建筑废弃物管理的系统动力学研究

邹颖 彭盈

摘 要：随着城市建设活动过程中产生的建筑废弃物不断增长，如何提高建筑废弃物管理水平成为亟待解决的难题。本文在回顾系统动力学方法的理论研究的基础上，从预测、政策分析、优化策略等方面回顾、评述了系统动力学在建筑废弃物管理的应用研究概况，最后提出了进一步的研究方向。

关键词：建筑废弃物；系统动力学；废弃物管理

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

1 引言

伴随着我国城市人口的不断增长和城市化进程的日益加快，城市建設活动过程中产生的建筑废弃物也在不断增长。据统计，目前我国建筑废弃物的排放量已达到城市固体废弃物总量的40%，能耗占社会总量的25%。我国每年因拆除建筑产生的废弃物达2亿吨以上，新建建筑产生的废弃物大约1亿吨，回收率却仅仅为 5%。我国对废弃物管理与处理的方式方法相当落后，绝大部分建筑垃圾未经处理就被运往郊外或农村进行露天堆放或直接填埋，导致了土地、水体、大气和土壤污染，影响环境卫生以及城市发展的可持续性。目前，建筑业已成为各国政府减少碳排放、能源消耗和物质资源使用的优先领域，因此，如何加强建筑废弃物管理，健全建筑垃圾回收利用的行业标准和法律法规，支持建筑废弃物回收利用技术的研发，提高建筑废弃物管理水平成为亟待解决的难题。

而建筑废弃物管理是一个系统工程，涉及了众多的利益相关者，如政府、设计师、承包商、施工人员、废弃物回收者等，包含了建筑废弃物产生、回收、再利用、填埋等多个过程，囊括了废弃物处理、经济、社会、生态等多个子系统。应用系统动力学可以较好地解决建筑废弃物动态管理的问题。

2 系统动力学理论

系统动力学是美国麻省理工学院J.W.Forrester教授所创立的一种研究复杂系统信息反馈的系统方法，它根据系统内部组成要素互为因果的反馈特点，建立动态的仿真模型，并通过仿真语言和仿真软件来模拟元素间影响关系的动态变化对系统总体行为的影响。系统动力学遵从“结构决定行为”的原则，强调系统从系统结构角度来分析系统的功能和行为。

3 研究进展

3.1 预测研究

量化产生的建筑废弃物数量是成功实施建筑废弃物管理的先决条件。过去的文献中，已有各种方法对区域或者项目层面的建筑废弃物产生量进行量化研究，主要的方法包括现场访问法、产生率法、寿命分析法、分类系统积累法、变量建模法。而系统动力学法属于变量建模法。对于区域层面的估计，Ye G等提出了基于系统动力学理论的建筑废弃物管理概念模型，认为系统动力学可以作为预测任何特定国家或者地区建筑废弃物产生量的有用工具。王家远等基于系统动力学的理论及方法，选取了五项建筑材料，从材料、运输、填埋、分拣分类等四大部分，构建出评估建筑废弃物经济成本的评估模型，研究发现材料及运输成本是建筑废弃物的主要成本，占总成本的99.89%。袁红平等运用系统动力学建立了建筑废弃物管理的经济有效性动态评估模型，研究发现开展建筑废弃物管理的经济有效性在建设项目前期为负，但随着项目的进行，项目整体的建筑废弃物管理具有经济有效性将大于零。

3.2 政策分析研究

以往的研究主要考虑了补贴、罚款等政策对建筑废弃物管理的影响。陈建国等以建筑废弃物分拣回收补贴政策为研究对象，采用系统动力学仿真不同补贴额度对承包商分拣回收行为决策的影响，研究发现提高补贴金额能够促使承包商的分拣回收行为，降低建筑废弃物的填埋比例。刘景矿等考虑了社会福利，仿真模拟了补贴与罚款对承包商利润与社会效益的影响，得到最佳的单位补贴费用与单位填埋费用。

3.3 优化策略研究

JLJ Hao等建立了深圳建筑废弃物管理模型，研究发现参与者的积极参与和成本是影响建筑废弃物减排的两大因素。丁志坤等构建了施工阶段的建筑废弃物管理模型，通过模拟结果发现减量化措施和分类措施是促进提高建筑废弃物回收再利用有效手段。而陈起俊等对济南市建筑废弃物处理产业进行了仿真分析，研究发现当加大完善质量认证程度时，带来的是再生产品使用量的大幅度增加，从而减少对天然建材的开发使用。

4 结论

以上研究表明，系统动力学可以较好地进行动态、实时描述和模拟各系统的行为。笔者认为今后的研究方向还可以结合供应链理论、管理学理论以及其他工具算法来简化系统问题的复杂性，提高模型对环境的适应能力。

参考文献：

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[3]袁红平，王家远.建筑废弃物管理的经济有效性动态评估模型[J]. 系统工程理论与实践，2013，33（09）：2415-2421.

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[7]丁志坤，伊桂珍，黄腾跃.建筑废弃物减量化管理环境效益评估模型研究[J].防灾减灾工程学报，2016（01）：99-106.

[8]陈起俊，陈艺中.建筑废弃物处理产业系统模型构建与仿真研究 ——以济南市为例[J]. 建筑经济，2017，38（11）：67-73.

作者简介：邹颖（1993-），女，硕士研究生，研究方向：土木工程建造与管理。