摘要：随着我国城市发展规模逐步扩大，在合理规划的进程中，大量建筑的拆除造成资源浪费和环境污染，与可持续发展原则相矛盾，针对旧建筑材料的循环利用的相关研究缺乏。本文以“鹤望*智谷”项目为例，从经济效益、社会效益以及环境效益三方面对建筑拆解替代传统的建筑拆除进行综合评价分析，得出对建筑材料合理拆解并加以再利用既可以增加建筑材料的利用价值，节约资源、降低能耗，也能降低建筑成本，增加建筑工程效益。
关键词：建筑废旧材料；建筑拆解；循环再利用
引言
随着我国经济飞速发展，城市规模逐步扩大的进程中，建筑业的“大拆大建”不可避免的产生大量的建筑废料，包括砖石类、金属类、木质类、玻璃、以及砂浆和混凝土等。目前建筑材料回收效率低，堆积、填埋、焚烧建筑垃圾，导致环境污染的同时造成材料的浪费。此外，建筑业的蓬勃发展，所需建筑材料数量逐年递增，建筑材料的需求难以满足。如何将建筑废料“变废为宝”，合理循环利用建筑废料，实现建筑行业与环境，资源协调发展，是我国实施可持续发展的政策时，必须要解决的问题。
1.建筑废料分类及循环利用层次
1.1建筑废料的分类
建筑废料按其来源可分为建造废料和拆除废料，建造废料包括施工过程和装修维修过程产生的废料和废弃物，拆除废料是指建筑物拆迁拆除时所产生的废料。建筑拆除几乎是将整个建筑物拆卸为废料。拆除产生的建筑废料比新建工程产生的废料多10-20倍，并且拆除工程所产生的废料通常为惰性材料，如砖、混凝土、砂、木材、玻璃等[1]。按其可循环利用程度可分为物质回收、物质转换、能量回收以及安全填埋。物质回收是从建筑废料中回收的二次物质不加工可直接使用；物质转换是经过一定的技术加工后能够循环再生反复利用；能量回收是将不能直接利用或不可物质转换的建筑废料转化为可用的热、燃料等获取能量；安全填埋是通过掩埋或堆置处理不能继续使用的材料。
1.2建筑废料循环利用层次
建筑废料的循环利用是将建筑施工或拆除过程中产生的，具有一定的使用价值，经回收后可直接或间接利用的各类建筑材料被再次利用的过程。废旧废料循环利用层次指在循环利用中，依据废旧材料不同利用方式间的顺序，分析最具优势或是相反的模式。已有研究中，Young提出了“3R”模式，即再利用、再制造和再循环模式，分别为按原用途重复使用，分解成基本组成部分制造新产品和分解成基础材料作为资源生产新产品，相比而言，前者优于后者。Fletcher将利用层次分为系统级、产品级以及材料级三个级别，分别指适应性再利用不断满足使用需求，生命周期中可替换的建筑构件被替换产品和产品被拆为组成材料循环利用[2]。从建筑材料循环生利用角度分析，提倡加废弃物的循环再利用能力，逐步减少建设过程中自然资源的投入，降低建筑废弃物的排放，进而实现低成本、高效率、低排放的建筑经济发展模式。
2.建筑拆解及材料再利用总效益评价模型
2.1 建筑拆解流程及方法
建筑拆解于1996年第一届旧建筑材料协会（UBMA）的会议上被提出。各国学者对建筑拆解提出不同角度的定义，综合研究，建筑拆解是以回收建筑材料为目的，将建筑中不同类型的构件逐一拆除使之分离的过程[3]。其包含拆卸和支解两层含义，即将建筑构件从结合处分开来以及在拆卸困难的情况下，将部分构件破坏分离。相比传统的拆毁方式，建筑拆解能够减少建筑废料及环境污染，提高旧材料循环利用率及再利用率，保存材料的固化能量。
建筑拆解的方法分为人工拆解、纯机械拆解和人机结合拆解。人工拆解，拆解时先局部后整体，可最大化保护建筑构件，但拆解效率较低并且具有一定危险性。纯机械拆解，不能有效保护建筑构件，并且会产生大量建筑废料。人机结合拆解方式，具备人工拆解和纯机械拆解的双重优点，能有效减少人力，提高效率，应用最为广泛。
2.2 建筑材料生命周期循环系统
建筑生命周期是从建筑材料生产开始，经过建造、使用、更新、拆除的整个过程，包括材料生产阶段、建造使用阶段、拆除回收阶段三个阶段。建筑材料的循环利用是将“生产→建造→使用→废弃”转变为“生产→建造→利用→拆卸→再生产/再利用”的循环发展思路，该循环有利于降低建筑废料的排放。
图1 建筑生命周期循环系统
2.3 建筑废料再利用总效益评价模型
建筑废料的循环利用是消除建筑废料造成的环境污染，使其资源化实现经济和环境的可持续发展的有效途径。建筑废弃物循环再生利用总效益包括直接产生的经济效益、减少建筑废料产生的社会效益以及环境效益，建筑废料循环再利用的总经济效益可以表示为：
R（X）= B（X）+ aS（X）+ b E（X）
式中：R（X）—建筑废料循环再利用的总经济效益；
B（X）—建筑废料循环再利用直接带来的经济效益；
S（X）一建筑废料循环再利用的环境效益；
E（X）—建筑废料循环再利用的社会效益；
a一环境影响因素权重系数；
b—社会影响因素权重系数。
3.案例分析
3.1项目概况
“鹤望*智谷”项目位于上海市青浦区白鹤镇，项目类型为工业用地的改扩建项目。该项目总建筑面积为37559平方米，项目的外立面主要形式为干挂石材和玻璃幕墙，玻璃幕墙约为12098平方米，石材幕墙约为8920平方米。
“金环*汇智天地”项目位于上海市普陀区桃浦镇，该项目于2009年开工建设，2012年竣工交付使用。总建筑面积为39679平方米，项目石材幕墙工程工程量约18797平方米，由于桃浦智创城的转型发展，该项目将于2019年6月进行拆除。
“鹤望*智谷”项目的设计建设理念之一为“循环、生态、可持续”，其干挂石材幕墙的石材材料为上海示范公司位于普陀区待拆除项目“金环*汇智天地”的外立面石材拆卸后再利用，运用建筑拆解方式实现建筑可持续发展。
鹤望*智谷 金环*汇智天地
3.2项目建筑拆解的社会效益
“鹤望*智谷”项目在设计材料的选择上保留了一部分原有记忆——石材，结合了当代性很强的材料——穿孔板、瓦楞板，增加了厂房特性，同时，将“金环*汇智天地”7号楼的影像记忆复刻在穿孔板上。通过重构发挥废旧材料传承文化的优势，为建设拆解而设计，获取旧物元素融入新建筑中，蕴含着对过去的认同，组成现代生活的一部分能够引发人们的联想并纳入记忆，有利于产生更强的情感凝聚力。与此同时，逐步完善的建筑废料管理机制能够促进创造就业机会，促进区域经济发展。
汇智天地石材 汇智天地影像记忆
3.3项目建筑拆解的环境效益
“金环*汇智天地”项目石材幕墙工程保护性拆除成材率为90%，实行建筑拆解的回收石材材料，大多数可作为建筑材料回收再利用于“鹤望*智谷”项目，与传统的建筑拆除相比，一方面能够降低施工现场废料丢弃造成的浪费，减少建筑废料填埋，避免环境污染。另一方面，手工拆除与机械拆除相结合，拆解之后多数石材保持着原有的形态，能够降低新材料的消耗，有效节约能源。
3.4项目建筑拆解的经济效益
“金环*汇智天地”项目石材保护性拆除工程单价为235元/平方米，成材率为90%，将成材石材用于新建“鹤望*智谷”项目中，结合成本效益分析，采用建筑拆解与传统拆除相比较，石材幕墙的造价降低27.81%。一方面旧石材材料的质量、性能完全满足建筑结构装饰要求，减少采购天然材料的成本；另一方面旧石材材料的利用产生的运输费用较低，同时减少了废弃物的处理费用，降低施工成本，获得更高的经济收益。此外，实行建筑废料循环利用有利于企业树立环保形象，提高企业竞争力，对于在某些工程项目，特别是有特殊环保要求的项目竞争中取得优势。
因此，用建筑拆解替代传统的建筑拆除，对建筑材料合理拆解并加以再利用既增加了“金环*汇智天地”项目建筑废料的利用价值，节约资源、降低能耗，也能降低了“鹤望*智谷”项目的建筑成本，增加了建筑工程效益。
4.结语
建筑业的发展对于社会、环境、经济方面都有极大的影响。环境方面，建筑材料的使用，建造过程中资源的占用，建造和拆除过程中产生的大量建筑垃圾；经济方面，建筑行业的发展，伴随城市现代化的发展；社会方面，建筑对居民生活，以及社区与社会环境必然会产生影响。因此，可持续建筑的提出和发展尤为重要。“鹤望*智谷”项目通过“循环、生态、可持续”的设计理念，合理的建筑拆解方式，减少环境污染、资源浪费，社会效益、环境效益和经济效益显著，在今后建筑拆解及再利用过程中提出以下建议：
（1）建筑物拆解过程，对建筑废料的再利用会产生极大地影响，要通过不同的拆解流程和方法，对不同的建筑材料和构件进行拆分，拆解过程中，对一些功能较为完好的构件，应该尽量避免在拆解过程中产生破坏，以便于建筑构件的回收和再利用；
（2）建筑物拆解完成后，要充分考虑建筑构件的存储，制定完善的存储管理办法，依据建筑构件、建筑废料的分类进行存储和管理，并不断应用新技术；
（3）基于BIM对建筑物拆解的全过程进行管控，既能加强建筑构件、建筑废料的存储和运输管理，又能促进建筑废料的再利用；
（4）强调前端设计，为拆解而设计，促进建筑废料最大化再利用。
（5）行政管理部门，要加强建筑材料回收处理企业的政策扶持；进一步加强建筑拆除管理工作；完善建筑拆除的环境影响评价体系。
参考文献：
[1]丁衎然，谢剑.废旧建筑材料再利用与建筑的拆解[J].建筑结构，2016，46（9）100-104.
[2]Philip Crowther. Developing an Inclusive Model for Design for Deconstruction，America，2000.
[3]贡小雷. 建筑拆解及材料再利用技术研究[D]，2011.
论文作者:朱庆良
论文发表刊物:《防护工程》2019年10期
论文发表时间:2019/8/19
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