《Proceedings of the Design Society》:Modelling reuse potential of building end-of-life components: a territorial approach
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本研究提出了一种地域尺度的模型,通过依次评估技术、物流和经济可行性来估算可再利用建筑构件的流量。它将再利用障碍——如拆卸潜力、残余性能评估、可运输性、储存条件和成本——转化为可测量的指标。通过将构件层面的数据聚合为地域性指标,该模型将构件尺度的特征与整体地域材
本研究提出了一种地域尺度的模型,通过依次评估技术、物流和经济可行性来估算可再利用建筑构件的流量。它将再利用障碍——如拆卸潜力、残余性能评估、可运输性、储存条件和成本——转化为可测量的指标。通过将构件层面的数据聚合为地域性指标,该模型将构件尺度的特征与整体地域材料流联系起来,提供了一个评估和比较不同地域间再利用潜力的框架。
**论文解读:建筑构件再利用潜力的地域性建模方法**
**一、研究背景与问题**
在欧洲,特别是在法国,建筑行业是主要的废物产生源。在法国,建筑活动每年产生约4800万吨废物,而整个欧洲的建筑废物约占总废物的38%。为应对这一挑战,法国《循环经济反浪费法》引入了产品、设备、材料和废物(PEMW)的概念,强调再利用是首选的处理方案。然而,尽管存在支持再利用的多项倡议和指南,以再利用为导向的供应链发展仍然缓慢且碎片化。现有平台(如Cycle Up, Recyclo’Bat, Opalis)由于缺乏成熟的再利用构件市场,难以匹配供需。这揭示了建筑废物量不断增长与再利用实践进展有限之间的结构性脱节。尽管有立法框架和目标,但地域层面的行动者缺乏识别再利用机会和协调行动所需的操作性和前瞻性工具。因此,本研究旨在探索如何通过地域性建模方法,支持建筑行业的各个行动者识别再利用潜力并协调行动,以增加建筑构件的再利用。
**二、研究方法与模型构建**
研究人员在《Proceedings of the Design Society》发表的这篇论文中,开发了一个分步模型来估算可再利用建筑构件的流量。该模型的核心是将再利用活动分解为主要阶段(选择性拆除、运输与储存、构件商业化),并识别影响每个阶段任务绩效的关键因素。研究基于文献综述,将影响构件再利用的挑战归纳为技术、组织和经济三大类,并忽略了社会、环境和治理相关因素,以聚焦于操作层面的流程优化。技术挑战涉及构件的内在特性,如残余性能、拆卸潜力和毒性合规性。组织挑战与地域行动者管理构件流的能力相关,特别是构件的可运输性和储存要求。经济挑战则源于再利用活动较高的劳动强度、运营成本以及新旧构件之间的价格竞争等因素。
**关键技术与方法**:研究人员构建的模型采用顺序评估框架,依次计算技术潜力、组织潜力和市场潜力。首先,模型评估构件的内在技术适用性,这涉及残余性能、拆卸得分和毒性合规性三个维度,其中残余性能和毒性合规性采用二元(0/1)判断,拆卸得分则采用概率分布。其次,模型评估地域层面的组织潜力,即考虑地域的储存容量、储存条件风险和构件的可运输性,以确定技术上可再利用的构件中有多少能被有效运输和储存。最后,模型通过比较再利用构件与全新构件的平均价格来评估经济潜力,从而估算出最终能被市场接受并实现再利用的构件数量。该模型旨在将构件层面的指标聚合为地域尺度的循环性指标。
**三、研究结果**
**4.1 技术可再利用构件的数量**
本研究定义了构件的技术再利用潜力(RPT),它是残余性能潜力、拆卸得分和毒性合规性潜力的乘积。残余性能潜力根据构件是否符合所有相关法定性能要求(如机械阻力、耐久性、防火性能等)进行二元判定。毒性合规性潜力同样根据构件是否满足法定的健康安全阈值(如石棉、铅含量)进行二元判定。拆卸得分则评估了构件在不造成显著损坏的情况下从建筑中分离的难易程度,其值在0到1之间,代表了构件被成功拆卸的概率。通过将这些技术潜力指标与地域内每年可用的构件总量相结合,模型可以估算出通过技术筛选的、具备再利用内在可行性的构件数量。
**4.2 物流可再利用构件的数量**
在技术筛选的基础上,模型引入了组织潜力评估。组织再利用潜力(RPO)从更宏观的流量视角出发,评估地域管理特定可再利用构件流的能力。它由三个因素决定:构件的可运输性潜力、地域的储存容量潜力以及储存条件风险指标(SRI)。可运输性潜力根据构件的重量和体积被划分为“容易”、“中等”、“困难”三个等级。储存容量潜力是地域可用储存空间与技术上可再利用构件总储存需求之比。储存条件风险指标则综合了13种可能导致储存期间构件损坏的风险。将技术可再利用构件数量与组织潜力相乘,即可得到在给定地域物流条件下能够被成功处理和储存的构件数量。
**4.3 被再利用构件的数量**
最后,模型通过市场潜力评估来估算最终被成功再利用的构件数量。市场再利用潜力(RPM)被简化为一个经济可行性指标,即再利用构件的平均价格(包括回收和准备成本)与其全新等价物价格的比值。该指标假设价格更低的再利用构件会被购买。将物流可再利用构件数量与市场潜力相乘,即可得到最终预期能被整合到新建筑生命周期中的构件数量。
**四、讨论与结论**
**贡献与讨论**:本研究的主要贡献在于开发了一个地域尺度的模型,该模型不仅考虑了材料数量,还整合了再利用活动的绩效和影响构件流通的操作条件。其次,研究将再利用障碍形式化为可测量的指标(技术、物流、经济),使得跨构件类型和地域的抽象挑战得以量化和比较,有助于识别构件流中损失发生的环节。最后,模型提出了将构件级指标聚合为地域循环性指标的方法,旨在为地域循环经济战略的研究和分析提供支持。该模型的结构为建筑行业的不同行动者提供了可操作的见解:技术指标可帮助从业者确定优先拆除或设计的构件类型;物流指标可支持评估地域基础设施是否充足;经济指标可为地方和国家层面的政策制定者提供投资或激励措施的参考。然而,模型也存在局限性,包括对大量且通常碎片化数据的依赖、构件计量单位的异质性带来的聚合困难,以及经济模型的简化(仅基于价格比较)。此外,模型尚未通过实际案例进行验证,未来的应用测试对于评估其实际支持决策和增加再利用的能力至关重要。
**结论**:本研究提出了一个通过顺序筛选技术、物流和经济潜力来估算可再利用建筑构件流量的地域尺度模型。与传统材料流方法不同,它整合了再利用活动的绩效和操作条件,从而对能够重新融入建筑行业的构件进行了更现实的评估。该模型将再利用障碍形式化为可测量的指标,将构件层面的因素(如毒性、可运输性、价格竞争力)与地域循环性绩效联系起来,为决策提供了信息框架,旨在提高建筑构件在地域尺度上的循环性。