【《建筑废弃物全过程管理模型构建与应用案例分析》19000字】

建筑废弃物全过程管理模型构建与应用案例分析目录TOC\o"1-3"\h\u7668建筑废弃物全过程管理模型构建与应用案例分析 1291981建筑废弃物全过程管理模型构建 1306741.1建筑废弃物全过程管理模式 1163221.1.1源头管理 1322341.1.2施工过程管理 2236701.1.3末端管理 594681.2评价指标体系 6208281.2.1构建原则 6253651.2.2体系构建 7121121.3建筑废弃物全过程管理的系统动力学模型 9134681.1.1仿真软件介绍 10235981.1.2全过程管理模型构建 1278811.1.3建筑废弃物产生子系统 15194381.1.4设计阶段子系统 15171021.1.5施工阶段子系统 1629931.1.6拆除阶段子系统 18284672实证研究 20302382.1概况 20187462.2模型检验 21255372.1.1模型的表达正确性 21138962.1.2模型的敏感性分析 22325902.1.3模型的有效性检验 22116812.2仿真数据分析 23258332.3方案设计和选择 2474192.4仿真结果与分析 25115072.2.1填埋成本趋势分析 2578612.2.2回收利用费用分析 26178892.2.3产出比趋势分析 281建筑废弃物全过程管理模型构建1.1建筑废弃物全过程管理模式1.1.1源头管理建筑废弃物的源头管理一方面是指在整个建筑工程实际建造前的设计时期，围绕废弃物开展针对性的减量化处理，另一方面是指建筑工程在设计阶段后整个寿命周期内实行建筑废弃物减量化管理。减量化设计还是减量化管理，都不仅是指建筑废弃物数量的减少，更是指建筑废弃物中的有害物质、高碳排放量的物质的减少。减量化不仅是量的变化，还要是符合建立低碳经济社会的标准[78]。绿色设计是在方案设计的基础上开展的技术方案细化的过程，主要任务是完成各个专业系统方案的深化设计，可在BIM平台进行各专业的协同设计。基于BIM平台进行绿色设计，可以参照传统的设计流程，对绿色建筑设计流程进行规范，并使绿色设计理念加入每个设计环节，使之成为可以在设计院实际操作的工作方法和工作流程。绿色建筑在施工图设计阶段，主要的设计内容是以BIM建筑信息模型作为设计信息的载体，综合建筑、结构、设备等各个专业，协同深化设计，相互校对，尤其是借助BIM技术管线的综合与冲突检查，这样能有效避免施工时管线的碰撞，返工、浪费施工时间等问题，从绿色建筑的设计理念角度来看，也节约了建筑的材料，为绿色施工做出了良好的指导性作用。1.1.2施工过程管理在实际项目推进过程中，建筑施工场景的废弃物相对最多。在相关作业过程中影响产出规模的因素相对较多，例如在操作过程会因为承包管理存在问题，或是节约思想较差，未能精准核算需求材料的具体数目，导致边角料的大幅增长；或是因为实际作业方案有待完善、相关操作程序有待完善，进而在实际作业过程中废弃物大幅度增加；或是因为承包商对于材料的采购管理不足，实际购入的材料无法满足设计以及作业活动的基础需求，过多的订购材料或者是材料在进场之后未能实现有效管理，都会导致材料浪费等问题的出现，进而导致建筑废弃物的大幅度增长。施工时期的各个问题都会对于废弃物的产量有显著影响，所以强化相关废弃物的减量管理极为关键[79]。（1）从技术管理方面控制建筑废弃物在相关项目作业的推进过程中，废弃物的具体数目以及相关工程的技术管理指标存在极为紧密的联系。通常情况下，高水平的工程管理能够较为高效控制相关废弃物的具体规模[80]。所以依靠提升整体技术管理方式，进而控制相关废弃物的出现有较为理想的效果。对此类问题可结合下述几个视角采取针对性的设计活动：①培养废弃物减量化管理的基础思维在开展组织设计的过程中，减量化思维有助于实现废弃物更加理想的控制效果[81]，在实际推进过程中可结合几个视角更为高效的推进相关工作，诸如更为合理与高效的施工规划，更为科学的施工方案以及加强废弃物的处置。整体的施工进度规划工作，可否实现理想的作业程序，都需要以科学的规划以及进度管理作为基础。开展科学的作业规划工作，有益于更为高效的开发各类建筑资源，实现材料损耗的有效控制。同时还可依靠施工方案的选定与优化等工作，在施工方案实际确认的过程中，计算各类建筑废弃物的具体状况，在条件容许的情况下，结合地方的实际状况选定污染更低的方案，而且拟定符合需求的废弃物开发方案。诸如选定填挖平衡的作业措施，通过此类措施实现对废弃物较为高效的控制措施；相关施工单位还需要结合对于实力以及掌握的技术来决定是否深度开发，结合现场的具体状况来选定符合需求的处理方案。=2\*GB3②重视施工图纸会审工作在建筑工程实际推进过程中，一般情况下会因为图纸和作业活动有脱节的相关问题，因此会有非必要的废弃物出现。相关施工公司的技术人才需要强化图纸会审的相关工作，针对图纸中所出现的施工脱节以及更易导致废弃物规模增长的问题提供相关建议和解决方法，尽可能规避非必要的施工废弃物等问题。诸如，在开展设计过程中有门窗洞口预留相关位置的安排存在问题，进行一定程度调整后有助于大幅控制砌墙过程中的砍砖数目。在开展会审的过程中进行提问，即可实现相关废弃物较为高效的控制。除此之外，在开展图纸会审的过程中，强化相关专业分包以及总承包等沟通机制，有助于各个专业分包确认自身的施工范围，确保相关专业的作业有着较为理想的衔接效果，尽可能防止返工等问题的出现。③加强技术交底工作在项目实际推进过程中，技术交底对于实现理想作业质量极为关键，这也是技术性非常理想的创作。工程中因为项目质量相对较差，进而造成非必要的返工或者是修补等问题，这也造成最终产生的废弃物大幅度增长。需要积极推进配套的技术交底活动，设计单位需要确保相关参与人员对于设计有充分认知，确认其中具体的技术需求以及施工工艺等基础状况，尽可能规避施工质量无法满足要求造成的各类返工问题。=4\*GB3④做好施工的预检工作加强相关预检工作，属于实现质量事故有效控制的关键技术方案，进行该工作可有效规避质量事故导致的废弃物问题。工程预检的方案，主要为调整轴线位置的具体状况，确认其中具体的尺寸与标高等数据，通过此类设计方面的大幅度优化可避免偏差造成的返工等问题。除此之外，还需要加强相关隐蔽项目的检查工作，拟定配套的技术方案，这也是实现理想控制的关键方式与措施。还需要着重判断质量影响显著区域的相关作业活动，尽可能控制施工环节所存在的偷工减料等问题，防止因为质量返工导致的废弃物问题。⑤提升整体作业水平与优化施工工艺依靠提升整体施工水平以及工艺，进而实现控制废弃物的预期效果。诸如运用可循环开发的相关钢模来取代木模的方案，继而大幅减少相关废木料的产生。使用装配式来取代之前的制作方案，实现对废弃规模的有效控制。大幅提升整体的机械化作业指标，尽可能规避人为导致的各类浪费问题，大幅提升最终的建材开发效率。（2）从成本管理的视角来调整废弃物的产生对相关施工公司来说，针对废弃物实际采取的控制措施，从根本上来说即针对成本开支所采取的相关控制措施。废弃物即相关建筑材料构成了此类开发方案，建筑材料的实际成本在整个项目中有很高的占比，通常为70%附近[82]。建筑材料沦落为相关废弃物之后，会出现两个类别的经济成本。其一，材料转化为废弃物之后会导致显著的浪费，还会导致额外的废弃物开支。其二，购入同等数目的建材开支以及重新施工的相关投入。结合成本控制的视角开展分析，重点有下述几大方式：①把好采购关在材料实际采购程序中，需要结合协议以及图纸规范的需求来开展采购，还可依靠严格计量以及验收等方式，继而保障材料符合要求的采购渠道，实现对建材质量的有效控制，尽可能规避之后因为材料质量无法满足要求导致的废弃物问题。一些建材，和水泥等材质在运输以及装卸场景，更易产生“跑、冒、滴、漏”以及磕破磨损等问题，还需要强化运输以及装卸等监管。=2\*GB3②精准判断消耗水平，加强余料回收仔细分析实际的消耗指标，加强相应的余料回收处理方案，尽可能控制余料视为废弃物的处置方案。基于混凝土的处理方案，在作业场景中通常会有残留的混凝土，作业单位较为多见的方案为倾倒处理，这导致了显著的浪费问题。若是通过精准的核算，则可实现对此类废弃物问题的有效控制。③加强材料现场管理相关材料随意堆放等问题，会造成相关材料在实际运用前转化为施工废弃物[83]。类似于木材以及水泥等存储，都可能会因为不合理的存储环境而出现破损等问题无法满足作业的基础需求。所以在作业环节中，需要整体考虑配套的存储管理工作，尽可能避免存储存在问题进而干涉非必要的浪费问题。=4\*GB3④施行班组承包制度针对操作中存在显著损耗问题的工序，可安排相关班组推进各类工作，将完成效果以及奖罚方案等开展有效的整合。此类方案可大幅提升最终的节约效果，进而有效减少相关废弃物的具体产出规模[84]。（3）从制度管理方面来影响建筑废弃物的产生在建筑施工生产活动中，制度不明、不严和某些建筑施工废弃物的产生有着很大的关系。要使建筑施工废弃物得到有效的控制需要一套完整合理的现场管理制度和严格的制度执行[85]。现场施工应建立如下几种管理制度：①应建立限额领料制度施工材料限额领料制度是对施工材料进行控制的有效手段，是降低物资消耗减少建筑施工废弃物的重要措施。它通过杜绝材料的浪费来减少一部分施工废弃物。施工单位应根据编制的材料消耗计划和施工进度计划中确定的材料量，严格执行限额领料制度。如果材料的消耗超出计划量，应及时找出原因并改进，防止材料浪费现象发生。②应加强现场巡视制度现场巡视监督制度有利于及时发现现场存在的问题，便于及时更正和处理，从而达到有效控制施工废弃物的数量的目的。现场巡视的主要内容是要确保施工人员按图施工，使用合格的建筑材料，按照交底的施工工艺进行操作，以及检查质量隐患等[86]。③实行严格的奖惩制度可以通过经济刺激，如节约获奖、浪费受罚这种方式，来调动施工工人对节约建材的积极性，鼓励基层建筑废弃物减量化技术创新，有效地减少建筑施工废弃物的产生。对于现场施工中现场管理比较困难部分和材料消耗量比较大的工序可以选择进行班组承包，并实行严格的奖惩制度。=4\*GB3④开展不定期的教育培训制度这种教育培训工作主要体现在两个方面，一方面，加强工人的节约意识，使减量化观念深入人心；另一方面，加强工人对建筑生产中的新技术、新工艺的了解，提高工人的技术水平。有关调查表明，技术工人的职业素质会随着受技术教育的水平和专业培训的程度的提高而提高。职业素质较高的员工通常会有较强的质量和节约等意识，在施工过程中会自觉地去控制建筑废弃物的产生。因此，应加强对工人的培训和教育，并且，应大力宣传教育，培养工人建筑废弃物减量化的意识。可以看出，在施工废弃物减量化管理过程中施工单位所负的责任重大，要实现以上的建筑废弃物减量化管理措施，需要多方的共同努力[87]。一方面，有关政府部门应努力提供建筑废弃物管理有利的外部运行环境，包括相关的法律法规和经济政策。另一方面，建筑承包商应不断提高和完善对建筑废弃物的管理方法和意识，包括建筑废弃物减量化管理方法和意识、现场再利用方法和意识以及场外集中处理意识，在加强施工现场管理的同时，主动地实现建筑废弃物的减量化[88]。1.1.3末端管理新建建筑经过一定的使用年限之后会面临被拆除这种处理方式的阶段，即建筑拆除阶段。旧建筑的拆除同时也意味着新建建筑的开始，因此这个阶段在整个建筑业生产过程中处于承上启下的地位[89]。目前，旧建筑拆除阶段的减量化实现方式常见的有以下两种：一种是从“再利用”的角度出发，应尽量避免旧建筑拆除，积极开发旧建筑的再利用价值；另一种是目前倍受关注的一项新的建筑拆除技术，它将转变旧建筑拆除方式，使其由传统的“拆毁式”向“解构式”转变[90]。做好旧建筑处置工作，“大拆大建”、“短命建筑”是促使建筑废弃物产量增加的影响因素之一，尤其是在近几年来，此类问题不断出现。它不仅造成了社会财富的极大浪费，并引起了生态环境、社会、资源浪费等方面诸多问题。因此，有关部门应通过制定科学的评价方法，合理地确定旧建筑的处置方案。更新改造或拆除重建这两种不同的处置方案，对旧建筑拆除废弃物和新建建筑施工废弃物的产量具有决定性意义。目前，在我国旧建筑的处理大多采用拆除重建这种方式，旧建筑处置评价方法中很少考虑甚至从未考虑建筑废弃物减量化的因素，使得评价结果更加倾向于旧建筑的拆除[91]。因此，旧建筑处理评价方法应当向着充分考虑建筑废弃物减量化问题的方向改进。相对于“拆旧建新”而言，旧建筑更新改造不仅可以节约建筑资源和能源，还可以有效减少建筑废弃物的产量[92]。所以在发展过程中我们要重视旧建筑更新改造的“资源化”再利用，即：充分利用现有旧建筑，在充分考虑旧建筑本身的历史文化、结构、环境、材料、功能、空间状态等基础上，挖掘旧建筑的潜在价值，通过评价、策划、设计、施工的过程，使旧建筑通过适宜的更新改造措施形成新的建筑成品。实际上，目前许多发达国家的建筑业生产中新建施工量占据的份额较小，大多以旧建筑的改、扩建为主，提倡发展旧建筑的“资源化”再利用。但是在我国，由于旧建筑“资源化”再利用意识薄弱，旧建筑处置评价不到位等因素，每年的“拆旧建新”工程量依然很大。因此，要以发展旧建筑“资源化”再利用为目标，减少旧建筑拆除废弃物的产生[93]。目前，在我国为了加快拆除速度，很多大型、高层建筑都采用了破坏性的建筑拆除技术，比如：爆破拆除、推土机或重锤锤击的机械拆除等。这种破坏性的拆除方式会严重降低旧建筑的再生利用率。相比之下，采用优化的拆除方法，如旧建筑解构拆除和选择性拆除等方法能够有效提高建材拆除再生利用率。此类拆除方法均表现出明显的非破坏性拆除特点。解构拆除是一种与建筑施工流程相反的拆除技术，它提倡对建筑物进行拆卸分解[94]。目前我国建筑物的建造设计方法未充分考虑未来建筑拆除情况，不能满足解构拆除的技术要求，从而限制了该技术的推广。相比之下，选择性拆除能够根据实际情况来决定选择性拆除所要达到的程度，具有较大的灵活性，因此在工程中应用相对普遍。不过，随着DfD或混合结构设计等建筑设计理念的普及，建造设计中将会越来越多地考虑建筑的更新改造或拆除，解构拆除技术在我国建筑业将会有广阔的发展空间。1.2评价指标体系1.2.1构建原则（1）客观性原则由于建筑工程项目本身的特点，我们不能对其风险因素一概而论。在构建评价指标体系时，相关负责人的经验、环保意识和执行力度，对建筑工程项目风险评价指标体系的构建产生不可忽视的影响，所以要客观的建立风险评价指标体系，这样在针对建筑工程项目时能够更加贴近实际。（2）全面性原则一个不全面的评价指标体系，对建筑工程项目管理评价时结果也是片面的。所以只有对建筑工程项目有着充分的研究，才能全方面的实施管理，建立较为全面的评价体系，能够展示出建筑工程项目的真实状况，便于决策者的指导和正确的决断，保证项目的顺利完成、提高收益。（3）层次性原则一个优秀的指标体系会展现其层次性，使评价体系更加清晰，能够有层次的、清晰的暴露出建筑工程项目中的问题，也可以展现出优势。所以一个满足层次性的评价指标体系，能够让管理者准确的识别出项目的不足，及时纠正问题并对其进行预防，最大限度地降低损失。（4）系统性原则系统可以被称为一种有组织的事物或秩序与条理互相结合的事物。建筑废弃物管理本身是复杂的，更会因产生阶段较多的影响而加深其复杂程度。所以在设计评价指标体系时，尤其是针对建筑工程项目，保证体系的系统性。根据体系内部的相关性和差异性，评价指标动态和静态的相结合、定量和定性的相结合，使最终评价结果更加全面、系统地反应建筑工程项目中的影响因素。（5）时效性原则时效性原则指随着社会发展进步和时间的推移，产生很多新的管理方法和技术与过去有着很大的不同甚至分歧。每个不同的建筑工程项目都处在不同的建筑环境中，随着时间的推移也会发生改变，使用以往的评价指标体系是不准确、不科学的，要根据实际的环境情况进行设计，所以必须考虑时效性原则。1.2.2体系构建评价数据的确认要求计算诸多因素，而且最终的参数获取，也需要有符合要求的简洁与便捷性，而且数据的确定，对于未来施工评价体系的优化有很大的积极效应。绿色施工评价系统并不是更复杂便更加理想，需要在确保评价精度的基础上减少指标数目，还需要有效计算数据获取的困难程度和简易程度，若非如此则会造成最终获取的评价数据和实践数据产生显著偏差。评价系统的基本建构程序，还需要和可持续发展的经济建设进行有效整合，需要加速绿色施工产业的成长，尽可能彰显绿色施工的最新趋势，帮助传统施工到绿色施工的整合与转化。所以，在构建指标系统的过程中，需要坚持可持续发展的基本思想，综合考虑资源以及能源节约、环境保护等多个影响要素。通过定性和定量指标的整合方案，有助于更好开发两类方案的优势，更加理想的完成预期评价目标。为确保评价有符合要求的合理性，选择符合要求的定量指标，有益于确认基本的反应状态；针对很难用数据进行表述的指标，需要选定定性指标判断定量指标的短板。相关指标体系可参考下表1.1、表1.2、表1.3所示。表1.1设计阶段评价指标体系Tab.1.1Evaluationindexsystemindesignstage分类编码指标编码因素设计阶段（A）A1变更面积A11减排法律法规A12设计人员环保意识A13绿色策划A14BIM技术表1.2施工阶段评价指标体系Tab.1.2Evaluationindexsystemofconstructionstage分类编码指标编码因素施工阶段（B）B1建筑废弃物产出比B11绿色建材B12建材折损B13施工机械绿色化B2建筑废弃物填埋成本B21分类设备B22废弃物处理投资B23现场管理表1.3拆除阶段评价指标体系Tab.1.3Evaluationindexsystemofdemolitionstage分类编码指标编码因素拆除阶段（C）C1拆除工程量C11拆除率C12回收产品认证C13现场分类C2回收再利用费用C21废弃物处理投资C22智能化分类C23掩埋费用本文通过文献调查法和政府相关政策总结得出建筑废弃物管理的主要影响因素如下：绿色设计：绿色建筑设计相对于传统建筑设计而言，优势在于设计之初就会考虑如何减少建筑废弃物的产生，无论是绿色建材的使用还是绿色技术的应用方面，绿色建筑设计往往都会将其考虑进来。因此，建筑设计是否采用绿色理念对建筑废弃物的产生有一定影响。绿色施工：建筑施工过程中会产生渣土、弃料等废弃物，良好的建筑施工管理制度有利于减少建筑废弃物的产量。环保意识：决定相关参与主体的管控活动，提高环保意识对减少建筑废弃物有非常重要的作用。设计更改：指由于设计本身存在问题，需要设计单位承担成本的设计变更。此类变更产生原因主要包括：设计错误、设计漏项、设计不合理、设计深度不够或设计输入资料错误等。建筑废弃物产出比：主要用于表述建筑单位面积建筑废弃物产量的具体变化信息，增长率越大，说明在该地区建筑废弃物产生量越大，且增长率越高。建筑废弃物填埋成本：对成本控制有利于提高拆除阶段的整体管理水平，增强整体实力。项目的整体管理水平也就提高了，项目的整体实力也得到了增强。拆除工程量：在实际拆除场景中，因为实际运用的拆除方案有待完善，利用效率相对较差，或是未能抵达使用寿命即遭遇拆除，其必然会造成废弃物产出规模的大幅度提升。回收再利用费用：包括废弃物现场收集、运输和分类。项目的费用管理内容不仅包括项目的决策、设计、施工等，还要同时考虑项目的不确定性成本管理、工程保修管理等，影响成本的各个阶段各项因素都应考虑到。对于前述问题的分析，在本文的分析中选定较为关键的数据，着手构建在绿色建造基础上的评价指标体系。在此次分析中选择建筑废弃物产出比、建筑废弃物填埋成本、回收再利用费用三大核心指标，产出比这一指标作为问题的核心所在，也是判断城市可否实现理想资源化利用的核心标准。而且在分析中还选择资源化量、利用方式、投入、占地量等应当深度计算的重要数据，在科学设计参数的基础上，围绕整体利用系统开展评估工作，在保障整体生态环境完好的基础之上，大幅提升相关废弃物的利用率。决策者可基于多种侧重点，选定契合区域具体状况的处理方案，或是针对现有的发展模式与进行调整。1.3建筑废弃物全过程管理的系统动力学模型针对废弃物采取何种处理措施，作为关系到多方面问题的重要工作，要求政府、环保与建设机构的深度参与。相关的废弃物资源化，关系到社会与自然环境，详细而言，人类所遭遇的社会问题涵盖：建筑废弃物的相关开发工作，发展经济规模、科技水平、人口总数等多个信息；实际遭遇的自然环境问题，涉及到：废弃物关于空气以及水源所进行的污染，相关掩埋占用的土地等。此类因素存在特殊的影响关系，相互间也有明显的差异，而且还存在于整体的处理系统内。详细而言有下述几个特征：（1）相互关联性。即系统和子系统有较为密切的交换，构成了因果关系非常重要的反馈。（2）信息复杂性。因为实际进行的废弃物处理关系的学科相对偏多，因此构成了非常复杂的多学科交叉现象。这也造成整体的信息采集复杂性大幅度提升，同时数据集也有较为复杂的特性，部分数据难以寻找到理想的线性关系加以阐述。（3）反直观性。因为在系统中有较为复杂的数据，部分系统直观判断和事实有所区别，进一步造成反直观性性等重要的问题。（4）混沌性。因为实际存在的交叉效应，造成各类数据的初始与边界条件都有着极为模糊的特征，整体系统表现为显著的混沌性。（5）时变性。伴随时间的不断变化，系统内外的各类影响因素也出现了显著的变化，不同时间节点，实际输出的结果也有所区别，所以在分析过程中需要确定具体的时间点。基于系统动力学的视角来分析，城市废弃物作为存在多个数据、非线性以及多反馈的完整系统，该部分的边界条件存在极为模糊的特征，同时局部和全局利益之间有显著的冲突，这也论证了在分析废弃物处理的过程中，不得简易地进行生态、经济等子系统的叠加处理，还需要基于系统的观点开展研究，结合复杂性原理，完成涵盖多个构成部分的复杂系统。系统动力学即参考实际的动态结构与反馈原理，有效模拟行为模式的具体信息，构建子系统和相互作用协同组成的基础结构，模拟和分析相关的动态行为，此类分析方案对在实践运用中存在显著的优势。1.1.1仿真软件介绍Vensim作为有较多运用的仿真软件，有着可概念化、存档化等特征。所提供的分析工具可以分为两类：一类是结构分析工具，如causetree功能可以将所有工作变量之间的因果关系用树状的图形形式表示出来，loops功能可以将模型中所有反馈环以列表的形式表示出来。另一类是数据集分析工具，如graph功能可以将各变量在整个模拟周期内的数值以图形的形式直观的给出，causesstripgraph功能则将有直接因果关系的工作变量在模拟周期内的数值变化并列出来，以追踪系统变量间的影响关系。Vensim软件界面有着较为简易、便捷操作等基础特征，因此可构建下述的模型。（1）因果回路图。其主要用于表述不同元素间最为基础联系的关键工具，系统中相同的单元或者是子块，其中具体的输出和输入间的联系可称作是反馈，也就是信息的传出和回收，对于整体系统的运行机制，“反馈”代表实际输出和输入间的联系。而且反馈方面可基于单元、子块以及协同输出等实现有效的输入处理，可通过相关媒介来达成预期的效果。最终所获得的因果反馈信息如图1.1所示：图1.1因果回路图Fig.1.1Causalcircuitdiagram（2）流体图在Vensim软件的开发过程中，可将各类变量运用配套的符号进行表述，针对因果回路开展适度的转换处理，可依靠该方案可获得所需求的流体图。其作为各类元素开展定性描述，其可将各类元素开展定量描绘的处理，本系统实现了定性至定量转化的模式。具体信息可参考图1.2的相应标识。图1.2流体图Fig.1.2Fluidfigure（3）主要变量在实际开发过程中，使用SD理论来建立所需求的模型，较为多见的构成部分为：状态变量：其主要用于表述关于积累效应的具体变量。其重点用于表述实际物质、能量以及信息等方面的积累信息。其中具体的取值数据，即系统在最初的开启至后续的时期，在该时期中有物质或者是信息流动所出现的积累机制。其主要为上图1.4之中相关变量的相应“熟练人员”。速率变量：其主要用于表述系统相应的累积效应变动的具体变量。其可表述状态变量具体的时间变化等信息，主要判断变化速度、决策幅度等基础参数，也是数字层面的相关导数。具体信息可参考图1.2的“人员脱离速度”。辅助变量：该部分的变量重点用于表述决策场景中的各类中间变量，即在相应的状态以及速度变量中，传达相关数据以及转换场景的具体变量。其在模型化中可实现相关角色的预期效果，其属于决策时期表述的中间程序，即反馈结构的具体方式。常量：常量数值未产生相关变动，在相关模拟场景中并未伴随时间变动而出现变动。在Vensim界面建立专业模型，需要针对模型设定相关的模型参数，也就是选定新模型的相关功能键，后续针对初始化界面开展数据设定，参考需求确认的起始、结束等相关数据。结合模型内各类能量的具体联系，转变为相关系统流图的基础上，选定Vensim之中“方程式”的具体机制构建各大因素的方程，后续选定“运行模仿”从而实现模型的有效研究。Vensim工具重点有两大构成：结构以及数据分析。可依靠内置的工具来实现有效的分析，进而确保其可更为符合预期的设计效果。1.1.2全过程管理模型构建结合针对废弃物处理系统的研究，正式确认模型中关键的常量、变量等信息。关于具体的参数选择，重点选择具备代表性的关键措施，核心构成为：设计变更面积、装配化率、绿色建材等变量，变量方程如下，系统结构如图1.3所示。（1）废弃物总量规模＝施工环节形成的部分＋拆除过程形成的废弃物部分＋设计方案变化所形成的部分（2）废弃物规模=施工、拆除等过程形成的量×减量化率×资源化率（3）施工阶段形成的废弃物=废弃物一定区域大小的产量数值×总体面积大小（4）减量率=减量化规划指标×工作人员操作过程中的经验指标（5）设计方案变化而形成的废弃物规模=(变更大小×形成的废弃物情况)×(1－相应的减量化率)（6）变更区域大小=建筑区域大小×方案的变更率（7）建材领域所形成的废弃物=使用中的折损率×整体的采购量（8）回收等过程形成的废弃物=原本的废弃物×回收率（9）非惰性部分=分拣过程形成的废弃物×(1－惰性占据的比例)（10）掩埋过程的废弃物=所具有的废弃物×(1－回收率)（11）运输开支=非惰性部分×(1－相应的焚烧率)（12）待掩埋部分的规模=相应的废弃物×惰性的规模（13）焚烧率=非惰性×可燃比例（14）回收利用收费累计量＝INTEG（每年回收利用收费）（15）装配化指数=装配式建筑÷新建建筑总量（16）装配化率=政府规划×装配化指数（17）分类效率=工人效率+设施效率（18）工人环保意识=经验初值×培训影响（19）减量化意识=减排文化×影响系数（20）废弃物分类=投入×效率（21）管理总成本=处理+分类+增加建材+回收再利用（22）分类成本=现场分类单位×废弃物量（23）建材采购费=建材量×设计指数×单位成本（24）技术投资支出=推进BIM技术支出+装配式建筑支出（25）废弃物处理成本=掩埋成本+焚烧场焚烧总成本+运输成本（26）掩埋成本=掩埋收费指数×掩埋总量（27）设备数量=分类设备+回收再利用设备（28）拆除建筑废弃物产生量＝拆除工程量×(1－资源化比例)（29）再利用设施处理量＝再利用设施数量×回收再利用指数（30）环境损失＝空气污染损失+建筑掩埋占地面积损失（31）建筑规模＝经济投资×规划范围（32）资源化再利用成本=资源化数量×再利用设施费用指数（33）焚烧场焚烧总费用＝INTEG（焚烧成本）（34）绿色技术投资=经济投资×绿色投资比例（35）绿色建材应用=绿色建材投资×绿色建材开发率（36）物料输送=建材开发－建材折损（37）拆除率=设计变更×场地范围（38）物料使用=绿色建材应用×(1－折损率)（39）废弃物处理投资=INTEG（废弃物处理费用）（40）现场分类成本=INTEG（分类费用）（41）施工机械绿色化=绿色建筑供应商×投资比例（42）废弃物现场处理量=现场废弃物审核预评估+现场分类图1.3全过程管理系统动力学模型Fig.1.3Dynamicmodelofwholeprocessmanagementsystem1.1.3建筑废弃物产生子系统该系统包括策划设计、建筑施工与拆除三大基础组成部分。为便捷建模、观察多个阶段的动态模型，在论文的分析中结合生命周期，又划分为三大部分，即设计、施工与拆除三大子系统，相互间依靠，共同产生作用，构成完整的存在。从而更加全面的认知相关废弃物的产生与利用信息。废弃物总量为整体建筑与废弃产出之间的比值所影响的数据。除此之外，策划设计存在问题导致的废弃物，也可实际建筑规模存在密切关系，但为便捷分析都将其整合到年竣工工程量的反馈之中。建筑废弃物在实际的利用程序中，难以避免有人为要素的综合影响，诸如相关废弃物的具体清洁、运输以及收费等程序，其可判断多个子系统的复杂因果机制。参考前述分析，科学划分变量的具体性质，计算系统相应的运行模式，可以判定策划设计不当导致的废弃物、建筑施工废弃物都是整体开发过程中的重要存量，三者之和的废弃物之和，也是较为特殊的状态变量（存量），该部分具体的树状结构可参考图1.4。图1.4建筑废弃物产量树状图Fig.1.4Treeofconstructionwasteproduction1.1.4设计阶段子系统该部分着重考虑了人为因素对建筑废弃物构成的各类影响，因为实际完成的设计，会影响各个设计因素的复杂关系，再加上中国对该领域的分析成果存在显著的滞后性，使得该领域的设计管理需要有足够的复杂性以及长远性。所以，在采取减量化设计的基础上，需要整体计算技术、设计以及行为态度等多个因素，确认不同因素间的作用关系等问题，更具针对性的拟定相关办法与方案，转化设计师实际采用的设计方案，积极推进减量化工作的各个步骤，进一步大幅提升最终的减量化水平。构建建筑设计阶段因果关系图如图1.5所示。市场需求（+）设计人员的环保意识（+）企业内部减排文化（+）减排态度与行为（+）估计废弃物数量（+）估计废弃物类型（+）明确废弃物现场处理方法（+）减少设计变更。这是一个正反馈循环，政府对设计废弃物减排相应法律法规，提高了设计人员的环保意识，促使企业内部重视对减排文化的塑造，决定了减排的力度和行为指向，从而估计废弃物的类型，同时预估废弃物的数量，进一步明确废弃物在现场的处理方法，达到减少设计变更的效果。 图1.5建筑设计阶段因果关系图 Fig.1.5Causalitydiagramofarchitecturaldesignstage1.1.5施工阶段子系统调查显示，造成建筑废弃物的很大一部分原因是工人素质不高，施工技术落后。例如，人工涂料生产过程中产生的落地灰占混凝土和砂浆废弃物的60-70%，这一现象占所有建筑废弃物35-41%。绿色施工控制的基本构成为施工管理的准备、管理以及验收时期。施工准备时期也应当在开工之前进行筹备，诸如加强驻地发展，对于施工人员提供较多的便利性；技术人员参考相关的图纸内容，围绕现场开展具体的测定工作，确保可以对后续的施工提供良好准备；更为可靠的安排施工机械以及人员到场。施工时期的管理任务，重点为计划、技术管理等多个内容。计划管理通常情况下依靠制作相关的施工计划与方案，确认整体的目标、计划以及进度等内容，随时结合具体状况开展调整工作，进而保障目标的顺利实现。项目建设过程中更为关键的因素为质量问题，相关技术、施工人员需要依据合同条款的设计需求、预期目标等严格开展施工工作，确保可以实现对质量问题的预防、控制与补救的有效应对。进度管理需要严格遵守协议规范，依据施工规范，结合具体状况调控管理与进度。材料控制作为绿色建筑的重点流程，在绿色建筑实际推进过程中，所运用的各类材料需要满足绿色材料的基本标准，性能、规格以及质量等指标都需要有效控制，加强对于质量的控制。验收时期的管理，作为整个施工工作的最终时期，相关组织工作者需要积极开展自查工作，从而有效察觉所存在的问题，采取更为积极与高效的应对，还需要安排有关人员针对施工资料开展审查工作，恢复施工过程中占据的临时土地，加强附近环境的治理工作，针对施工环节中的固体废弃物开展回收处理工作。配套的现场管理，也是显著影响最终施工效果的核心环节。构建施工阶段子系统如图1.6所示。图1.6建筑施工阶段存量流量图Fig.1.6Buildingconstructionphasestockflowdiagram根据已建立模型可知，影响施工阶段建筑废弃物的反馈回路共有如下三条，对反馈回路的研究分析如下：废弃物现场处理（+）处理成本（+）回收再利用设施（+）回收再利用废弃物量（+）装配式建筑（－）建材折损（－）施工阶段废弃物量。企业加强对现场废弃物的处理量，就会增加相关的处理成本，同时将增添回收再利用的设施数量，进而对施工现场废弃物进行回收再利用，为装配式建筑的建材提供来源，从而缓解建筑材料的折损率，从而达到施工阶段建筑废弃物减量化的目的。处理成本（+）绿色技术投资（+）智能化分类（+）建筑废弃物分类费用（+）施工阶段废弃物处理量。这是一个正反馈回路，企业增加绿色技术的投资，就会在智能化分类方面投入更多的经济成本和时间成本，虽然会增加一些建筑废弃物分类产生的费用，但是施工阶段建筑废弃物得到了更高效地处理。废弃物现场处理处理成本（+）绿色技术投资（+）减量化施工（+）BIM技术（+）建筑规模。增加绿色技术的投资之后，在选择建造产品时更加注重绿色节能环保理念，这就使得市场对于绿色建筑的需求量大幅度提升，从而促使企业在绿色建造方面增加投资和技术研发力度，这些会带动减量化施工的积极性，对于BIM技术的普及和发展的推动是十分明显的。1.1.6拆除阶段子系统建筑拆解可取代传统的拆毁措施，其可尽可能的回收重要材料。相较于混合材料进而导致污染的拆毁方案，拆解的方案可以将多个类别的构建进行科学分裂。拆毁方案造成结构损坏、材料混合，唯有进行粉碎回收又或是填埋的相关操作，而拆解的目的就是获得有利用价值的材料，针对建筑之中多个类别的组成构件进行逐步拆除，进而实现预期的分离效果。构建所需求的拆解阶段子系统，有助于减少所存在的污染问题，达成更加理想的循环开发，大幅提升材料的再利用率。拆除阶段子系统如图1.7所示。根据已建立模型可知，影响拆除阶段建筑废弃物的反馈回路共有如下三条，对反馈回路的研究分析如下：政府补贴（+）经济投资（+）废弃物处理投资（+）建筑废弃物产出比（+）拆除阶段废弃物处理成本（+）场地范围（+）政府补贴。这也是一个正反馈闭合回路，政府加大对建筑企业的补贴，企业就可能会更加明确和自觉地承担社会所赋予的节能环保的义务和责任，同时将增加废弃物处理方面的投资情况，进而影响建筑废弃物的产出比与拆除阶段废弃物的处理成本。绿色技术投资分类装备（+）拆除废弃物分类（+）非惰性废弃物（+）焚烧建筑废弃物（+）环境损失。企业得到绿色技术投资的支持后，就会根据比例增购分类设施和装备，进而更高效地对拆除废弃物进行分类，分离出非惰性废弃物后进行焚烧处理，会给环境带来损失，进而影响经济投资。设计人员环保意识设计变更（+）拆除工程量（+）拆除率（+）拆除废弃物分类（+）惰性废弃物（+）掩埋建筑废弃物。除了政府、企业之外，设计主体对于拆除建筑物也起到了影响作用，比如设计人员的环保意识和设计变更，从而增加拆除率和拆除工程量，分离出惰性废弃物后进行掩埋处理。 图1.7建筑拆除阶段存量流量图 Fig.1.7Buildingdemolitionstagestockflowdiagram

4实证研究2.1概况和国内很多城市类似，辽宁某市同样面临着十分严重的建筑物废弃物问题。根据数据资料显示，该地区建筑领域废弃物一年就超过了4000万吨，预计到2030年，这一数值将会得到4500万吨，近年来每年的建筑废弃物增加量为700万吨左右，其中每年产出的建筑废弃物中约60%来源于工程开挖；30%为建筑物拆除的墙体、楼板等废弃物；剩下10%为其他建筑废弃物。在建筑废弃物的资源化利用问题上，建筑废弃物综合利用企业扮演着重要角色。2014年到2016年该地区建筑废弃物综合利用企业积极性较高，建筑废弃物回收利用的比重随着参与建筑废弃物综合利用企业的数量的增加而上升。2018年到2019年两年时间内，建筑废弃物综合利用企业数量明显下降，分析原因是主管政府对建筑废弃物综合利用这个方面的管理尚需完善，还需要一套相应的管理机制或政策激励体制。由于建筑废弃物的收集运输工作监管不严，导致建筑废弃物回收价格上升，进而致使建筑废弃物再利用企业亏损，打击企业的积极性，这对建筑废弃物再利用工作是不利的。建筑废弃物回填处理所占比重最大，截至2019年，虽然比重有所减少，但仍占93%。这些随意掩埋、回填的建筑废弃物，其价值并未得到有效的利用，仅仅是作为普通填料用于道路或场地填埋。就建筑废弃物管理现状看来，该地区应该提高对建筑废弃物的循环使用率，降低回填和填埋比重。建筑废弃物循环利用率的提高，离不开政府的政策激励和建筑废弃物综合利用企业的支持。市场经济中，基于利益关系，只有当获取利益大于其成本时，企业才会有积极性去从事工作活动。综合利用企业需要的成本包括运输成本、清理成本、设备成本等。其中，运输成本由于市场管理半无序化，往往会损害到综合利用企业的利益，因此，政府需要参与到建筑废弃物的回收利用中去。政府应该通过管理手段的调整，并且施行有效政策措施扶持建筑废弃物综合利用企业的发展，以此提高建筑废弃物回收利用率。建筑废弃物的源头管理可以分为两部分，一是新建建筑或拆除建筑过程中产生的建筑废弃物产量减量化操作，二是建筑废弃物产生后的分类分拣管理。由于该地区建筑废弃物清运费用定价偏低，按照最远运距计算，该地区建筑废弃物清运价格为22~35元/t。施工单位或拆迁企业只需向清运单位缴纳一定费用即可完成建筑废弃物的处理，所以施工单位或拆迁企业一般对建筑废弃物的源头处理或分类分拣管理不够重视，通常会将产生的建筑废弃物直接交由运输公司处理，这为后期的建筑废弃物处理增大难度。而且，作为清运单位，为了谋求利益更大化，常常发生建筑废弃物乱堆乱放现象，对环境造成较大影响。拆迁公司和运输企业为自身利益，在监管不到位的情况下，往往对建筑废弃物不够重视，建筑废弃物分类分拣的观念没有形成，这亦为后期的建筑废弃物处理增加难度。总之，目前该地区建筑废弃物利用率较低，对环境污染产生较大影响；建筑废弃物产量大，建筑废弃物源头减量化工作有待加强；相关政策上不够完善；建筑废弃物综合利用企业积极性不够，建筑废弃物管理规定和管理办法需进一步完善。为解决该地区建筑废弃物系统管理问题，实现建筑废弃物资源化利用，着重要解决两个问题：一是建筑废弃物的资源化利用；二是建筑废弃物的源头管理。2.2模型检验在系统动力学中创建相应的模型后，需要及时完善与编辑修改。不管是子系统的设计、状态变量的设定或者反馈函数的分析等，都需要将一些新的变化以及理念引进到模型中。随后不断调试，这样才能让模型更为接近真实情形，也避免和建模初衷背道而驰。不过实际情况显然更加复杂一些，所以想要对实际情况下的各种情况进行模拟和研究是难以做到的，无法创建出特别完美的模型。根据对研究问题的差异以及适用性的不同，以及实际的目标与侧重点，从而在建模的过程中进行针对性的考虑。努力保障创建的模型不仅具有侧重点，也和主题相符合。在模型创建完成后，还需要对模型完成相应的有效性检验过程，具体含有运行检验、直观性检验等多种。在直观性检验等过程中，需要在已有资料的基础上继续深入研究，对于变量设计、因果关系、树状结构等，灵活设计与调整变化，并明确方程式中单位两侧的量纲是否吻合。2.1.1模型的表达正确性图2.1模型检验Fig.2.1Modeltest基于系统动力学方法作为相应的基础，在研究废弃物处理系统的问题上，需要重点分析结构内部因果关系是否可以体现出系统的实际运行状态。进而创建得到更加接近于客观情况的动力学研究模型。经过研究和把握系统中所涉及到的废弃物产量、经济总量、占地损失等5个重要指标，创建了相应的数学方程和模型。在后续的调试以及修正后，最后修正形成了废弃物处理系统的动力学模型。在以上步骤完成后，借助Vensim工具所带来的编译检查与跟踪功能，从而对以上方程式的量纲进行研究，明确其一致性与正确性。根据结果认识到，模型满足Vensim软件附带的“单位检查”与“模型检查”，所以我们有理由相信此次课题研究中创建的模型，在结构上是满足可行性的。模型检验如图2.1所示。2.1.2模型的敏感性分析系统动力学会调整模型的基本数据与结构等参数，确认输出结果所出现的具体变动，进一步判断此类变化的影响状况，该程序可称作是敏感性分析。该捕捉重点运用到参数估计、不便确认的估测等领域。若是模型对结构、数据在合理区间的变动过度敏感，显然会对于最终方案产生影响，存在不合理的问题。该部分的定量分析之中，通过Vensim软件中的“运行出较”功能，改变系统中回收再利用设施数量，在原来的基础上提高10％，后续多次进行模拟运行，而且将改变前后的数据开展对比分析，具体信息如图2.2所示。图2.2可循环利用建筑废弃物产量的敏感性Fig.2.2Sensitivityoftheyieldofrecyclableconstructionwaste从运行的结果中可以看出，当回收再利用设施数量增长量变化的情况下，主要目标变量会产生显著变化，但是废弃物、经济总量与生态损失的实际波动相对偏小，整体模型实际的结构与参数灵敏度相对偏低，模型有较为理想的强壮性。2.1.3模型的有效性检验该部分的检验工作，即依靠针对模型的模拟分析，辨别模型和实践行为的一致性，即仿真和实际状况之间的匹配状态。在此次分析中，依靠比较模型数据和之前统计年鉴的数据，从而判断模型的有效性。要求比较的重点数据是地区城市改造资产投资、拆除面积2个指标，检验的具体时间则是2016至2019年四年。现实性拟合度的基本信息可参考表2.1、2.2。表2.1实际城市改造资产投资与仿真量比较Tab.2.1Comparisonofactualurbanrenovationassetinvestmentandsimulationvolume年份（年）2016201720182019模拟值（亿元）15.0618.3519.4617.39实际值（亿元）15.2218.9619.7817.85误差（%）1.11.31.72.8表2.2拆除面积与仿真量比较Tab.2.2Comparisonofdismantledareaandsimulationquantity年份（年）2016201720182019模拟值（万m220.0922.8122.9218.48实际值（万m219.6321.2025.7319.04误差（%）2.31.81.12.7结合表2.1、2.2的信息可发现，该部分的主要误差是1.3%，地区拆除面积仿真的最高误差数据是1.1%，各个数据的误差都低于5%，可看作是模型有效，系统能够更加可靠的判断相关废弃物的处置信息，还可基于模型开展后续的调整与分析。2.2仿真数据分析结合模型的相关模拟数据，即可获得某市2021年至2030年拆除建筑的具体废弃物产出规模，具体信息如图2.3所示。图2.3拆除建筑废弃物产生量仿真模拟Fig.2.3Dismantlingconstructionwasteproductionamountsimulation结合图2.3所获取的仿真结果可发现，2021年拆除废弃物的产出规模大约为3400万吨，至2025年的时候，某市每年的处理规模大约为3300万吨。结合趋势来分析，废弃物的增长率并未产生显著减缓，伴随施工量的不断增长，相关废弃物的产量也不断提升。主要原因是施工方案难以确保废弃物的产生，同时相关施工者的文化素养相对较差，对于废弃物危害的认知相对较差，这也导致施工中产生了诸多建材浪费问题。当前针对开发近乎饱和的主城区，后续推进的旧房拆迁以及老城改造等有显著减缓，拆除之后的废弃物规模也会不断减小，进一步压缩废弃物的整体产出规模。2.3方案设计和选择本节通过调整模型中的绿色建筑产品新建面积、装配式建筑、建材应用三个主要参数，从而在处理后形成4组不同的数据内容。随后与已有的仿真数值进行比较分析，这样可以获得更适合于改进城市废弃物使用的方案。全面深入了解建筑物废弃环节中的经济成本状态，可以对相关的工作人员带来更多经济消息的一些参考数据，从而保障废弃物的管理更为稳定有效。对于某城市废弃物规模大、利用水平较低以及后续可能产生的处理能力失调等问题，经过比较模型中一些等待处理的而废弃物产量、生态损失等指标数值后，相应地对重要因素实施调整，从而产生不同的模拟方案，后续对这些不同的方案进行对比分析。要处理该区域的建筑废弃物问题，达到优化配置的开发运用效果，从根本上来看需要重视两个重要问题，首先为在源头上做好控制工作，对施工环节中的各项废弃物源头进行避免；其次，对于废弃物再生产品的运用问题，从各个环节进行严格控制。由于装配式建筑一方面是由预制构件组成，其在生产以至拆除的整个使用周期中，某些部分构件可进行重复利用，就更加绿色环保。另一方面，装配式建筑建材达到了绿色建材标准，对人员、环境没有危害，暗含了“可持续发展”的理念。预制构件采用工厂生产，减少了传统工程所需的现场浇筑、钢筋绑扎等工序，避免了现场浇筑，抹灰工程所带来的环境污染，减少建筑废弃物的产生。预制构件可采用环保建材以减少有害物质产生，同时减少施工噪声和粉尘污染，实现对环境的保护，达到了绿色施工“四节一环保”的要求。由此，根据以上分析，制定了推进装配式建筑方案、推广绿色建材方案、增加绿色建筑产品新建面积方案，对某市建筑物的废弃物处理方案，展开相应的模拟分析。方案一：推广绿色建材方案有利于提升装配率，此类建筑方案有助于建筑设计的模块化、规范化。在地区、气候以及环境保持相同的环境下，经过对户型的优化选择，可以达到更为标准化的设计与构件生产。除了可以提升效率，还可以便于进行一次性设计与预留等工作，后期可以降低重复设计等情况，降低了施工工期，减少了图纸变更和施工现场的返工，减少废弃物产生。方案二：推广装配式方案这是一种注重环保的新型建筑材料，随着我国社会的发展进步，如今已经实现了更为充分的运用。此类建筑材料属于建筑行业方面的关键材料，其含有墙体、保温隔热等多方面内容。此类绿色材料的运用，可以充分地节约资源，促进生态环境的发展，进而走上更加长远的发展之路。所以在欧美国家中，其获得了更多的理论以及实践发展，一些大企业也密切关注着这种材料的应用。方案三：增加绿色建筑产品新建面积方案促进绿色建筑的长远发展，到2030年的时候，城市发展的新建建筑中，其区域大小的比重将会实现80%，星级绿色建筑的比例将会持续提升。另外，根据方案要求，还需要新增外部的监督机制，设定相应的购房验房指南，保障建筑的绿色性能以及装修性能，完全可以达标。方案四：现状型模式方案在这种模式方案下，对于内部结构以及各种指标参数避免人为控制，对于城市后续时间中可能产生的建筑物废弃情况实施模拟，在模型中通过全面的对比方式，从而明确另外方