拆毁建筑垃圾产生量的估算方法探讨

摘要：阐述了拆毁建筑垃圾产生量估算方法原理和方法分类，分析了影响拆毁建筑垃圾产生量的因素，通过对各国拆毁建筑垃圾产生量估算实践的评估，提出了拆毁建筑垃圾产生量估算方法建议。
关键词：拆毁建筑垃圾；产生量估算；影响因素；施工概预算法；经验系数法
来自建筑物拆除工程的拆毁建筑垃圾是建筑垃圾中主要的废物之一，占建筑垃圾总量的38%～77%；兼之于拆毁建筑物用途的多样性，导致了拆毁建筑垃圾的产生源特征及性质的复杂性，引起了广泛的关注[1-4]。因此，有必要通过科学合理的方法，估算拆毁建筑垃圾产生量，为相关管理部门评估拆毁建筑垃圾的循环利用潜力、制订填埋空间的发展计划、控制拆毁建筑垃圾的物流去向以及减少非法倾倒现象的发生提供依据。另外，拆毁建筑垃圾的产生量估算研究不仅有助于承包商对项目预算的控制，也可为城市建筑垃圾循环利用企业的可行性研究提供参考。我们以建筑物拆除工程中产生的拆毁建筑垃圾为研究对象，通过分析目前拆毁建筑垃圾产生量的估算方法及存在问题，推导适用于我国的拆毁建筑垃圾产率系数，以期为拆毁建筑垃圾的管理、工程咨询及预算、循环利用决策等提供借鉴。
1拆毁建筑垃圾产生量估算
1.1估算方法分类及依据
根据数据来源的不同，拆毁建筑垃圾产生量估算方法可分为施工概预算法和经验系数法2类。
1.1.1施工概预算法
施工概预算法是基于物料守恒原理得出的，即假设建筑材料在其生命周期内，各种形态物料的总量是不变的。建筑物拆毁之后，所有使用过的材料都成为拆毁建筑垃圾，由此可知，i结构类型建筑物产生的j组分拆毁建筑垃圾量Wdij，与相应结构类型建筑物的建材用量Quij相等，即得：
Wdij=Quij。(1)
在施工中，i结构类型的建筑物相对应的有1个单位建筑面积建材用量值Kuij。因此，建筑物的建材用量可由该值和建筑物的建筑面积相乘得到，即：
Quij=KuijAi。(2)
根据公式(1)和(2)，可得拆毁建筑垃圾产生量估算公式为：
Wdij=∑KuijAi。(3)
其中：Quij为i类型建筑结构的建筑物的j组分拆毁建筑垃圾对应建材用量，kg；Wdij为i类型建筑结构的建筑物j组分拆毁建筑垃圾产生量，kg；Kuij为i类型建筑结构的建筑物j组分拆毁建筑垃圾产率系数，kg/m2；Ai为i类型建筑结构建筑物的建筑面积，m2。
1.1.2经验系数法
建筑物的拆毁实践表明，建筑物的拆毁建筑垃圾产生量和其建筑面积存在线性关系。Seo和Hwang发现，拆毁建筑垃圾各组分量和建筑面积具有较好的线性关系，各种结构类型建筑物中，两者的关系式及其拟合优度R2见表1[2]；Stephen等根据调研得出，木结构建筑的拆毁建筑垃圾产生量和建筑面积之间线性拟合的R2值为0.90，其它结构类型，线性拟合的R2值也都大于0.87[5]，见表1[2，5]。
表1各结构类型建筑物拆毁建筑垃圾产生量和建筑面积的关系
 
注：y为拆毁建筑垃圾产生量，t；x为建筑物拆毁建筑面积，m2。
可见，经验系数估算方法是根据某种结构类型建筑物拆除产生的建筑垃圾量和建筑面积的相关性，通过拟合得到拆毁产率系数Kdij，并据此系数推算待拆除建筑物的建筑垃圾产生量Wdij。其计算公式如下：
Wdij=∑KdijAi+b。(4)
其中：Wdij为i类型建筑结构的建筑物j组分拆毁建筑垃圾产生量，kg；Kdij为i类型建筑结构的建筑物j组分拆毁建筑垃圾产率系数，kg/m2；Ai为i类型建筑结构的建筑物建筑面积，m2；b为截距，一般取值为0。
施工概预算法中的拆毁产率系数可根据当地的施工手册确定，而拆毁建筑物的建筑面积也可从相关管理部门获得，因此，在拆毁实践记录积累较少的情况下，使用相对简便；而经验系数法由于需要搜集大量的样本资料以保证确定的拆毁产率系数具有代表性，在最初阶段需要花费大量的人力物力，但与施工概预算法相比，其结果更接近实际条件下的拆毁建筑垃圾产生情况。如果条件允许，可2种方法相结合，根据建筑物拆毁实践修正施工概预算法确定的拆毁产率系数，使估算结果更加可靠。
1.2产生量影响因素
1)结构类型。不同结构类型建筑物的主体构造各不相同，而且其梁柱的大小、跨度、混凝土用量以及隔间等要素也有很大的差别。如钢结构与钢混结构建筑物的质量及体积有很大不同。
2)建筑物用途。不同用途的建筑物，如大礼堂和工厂型的建筑物，与民用建筑相比，隔间较大，而装潢材料较少，因此会影响拆毁建筑垃圾的产生量。
3)建筑面积。建筑物建筑面积的不同会影响梁、柱的承载能力及跨度的设计，从而造成拆毁建筑垃圾产生量的差异。