Актуальность работы
При строительстве здания мало уделяют внимания технико-экономическому показателю, который в свою очередь включает эксплуатацию здания и утилизацию. Данный подход оценивает соотношение круговых потоков в аспекте инженерных систем на протяжении жизненного цикла здания. Вся методология учитывает перспективы жизненного цикла, включая в анализ; социальные, экономические и экологические показатели на всем сроке эксплуатации здания, то есть от закупки материалов до их утилизации в конце срока службы. Методология позволяет оценить эффективность использования рециркуляционных материалов, которые могут быть использованные после демонтажа здания, что в свою очередь сокращает затраты и дает возможность сэкономить невозобновляемые ресурсы нашей планеты. Также методика показывает нам степень соответствия принципам экономики замкнутого цикла в ходе эксплуатации здания.
Целью работы является разработка методологии проверки степени соответствия принципам экономики замкнутого цикла и экономической оценки жизненного цикла.
Формулировка задачи
Формулировка индекса циркулярности материала.
Рециркулируемые материалы - материалы, обладающие свойствами многократного использования в технологических циклах вида «материал, производство, продукция, потребление, отходы продукции, вторичное сырье (материал)» [1]. Используемые материалы при расчете индекса должны быть выражены в единицах веса [кг], согласно [1]. Степень рециркуляции, в соответствии с общепринятой структурой, измеряется как отношение рециркулируемых материалов к общему количеству используемых материалов в ходе строительства новых зданий или ремонте существующих. Это отношение должно быть разбито по типу оцениваемого материала (продукта) и выражено в процентах. Кроме того, материалы классифицируются в зависимости от источника сырья и конечного пути, для которого они были разработаны. В соответствии с определением рециркуляции материалов от начала их жизненного цикла до конца [1 – 7], были определены две основные категории:
- Технические материалы для технического цикла (для минералов, руд и продуктов, полученных из топлива)
- Биологические материалы и продукты, предназначенные для использования в биологическом цикле (биомасса и другие материалы на основе биоматериалов).
Определение рециркулируемых материалов принятое нами и приведенное в этой статье соответствует Стандарту сертифицированных продуктов от колыбели до колыбели [5 – 13]. Рециркулируемые материалы должны быть безопасными для людей и окружающей среды, поступать из циклических источников и быть пригодными для переработки после их использования [7 – 9].
Для разделения на перерабатываемые и не перерабатываемые материалы нами будет использоваться анализ потока материалов [10], который в свою очередь применим при строительстве зданий или в процессе капитального ремонта отображенный на рисунке 1, а также на рисунке 2.
Рис. 1 - Схема материального баланса в масштабах всей экономики
Рис. 2 - Схема потока материала в соответствии рециклингом материалов [6]
Исходя из проанализированной информации, соотношение циркулярности материала предлагается рассчитывать следующим образом (1) тем самым получаем индекс циркулярности материала (ИЦМ):
где ОРМ представляют общий расход материала, ввезённый на строительную площадку в ходе строительства здания, и ООВМ - общий объем вывозимых материалов вывозимых из здания, при его демонтаже, выраженные в [кг].
Рассмотрим стадии жизненно цикла [14] и отобразим их в таблице 1.
Таблица 1.
Краткое изложение стадий жизненного цикла.
|
№ |
Стадия жизненного цикла |
Оценка важности влияния |
|
1 |
Стадия продукта: A1 - A3 |
Достигнутый уровень сертификации в категории социальной среды 0 – 5 баллов. |
|
2 |
Стадия строительства: A4 - A5 |
Социальные показатели строящихся зданий 0 – 4 баллов. |
|
3 |
Ввод в эксплуатация: B1 |
Оценка социальной эффективности зданий 0 – 13 баллов. |
|
4 |
Эксплуатация: В2 – В5 |
Оценка социальной результативности зданий 0 – 4 баллов. |
|
5 |
Демонтаж здания: С1 – С4 |
Социальная эффективность зданий в процессе деконструкции 0 – 4 баллов. |
Следовательно, по формуле (1), ОРМ из циклических источников и ООВМ на переработку можно выразить, как ВМЦИ - ввод материала в здание из циклических источников и ВМП - вывоз материала из здания на переработку, соответственно, выраженные в [кг]. Далее ВМЦИ и ВМП найдем для всех стадий жизненного цикла, и запишем в виде формулы (2):
Индекс циркулярности материала может применяться для всех видов материалов, которые потенциально могут быть переработаны совместно в соответствии с четырьмя категориями, указанными в статистике учета материалов [15]: именно: биомасса, металлические руды, неметаллические минералы и ископаемые энергетические материалы. Однако для удобства использования методологии нет необходимости вводить материалы без дальнейшего агрегирования или сортировки, хотя это можно сделать впоследствии, чтобы представить результаты после обработки в значимом виде.
Выводы
1. Предложенная теоретически методология расчета индекса рециркулируемости материалов учитывает качественный и количественный показатели и показывает возможность повторного применения используемых материалов.
2. Методика показывает нам степень соответствия принципам экономики замкнутого цикла в ходе эксплуатации здания.
3. Детальные алгоритмы и рабочие программы будут приведены далее в последующих изданиях.
4. Данное исследование может использоваться в дальнейшем для определения возможности сортировки перерабатываемых строительных материалов.
