。该技术能够记录多个波长的综合光谱信息，为每种特定材料提供独特的光谱指纹。若将其安装在自动化移动平台（如无人地面车辆或无人机）上，可对非选择性拆除、自然灾害（如地震）或战争产生的废墟进行识别和分类，简化回收流程。
2. 产品配置器作为 C&DWM 中的决策工具：决策支持工具通过减少填埋和能源回收，促进材料的再利用和回收，推动循环废弃物管理。产品配置器作为一种设计复杂产品的软件系统，能够确保满足客户需求和技术约束，借助业务规则和推荐技术管理复杂性。这一系统正在改变建筑行业，提高效率、可持续性和决策水平，在 C&DWM 中尤为重要。它可用于自动化和模块化场外施工，还能通过整合 LCA 支持环保建筑实践，进行可持续性评估。

结论

城市基础设施需求的增长导致 C&DW 产生量不断增加，高效的回收利用势在必行。填埋处理方式造成了污染和资源枯竭，凸显了循环经济实践的重要性。尽管存在多种回收方法，但市场阻力和监管空白阻碍了其广泛应用。欧盟的废弃物框架指令（Waste Framework Directive，WFD）虽提供了立法框架，但仍需进一步努力提高回收率。人工智能驱动的分拣和高光谱成像等先进技术可提高回收效率，决策支持工具能优化材料再利用。然而，经济可行性、政策协调和市场接受度仍是实现可持续 C&DW 管理的主要挑战。

本研究在建筑领域对多个可持续发展目标具有推动作用，特别是通过推广可持续基础设施的先进技术支持了 SDG 9（产业、创新和基础设施）；通过 C&DW 的回收和再利用助力了 SDG 11（可持续城市和社区）；通过鼓励资源效率和减少废弃物为 SDG 12（负责任的消费和生产）做出了贡献。同时，本研究也为 “生态人文主义与生态现代主义” 特刊提供了支持，展示了 C&DWM 中的技术创新如何推动建筑行业走向循环和可持续发展，兼顾生态现代主义和以人为本的可持续发展理念。