Methods of estimating the amount of construction and demolition waste: literature review from 1993 to 2018

• Autorzy: Białko M.

Identyfikatory

DOI

10.17512/ios.2018.4.8

Warianty tytułu

PL

Metody szacowania ilości odpadów budowlanych - przegląd literatury od 1993 do 2018 roku

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Over the past 25 years the management of construction and demolition (C&D) waste is becoming a popular research topic. This type of waste often contains valuable materials that can be recycled and utilized to produce new products but much of C&D waste is not managed well and this causes pollution problems. Researchers have established various methods for estimating and managing the amount of C&D waste generated during the life cycle of a project. This paper presents a literature review of C&D waste estimation methods and aims to find the most frequently used method in the past 25 years of literature. This literature review is based on 33 publications and presents estimation methods classified according to criteria developed by Y. Li (2013) and Z. Wu (2014). The methods used by Y. Li (2013) and Z. Wu et al. (2014) were studied and compared with the methods used in research papers either not included in the previous literature reviews or published after the last literature review that was conducted in 2014. The research conducted by Y. Li (2013) outlined three main types of models for quantifying C&D waste: the percentage model (MP), the estimation model based on general project parameters (MPP), and macroeconomic and microeconomic models (ME). In 2014 however, a group of Chinese scientists (Z. Wu, A.T.W. Yu, L. Shen, G. Liu) selected six methods for estimating the amount of C&D waste: site visit method (SV), generation rate calculation method (GRC), lifetime analysis method (LA), classification system accumulation method (CSA), variables modelling method (VM), and other methods (Pm). In contrast to the Li’s classification, the classification applied by Wu uses detailed characteristics to differentiate the methods in detail. According to the literature review, the most popular method of estimating the amount of C&D waste is based on the general parameters of the project. This method can be named GRC as per the Wu (2014) classification or MPP and ME as per the Y. Li (2013) classification. The characteristics of the GRC method include those used in both MPP and ME methods. Furthermore, the GRC method was used on both the regional and project levels, while the MPP method was mainly used on the project level and the ME method only on the regional level. The advantage of the method based on the general parameters of a project is the ability to incorporate various project parameters, the one most frequently found in literature being the gross floor area. Estimations based on that parameter were considered the most precise and easiest to conduct. In practice this method was successfully implemented in Spain as the Alcores model and in the UK as the SMARTWaste system. Furthermore, a method based on a project’s general parameters was developed by P.V. Saez in 2015 by adding the new parameter of the number of buildings. In conclusion, the literature review determined that the most frequently used method in research papers published during the last 25 years for estimating an amount of C&D waste is the method based on the general parameters of a project.

PL

W literaturze można odnaleźć wiele prac naukowych dotyczących metod szacowania ilości wytwarzanych odpadów budowlanych. W celu znalezienia najczęściej stosowanej metody szacowania ilości generowanych odpadów budowlanych w artykule zaprezentowano przegląd 33 badań naukowych opublikowanych od 1993 do 2018 r. Zaprezentowane metody pogrupowano według klasyfikacji Y. Li (2013) i Z. Wu (2014). Yashuai Li (2013) wyselekcjonował trzy główne metody szacowania ilości generowanych odpadów budowlanych: metodę procentową (MP), metodę szacunkową (MPP) oraz metodę makroekonomiczną i mikroekonomiczną (ME). Natomiast grupa naukowców z Chin (Z. Wu, A.T.W. Yu, L. Shen, G. Liu) w przeglądzie literatury opublikowanym w 2014 r. wyszczególniła sześć metod szacowania ilości odpadów budowlanych: metody oparte na wizytowaniu budowy (SV), metody obliczania współczynnika (GRC), metody analizy długości życia (LA), metody oparte na istniejących systemach klasyfikacji (CSA), metody wyznaczania czynników wpływających na wytwarzanie odpadów (VM) i pozostałe metody (Pm). Klasyfikacja zastosowana przez Wu, w przeciwieństwie do klasyfikacji użytej przez Li, szczegółowo różnicuje metody, dzięki czemu lepiej jest określona ich charakterystyka. Metody szacowania ilości wytwarzanych odpadów budowlanych w badaniach naukowych opublikowanych po 2014 r. zostały przyrównane do metod Wu i innych oraz Li. Dzięki tak zastosowanemu porównaniu została wyselekcjonowana najczęściej stosowana metoda w ciągu ostatnich 25 lat, którą jest metoda szacunkowa oparta na ogólnych parametrach projektu. Według klasyfikacji Wu i innych (2014), jest to metoda GRC, natomiast według klasyfikacji Li (2013) są to dwie metody - MPP i ME. Charakterystyka metody GRC zawiera cechy charakterystyczne metod MPP i ME. Walorem metody szacunkowej jest możliwość użycia różnych parametrów przedsięwzięcia budowlanego. Najczęściej stosowanym parametrem jest powierzchnia całkowita obiektu budowlanego. Jak wykazano w przeglądzie literatury, metoda GRC została użyta zarówno na poziomie pojedynczych przedsięwzięć budowlanych, jak i na poziomie krajowym. Natomiast metoda MPP została zastosowana głównie na poziomie pojedynczych przedsięwzięć budowlanych, a metoda ME tylko na poziomie krajowym. W przeprowadzonym przeglądzie literatury zostało potwierdzone, że metoda szacunkowa oparta na ogólnych parametrach obiektu budowlanego jest najczęściej stosowaną metodą szacowania ilości wytwarzanych odpadów budowlanych w pracach naukowych opublikowanych w ostatnich 25 latach.

Słowa kluczowe

EN

construction waste; demolition waste; amount of waste; estimating; models for quantifying

PL

odpady budowlane; ilość odpadów; szacowanie; metoda obliczania

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2018
• Tom: T. 21, nr 4
• Strony: 419--436
• Opis fizyczny: Bibliogr. 38 poz.

Twórcy

autor

Białko M.

• University of Sharjah, Architectural Engineering Department, P.O. Box 27272, Sharjah, United Arab Emirates
• Doctoral student at the Faculty of Civil Engineering, Wrocław University of Science and Technology

Bibliografia

• [1] Eurostat, Generation of waste by waste category, hazardousness and NACE Rev. 2 activity, Environment and Energy, 18-12-2018.
• [2] Główny Urząd Statystyczny (GUS), Analizy statystyczne, Ochrona Środowiska 2018, 143.
• [3] Wu Z., Yu A.T.W., Shen L., Liu G., Quantifying construction and demolition waste: An analytical review, Waste Management 2014, 34, 1683-1692.
• [4] Li Y., Developing a Sustainable Construction Waste Estimation and Management System, A Thesis Submitted to The Hong Kong University of Science and Technology in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Doctor of Philosophy in Civil Engineering, Hong Kong, 2013, UMI Numer: 3613928.
• [5] Bossink B.A.G., Brouwers H.J.H., Construction waste: quantification and source evaluation, J. of Con. Eng. and Management 1996, 122(1), 55-60.
• [6] Fatta D., Papadopoulos A., Avramikos E., Sgourou E., Moustakas K., Kourmoussis F., Mentzis A., Loizidou M., Generation and management of construction and demolition waste in Greece - an existing challenge, Resources, Conservation and Recycling 2003, 40(1), 81-91.
• [7] Kourmpanis B., Papadopoulos A., Moustakas K., Stylianou M., Haralambous K.J., Loizidou M., Preliminary study for the management of construction and demolition waste, Waste Management & Research 2008, 26, 267-275.
• [8] Kofoworola O.F., Gheewala S.H., Estimation of construction waste generation and management in Thailand, Waste Management 2009, 29(2), 731-738.
• [9] Saez P.V., Del Río Merino M., Porras-Amores C., Estimation of construction and demolition waste volume generation in new residential buildings in Spain, Waste Management and Research 2012, 30(2), 137-146.
• [10] Li J., Ding Z., Mi X., Wang J., A model for estimating construction waste generation index for building project in China, Resources, Conservation and Recycling 2013, 74, 20-26.
• [11] Xiao J., Ding T., Estimation of building-related construction and demolition waste in Shanghai, Waste Management 2014, 34, 2327-2334.
• [12] Cochran K., Townsend T., Reinhart D., Heck H., Estimation of regional building-related C&D debris generation and compositions: Case study from Florida, Waste Management 2007, 27, 921-931.
• [13] Poon C.S., Tit W.Y.A., Ching S.S., Cheung E., Minimizing demolition wastes in Hong Kong public housing projects, Construction Management and Economics 2004, 22, 799-805.
• [14] Solís-Guzmán J., Marrero M., Montes-Delgado M.V., Ramírez-de-Arellano A., A Spanish model for quantification and management of construction waste, Waste Management 2009, 29, 2542-2548.
• [15] Llatas C., A model for quantifying construction waste in projects according to the European waste list, Waste Management 2011, 31(6), 1261-1276.
• [16] Huang R.-Y., Yeh L.-H., Chen H.-H., Lin J.-D., Chen P.-F., Sung P.-H., Yau J.-T., Estimation of construction waste generation and management in Taiwan, Advanced Materials Research 2011, 243-249, 6292-6295.
• [17] Katz A., Baum H., A novel methodology to estimate the evolution of construction waste in construction sites, Waste Management 2011, 31(2), 353-358.
• [18] Rząd Hiszpanii - Ministry of the Presidency, 2008, Madrid, Spain, National Decree 105/2008, February 1, which Regulates the Production and Management of Construction and Demolition Waste.
• [19] Lawson N., Douglas I., Garvin S., McGrath C., Manning D., Vetterlein J., Recycling construction and demolition wastes - a UK perspective, Environmental Management and Health 2001, 12(2), 146-157.
• [20] SMARTWaste, http://www.smartwaste.co.uk/home (04.07.2017).
• [21] Saez P.V., Porras-Amores C., del Río Merino M., New quantification proposal for construction waste generation in new residential constructions, Journal of Cleaner Production 2015, 102, 58-65.
• [22] Cochran K.M., Townsend T.G., Estimating construction and demolition debris generation using a materials flow analysis approach, Waste Management 2010, 30, 2247-2254.
• [23] Wang J.Y., Touran A., Christoforou C., Fadlalla H., A systems analysis tool for construction and demolition wastes management, Waste Management 2004, 24, 989-997.
• [24] Lage I.M., Abella F.M., Herrero C.V., Ordóñez J.L.P., Estimation of the annual production and composition of C&D Debris in Galicia (Spain), Waste Management 2010, 30, 636-645.
• [25] Bruvol A., Ibenholt K., Future waste generation, Forecasts on the basis of a macroeconomic model, Resources, Conservation and Recycling 1997, 19, 137-149.
• [26] Ibenholt K., Material accounting in a macroeconomic framework, Environmental and Resource Economics 2003, 26(2), 227.
• [27] McBean E.A., Fortin M.H.P., A forecast model of refuse tonnage with recapture and uncertainty bounds, Waste Management Resources 1993, 11(5), 373-385.
• [28] Yost P.A., Halstead J.M., A methodology for quantifying the volume of construction waste, Waste Management Resources 1996, 14(5), 453-461.
• [29] Lau H.H., Whyte A., Law P.L., Composition and characteristics of construction waste generated by residential housing project, Int. J. Environ. 2008, 2(3), 261-268.
• [30] Kartam N., Al-Mutairi N., Al-Ghusain I., Al-Humoud J., Environmental management of construction and demolition waste in Kuwait, Waste Management 2004, Dep. of C. Eng., Kuwait Un., 24, 1049-1059.
• [31] Poon C.S., Management and recycling of demolition waste in Hong Kong, Waste Management Resources 1997, 15(6), 561-572.
• [32] Coelho A., de Brito J., Distribution of materials in construction and demolition waste in Portugal, Waste Management Resources 2011, 29(8), 843-853.
• [33] Wimalasena B.A.D.S., Ruwanpura J.Y., Hettiaratchi J.P.A., Modeling construction waste generation towards sustainability, Construction Research Congress 2010: Innovation for Reshaping Construction Practice, American Society of Civil Engineers, Banff, AB, Canada 2010, 1498-1507.
• [34] Shi J., Xu Y., Estimation and forecasting of concrete debris amount in China, Resour. Conserv. Recycl. 2006, 49(2), 147-158.
• [35] Hao J.L., Hill M.J., Shen L.Y., Managing construction waste on-site through system dynamics modelling: the case of Hong Kong, Eng. Constr. Architec. Manage. 2008, 15(2), 103-113.
• [36] Lu W., Webster C., Peng Y., Chen X., Zhang X., Estimating and calibrating the amount of building-related construction and demolition waste in urban China, International Journal of Construction Management 2016, DOI:10.1080/15623599.2016.1166548.
• [37] Ram V.G., Kalidindi S.N., Estimation of construction and demolition waste using waste generation rates in Chennai, India, Waste Management & Research 2017, 35, 6, 610-617.
• [38] Saez P.V., Astorqui J.S.C., del Río Merino M., Moyano M. del P.M., Sanchez A.R., Estimation of construction and demolition waste in building energy efficiency retrofitting works of the vertical envelope, Journal of Cleaner Production 2018, 172, 2978-2985.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).