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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。
)楼层高度。楼层高度不同，梁、柱的承载设计会有差别，汇同超出的楼层高度部分，也会造成拆毁建筑垃圾产生量的不同。
5)建筑物所处的地理位置。地理位置的不同会造成施工实践的差别，如在美国的佛罗里达州广泛使用的混凝土砌块，并不是美国北方地区的典型材料。甚至在同一个城市，建筑物地理位置的不同也会影响拆毁建筑垃圾产生量，如市中心建筑物用的装潢材料一般比郊区的多[1]。
另外，建筑物的装修如外墙粉刷情况、建筑材料的选择、拆除方式等因素也都影响拆毁建筑垃圾的产生量。
在上述影响拆毁建筑垃圾产生量的因素中，各因素所起的作用并不相同。表2描述的是我国台湾地区各种结构类型和用途建筑物的拆毁建筑垃圾产生情况[6]。如表2所示，对于砖混结构，住宅和工厂的建筑物的拆毁建筑垃圾产生量相差16%；而钢混结构建筑物中，各用途建筑物的差别范围为5%～21%。作为工厂的建筑物中，各种结构类型所导致的产生量差别范围为2%～12%，而住宅建筑物中，各种结构类型的拆毁建筑垃圾产生量相差1%～23%。
表2不同用途和结构建筑物的拆毁建筑垃圾产率系数
1.3拆毁建筑垃圾产生量的估算实践
迄今为止，不少国家和地区对本区域内的拆毁建筑垃圾的产生情况进行了调研和估算。
表3[1，3-9，13]和表4[2，6，10]分别汇总了按建筑物的用途和结构类型分类的估算系数。在所有10个估算案例中，表3中的前2个案例采用了施工概预算法，而其它8个案例都根据经验系数法进行估算。可见，经验系数法由于更接近工程实际，在有足够样本记录确定拆毁建筑垃圾产率系数的情况下，应用更为普遍。
表3不同用途建筑物的拆毁建筑垃圾产率系数
表4不同结构类型的拆毁建筑垃圾产率系数
从表3可知，民用建筑的拆毁产率系数范围为561～2850kg/m2，而非民用建筑的拆毁产率系数范围为756～1750kg/m2。对应不同的建筑物结构类型，其拆毁产率系数见表4，其变化范围在木结构的349kg/m2和砖混的2296kg/m2之间。
通过分析可以发现，希腊所采用的产率系数远远高于其它地区的系数，而北美地区确定的拆毁建筑垃圾产率系数相对较小，这可能与以下几个方面有关：
1)拆毁建筑垃圾的组分差异。如在美国Oregon市的3个拆除工程现场中，废木料在拆毁建筑垃圾中所占的比例为42%，混凝土的比例为24%；而在其它地区，轻质物料如废木料所占的比例一般不超过10%，混凝土则大于30%。
2)拆毁建筑垃圾产生量的统计方式。如在有些案例中，拆毁垃圾产生量是指建筑物拆毁后尚未进行回收利用的部分，而有些则是指经过回收一部分组分之后的建筑垃圾产生量；有些案例中的拆毁建筑垃圾产生量包括地下室和混凝土地基，而有些案例则未包括。如在美国EPA的估算中，若计入这些项目拆毁产生的建筑垃圾，拆毁产率可达732kg/m2，超出未计入时的31%[1]。
3)数据来源及处理。在统计过程中，未能收集到足够的样本量来确定拆毁建筑垃圾产率系数，对估算结果也有一定影响。如在美国的案例中，非民用拆毁建筑物样本数只有23个；而且，如果在样本筛选时没有去除极端值，同样会导致估算结果的差异。
1.4我国拆毁建筑垃圾产率系数率定
如果根据中国建筑出版社的《建筑施工手册》(第2版，1988)中确定的单位建筑面积的建材用量，代入公式(3)，可得各结构类型的拆毁建筑垃圾产率系数，见表5[11]。因建筑材料在使用前和拆毁之后的形态有很大变化，并且考虑拆毁建筑垃圾之后的分类及循环利用等因素，对拆毁建筑垃圾的组分进行重新归类，分成了废钢、废混凝土砂石、废砖、废玻璃和可燃废料5类。
表5我国拆毁建筑垃圾产率系数(kg/m2) 从表5可知，建筑物拆毁时单位面积的拆毁建筑垃圾产率系数为906.7～1773.1kg/m2。图1为民用建筑和工业建筑物拆毁时，相同结构类型的拆毁建筑垃圾产率系数的对比情况。从图1可以看出，对于混合结构和钢混结构，民用建筑的拆毁产率系数较工业建筑所高出的比例分别为13%和15%；而对于砖木结构和钢结构，这2种用途建筑物的拆毁产率系数相差不超过1%。
图1不同用途、结构类型建筑物拆毁产率系数比较
参考拆毁建筑垃圾产率系数(表5)，可知民用建筑拆毁时，产生的建筑垃圾各组分的比例，见图2。从图2可见，在各种结构类型产生的建筑垃圾中，废混凝土砂石和废砖瓦等惰性组分占了绝大部分，所占比例分别为53%～84%和13%～42%；废钢、废玻璃和可燃废料的比例分别为0.2%～3.2%、0.1%～0.3%和0.9%～4.1%。而工业建筑拆毁时，产生的建筑垃圾各组分的比例见图3。可知，废混凝土砂石、废砖瓦、废钢、废玻璃和可燃废料等组分所占比例分别为53%～76%、19%～43%、0.2%～3.2%、0.1%～0.3%和0.9%～3.3%。
图2民用建筑拆毁建筑垃圾各组分比例
图3工业建筑拆毁建筑垃圾各组分比例
我们所确定的我国拆毁建筑垃圾产率系数同其它国家和地区的系数相比，有不同程度的差异。
图4为某些国家或地区案例研究中采用的拆毁产率系数对比[1，3，6-7，11-12]。由图4可见，美国、加拿大以及希腊等案例的系数和我国的值相差较大，希腊采用的系数甚至超出了1倍；而台湾和香港地区确定的系数则十分相近，相差不超过12%。图5则是某些国家或地区不同建筑结构类型的拆毁产率系数对比[2，10，11]，由图5可知，我们所确定的我国拆毁建筑垃圾产率系数和韩国首尔市、美国等案例中所使用的系数相比，钢结构、混合结构和砖木结构的系数差别相对较小，范围为13%～19%，而钢混结构的系数则相差较大，如台湾地区的拆毁产率系数同我们所确定的我国拆毁产率系数相差40%。如上所述，我们所确定的我国拆毁产率系数和已有的案例研究相比较，当地域特征相近时，系数值较为接近。因此，将其应用于拆毁工程中拆毁建筑垃圾产生量的估算是可行的。
图4拆毁建筑垃圾产率系数对比
图5不同结构类型拆毁建筑垃圾产率系数对比
2结束语
目前，拆毁建筑垃圾产率系数主要是根据实践调研记录确定的；而我国尚无此类工程资料，而且也没有进行拆毁建筑垃圾产生量估算的实践研究。因此，在这样的条件下，施工概预算法较经验系数法更具可操作性。但施工概预算法只是一个理论上的测算，还需要根据实际拆毁工程中的拆毁建筑垃圾产生量对此方法进行检验和校正。因此，建议尽快开展拆毁建筑垃圾产生源特征的研究工作，通过工程实践积累样本数据，以使施工概预算法的计算结果得到校正，确保估算结果更加可靠、准确。
参考文献略
