ИНТЕГРАЦИЯ ПРИНЦИПОВ ЦИРКУЛЯРНОЙ ЭКОНОМИКИ В УПРАВЛЕНИЕ СТРОИТЕЛЬНЫМИ ОТХОДАМИ

Введение. Строительная отрасль играет ключевую роль в мировой экономике, но она также является одним из крупнейших источников отходов, что создаёт серьёзные экологические и экономические вызовы. Строительные и сносовые отходы (C&DW) составляют примерно треть всех отходов, генерируемых глобально, что приводит к перегрузке полигонов, истощению природных ресурсов и увеличению выбросов парниковых газов. Традиционная линейная экономическая модель «добыть-произвести-утилизировать», доминирующая в строительстве, способствует неэффективному использованию ресурсов и накоплению отходов. Эта модель всё чаще подвергается критике из-за её неспособности обеспечить устойчивость в условиях роста урбанизации и инфраструктурных проектов. В ответ на эти вызовы парадигма циркулярной экономики (CE) предлагает альтернативный подход, направленный на минимизацию отходов, продление жизненного цикла материалов и их повторное использование или переработку. Циркулярная экономика стремится к созданию замкнутых циклов, где ресурсы сохраняют свою ценность максимально долго, что позволяет снизить экологическое воздействие и повысить экономическую эффективность. Этот переход требует фундаментального изменения мышления в строительной отрасли, которая исторически уделяла недостаточно внимания вопросам минимизации отходов и восстановления материалов. Цель данного исследования — проанализировать, как принципы циркулярной экономики интегрируются в управление строительными отходами, изучить текущие тенденции исследований, материально-специфические проблемы, нормативные рамки и технологические инновации, а также предложить комплексную структуру для продвижения циркулярных практик в строительной отрасли.

Методы

Исследование основано на всестороннем обзоре научной литературы, включающем статьи, отчёты и кейсы, посвящённые применению циркулярной экономики в управлении строительными отходами. Для анализа использовались как качественные, так и количественные методы, включая систематический обзор публикаций в рецензируемых журналах, таких как Case Studies in Chemical and Environmental Engineering, Sustainable Production and Consumption и Journal of Cleaner Production, а также отчёты международных организаций, таких как Ellen MacArthur Foundation. Основные направления анализа включали: изучение состава, объёмов и структуры строительных отходов, а также текущих методов их утилизации; идентификацию барьеров (регуляторных, экономических, технических и культурных) и факторов, способствующих внедрению циркулярных подходов; оценку материально-специфических стратегий для ключевых типов отходов (бетон, древесина, металлы, пластмассы); проведение гипотетического количественного анализа для коммерческого строительного проекта площадью 10 000 м², сравнивающего линейный и циркулярный подходы; обзор цифровых инструментов, таких как Building Information Modeling (BIM) и Life Cycle Assessment (LCA), а также нормативных рамок, поддерживающих циркулярные практики; анализ индикаторов для измерения эффективности внедрения циркулярной экономики. Данные собирались из проверенных источников, что позволило обеспечить достоверность и актуальность выводов. Кроме того, для кейс-стади были использованы расчёты, основанные на средних рыночных показателях стоимости утилизации и переработки материалов, чтобы продемонстрировать потенциальные экономические и экологические выгоды.

Результаты

Текущие практики управления строительными отходами. Строительные и сносовые отходы составляют значительную долю глобального потока отходов, и их объёмы продолжают расти в связи с увеличением темпов урбанизации, строительства новых зданий и инфраструктурных проектов. В Великобритании строительные отходы остаются крупнейшим источником заполнения полигонов, что подчёркивает необходимость перехода к более устойчивым методам управления. Состав C&DW варьируется в зависимости от региона, типа строительства и стадии проекта, но обычно включает бетон и кирпич (40–50%), древесину (5–15%), металлы (5–10%), пластмассы (1–5%), стекло (1–5%), смешанные и композитные материалы (10–20%) и опасные вещества (1–3%). Текущие методы управления отходами остаются преимущественно линейными и включают захоронение на полигонах, которое доминирует в большинстве регионов, особенно для смешанных или загрязнённых отходов; частичное восстановление высоколиквидных материалов, таких как металлы; переработку в низкоценные продукты, например, использование дроблёного бетона в качестве основы для дорог; и ограниченное повторное использование, например, архитектурных элементов или конструкционной стали. Несмотря на растущее осознание необходимости циркулярных подходов, такие практики пока применяются в ограниченном масштабе, что связано с недостаточной инфраструктурой и экономическими стимулами.

Барьеры внедрения циркулярной экономики. Внедрение циркулярной экономики в управление строительными отходами сталкивается с рядом препятствий. Регуляторные барьеры включают несогласованные стандарты классификации отходов в разных юрисдикциях, что создаёт сложности с соблюдением норм, а также сложные процессы лицензирования для инновационных технологий переработки и отсутствие чётких критериев, определяющих, когда переработанные материалы перестают считаться отходами. Экономические барьеры связаны с высокой стоимостью переработки по сравнению с использованием первичных материалов, нестабильным спросом на вторичные материалы и необходимостью значительных инвестиций в инфраструктуру переработки. Технические ограничения включают сложности с переработкой композитных материалов, таких как многослойные панели или обработанная древесина, проблемы с обеспечением стабильного качества вторичных материалов и отсутствие проектирования зданий с учётом их будущей разборки. Культурные барьеры проявляются в недостаточной осведомлённости строительных специалистов о принципах циркулярной экономики, консервативной культуре отрасли, которая сопротивляется новым методам, и нехватке квалифицированных кадров, обученных техникам деконструкции и переработки.

Материально-специфические стратегии. Для ключевых материалов разработаны специфические стратегии циркулярного управления. Для бетона, который составляет наибольшую долю C&DW, применяются переработанные бетонные агрегаты, городская добыча (использование сносимых зданий как источников материалов), проектирование для разборки с использованием механических соединений и разработка альтернативных вяжущих материалов, таких как геополимеры. Древесина требует каскадного использования, при котором материал сначала повторно используется в строительных целях, затем перерабатывается в инженерные продукты, и только в последнюю очередь используется для энергетического восстановления; также важны методы управления загрязнённой древесиной и создание модульных конструкций для упрощения разборки. Металлы уже имеют устоявшиеся пути переработки, но циркулярные подходы включают проектирование для разборки с использованием болтовых соединений, разделение сплавов для сохранения их ценности и префабрикацию для точного производства компонентов. Пластмассы и композиты остаются недоизученными, но перспективы включают разработку технологий для идентификации и разделения полимеров, а также совместной переработки многослойных материалов.

Кейс-стади. Для гипотетического коммерческого проекта площадью 10 000 м² был проведён сравнительный анализ линейного и циркулярного подходов. В линейном подходе проект генерирует 1 000 тонн отходов (800 тонн бетона, 50 тонн древесины, 80 тонн металлов, 70 тонн смешанных отходов) с общей стоимостью утилизации $100 000 (по $100 за тонну). В циркулярном подходе: для бетона 50% повторно использовано (400 тонн), 40% переработано в агрегаты (320 тонн), 10% отправлено на свалку (80 тонн), что даёт экономию $120 000 за счёт избежания затрат на утилизацию и покупки материалов; для древесины 30% повторно использовано (15 тонн), 50% переработано в инженерные продукты (25 тонн), 20% использовано для энергетики (10 тонн), экономия $5 000; для металлов 90% переработано (72 тонны), 10% отправлено на свалку (8 тонн), доход от переработки $36 000; для смешанных отходов 40% восстановлено (28 тонн), экономия $2 800. Итог: сокращение отходов на свалках на 75% (с 1 000 до 250 тонн), чистая финансовая выгода $113 800 (11,3% от типичных затрат на строительство), снижение углеродного следа на 30% (~500 тонн CO₂e).

Технологии и политика. ифровые инструменты, такие как Building Information Modeling (BIM), поддерживают создание паспортов материалов, проектирование для разборки, прогнозирование отходов и концепцию зданий как банков материалов, но их внедрение ограничено высокими затратами и проблемами совместимости. Life Cycle Assessment (LCA) позволяет сравнивать экологические последствия использования первичных и вторичных материалов, оптимизировать процессы переработки и анализировать компромиссы между различными стратегиями. Новые технологии включают искусственный интеллект для автоматической сортировки и оценки качества материалов, блокчейн для прозрачного отслеживания жизненного цикла материалов и робототехнику для точной деконструкции зданий. На уровне политики эффективны налоги на захоронение, программы расширенной ответственности производителя и зелёные госзакупки. Европейский союз лидирует с такими инициативами, как Circular Economy Action Plan, тогда как развивающиеся регионы сталкиваются с проблемами слабой инфраструктуры и недостаточного правоприменения.

Индикаторы. Разработаны 25 показателей для оценки внедрения циркулярной экономики, включая снижение использования первичных материалов, уровень сортировки отходов на месте, долю отходов, не отправленных на свалку, и индекс циркулярности материалов. Эти метрики позволяют организациям отслеживать прогресс, устанавливать цели и сравнивать результаты с отраслевыми стандартами.

Входные индикаторы. Эти индикаторы фокусируются на ресурсах, используемых в строительных проектах, и их влиянии на циркулярность.

• Доля первичных материалов (Virgin Material Reduction) Измеряет процентное снижение использования первичных (новых) материалов в строительстве за счёт применения вторичных или переработанных материалов. Например, использование переработанного бетона вместо добытого гравия.
• Процент вторичных материалов (Recycled Content Utilization) Оценивает долю вторичных материалов (в процентах от общего объёма) в строительных материалах, используемых в проекте. Высокий показатель указывает на эффективное использование переработанных ресурсов.
• Материальная эффективность (Material Efficiency) Измеряет общее количество материалов, необходимых на единицу строительной продукции (например, кг/м²). Снижение этого показателя свидетельствует о более эффективном использовании ресурсов.
• Доля возобновляемых материалов (Renewable Material Share) Оценивает процент материалов из возобновляемых источников (например, древесины с сертификацией FSC) в общем объёме использованных материалов.
• Коэффициент использования местных материалов (Local Material Utilization Ratio) Измеряет долю материалов, добытых или переработанных в радиусе определённого расстояния (например, 100 км) от строительной площадки, чтобы минимизировать транспортные выбросы.

Процессные индикаторы. Эти индикаторы оценивают эффективность процессов управления отходами во время строительства и сноса.

• Уровень генерации отходов (Waste Generation Rate) Измеряет количество отходов, производимых на единицу строительной активности (например, тонн/м²). Снижение этого показателя указывает на успех мер по предотвращению отходов.
• Уровень сортировки отходов на месте (On-Site Sorting Rate) Оценивает процент отходов, отсортированных на строительной площадке для повторного использования или переработки. Высокий уровень сортировки повышает потенциал восстановления материалов.
• Потребление воды в строительных процессах (Water Consumption) Измеряет объём воды, используемой в строительных и перерабатывающих процессах (например, л/м²), с акцентом на минимизацию водопотребления.
• Энергопотребление в строительных процессах (Energy Consumption) Оценивает количество энергии, затраченной на строительство и переработку отходов (например, кВт·ч/м²), с целью оптимизации энергозатрат.
• Доля деконструкции (Deconstruction Rate) Измеряет процент зданий или конструкций, подвергнутых деконструкции (разборке с сохранением материалов) вместо традиционного сноса, что способствует повторному использованию.
• Эффективность планирования отходов (Waste Management Planning Efficiency) Оценивает наличие и качество планов управления отходами на стадии проектирования, включая прогнозы по количеству и типам отходов.
• Уровень повторного использования компонентов на месте (On-Site Component Reuse Rate) Измеряет процент строительных компонентов (например, дверей, балок), повторно использованных непосредственно на той же площадке.

Выходные индикаторы. Эти индикаторы фокусируются на результатах управления отходами, включая восстановление и переработку.

• Доля отходов, не отправленных на свалку (Landfill Diversion Rate) Измеряет процент отходов, которые были переработаны, повторно использованы или направлены на другие виды утилизации вместо захоронения на полигонах.
• Уровень восстановления материалов (Material Recovery Rate) Оценивает процент отходов, преобразованных в полезные материалы для повторного использования или переработки (например, переработанный бетон в новые конструкции).
• Эффективность переработки (Recycling Efficiency) Измеряет качество и ценность переработанных материалов по сравнению с первичными (например, способность переработанного бетона сохранять прочностные характеристики).
• Доля материалов для повторного использования (Reusable Material Rate) Оценивает процент материалов, которые могут быть повторно использованы без значительной переработки (например, стальные балки, деревянные панели).
• Уровень энергетического восстановления (Energy Recovery Rate) Измеряет процент отходов, использованных для получения энергии (например, сжигание древесины для генерации тепла), как менее предпочтительный, но всё же циркулярный метод.
• Качество вторичных материалов (Recycled Material Quality) Оценивает соответствие переработанных материалов стандартам качества для использования в новых строительных проектах.
• Доля опасных отходов, обработанных безопасно (Hazardous Waste Safe Processing Rate) Измеряет процент опасных отходов (например, обработанной древесины с химикатами), которые были безопасно утилизированы или переработаны.

Системные индикаторы. Эти индикаторы оценивают общую циркулярность системы управления отходами на уровне проекта или организации.

• Индекс циркулярности материалов (Material Circularity Index) Комплексный показатель, измеряющий, насколько замкнуты материальные потоки в проекте, включая долю вторичных материалов и уровень восстановления.
• Сохранение экономической ценности (Economic Value Retention) Оценивает финансовую ценность, сохранённую за счёт повторного использования и переработки материалов (например, доход от продажи переработанных металлов).
• Снижение углеродного следа (Carbon Footprint Reduction) Измеряет сокращение выбросов парниковых газов за счёт циркулярных практик (например, тонн CO₂e, сэкономленных благодаря переработке).
• Индекс замкнутости цепочки поставок (Supply Chain Circularity Index) Оценивает, насколько цепочка поставок проекта поддерживает циркулярные принципы, включая использование местных или переработанных материалов.
• Уровень вовлечённости заинтересованных сторон (Stakeholder Engagement Level) Измеряет степень вовлечённости подрядчиков, поставщиков и других участников в реализацию циркулярных практик.
• Индекс долговечности материалов (Material Durability Index) Оценивает долю материалов, спроектированных для длительного использования или многократного применения, что способствует продлению их жизненного цикла.

Обсуждение.       Интеграция циркулярной экономики в управление строительными отходами демонстрирует значительный потенциал для сокращения экологического следа и создания экономической выгоды. Кейс-стади показывает, что циркулярные подходы могут сократить отходы на свалках на 75% и обеспечить чистую финансовую выгоду в 11,3% от затрат на строительство, что опровергает представление о высокой стоимости таких практик. Однако внедрение осложняется рядом барьеров. Регуляторные препятствия, такие как отсутствие единых стандартов и критериев, затрудняют масштабирование циркулярных решений. Экономические ограничения, включая высокую стоимость инфраструктуры и нестабильный спрос на вторичные материалы, требуют создания новых рыночных механизмов. Технические барьеры, такие как сложность переработки композитных материалов и отсутствие дизайна для разборки, подчёркивают необходимость инноваций в проектировании и производстве. Культурные барьеры, включая недостаток знаний и консерватизм отрасли, требуют образовательных программ и демонстрационных проектов для повышения осведомлённости.

Возможности и будущие направления. Технологические инновации открывают новые возможности, включая разработку экономичных технологий переработки смешанных отходов, создание строительных материалов, спроектированных для повторного использования, и цифровых платформ для обмена ресурсами между участниками отрасли. Новые бизнес-модели, такие как «продукт как услуга», обратная логистика и банки материалов, могут изменить подход к управлению ресурсами, делая циркулярные практики более привлекательными. Образование и исследования играют ключевую роль: образовательные программы для специалистов, демонстрационные проекты, показывающие успешные примеры, и исследования недоизученных материалов, таких как пластмассы и композиты, помогут ускорить переход к циркулярной экономике.

Ограничения исследования. Исследование опирается на вторичные данные и гипотетический кейс, что требует дальнейшей валидации на реальных строительных проектах. Ограниченные данные по переработке пластмасс, композитных материалов и изоляции снижают полноту анализа. Кроме того, региональные различия в нормативных рамках и инфраструктуре могут влиять на применимость выводов в разных контекстах.

Заключение

Интеграция принципов циркулярной экономики в управление строительными отходами представляет собой трансформационный подход, способный значительно снизить экологическое воздействие строительной отрасли и создать новые экономические возможности. Прогресс в переработке бетона и внедрении цифровых инструментов, таких как BIM и LCA, демонстрирует потенциал циркулярных практик, но пробелы в управлении другими материалами, такими как пластмассы и композиты, и преодолении барьеров требуют дальнейших усилий. Успех зависит от совместной работы строительных компаний, регуляторов, исследователей и технологов, которые должны сосредоточиться на инновациях, образовании и создании поддерживающих политик для ускорения перехода к устойчивому развитию отрасли.

1. Адамс К. Т., Османи М., Торп Т., Торнбэк Дж. Циркулярная экономика в строительстве: осведомлённость, проблемы и факторы внедрения // Труды Института гражданских инженеров. Отходы и управление ресурсами (Proceedings of the Institution of Civil Engineers – Waste and Resource Management). — 2017. — Т. 170, № 1. — С. 15–24. — Лондон: ICE Publishing.
2. Гаффар С. Х., Бурман М., Браймах Н. Пути к циркулярному строительству: интегрированное управление строительными и сносными отходами для восстановления ресурсов // Журнал чистого производства (Journal of Cleaner Production). — 2020. — Т. 244. — С. 118710. — Амстердам: Elsevier.
3. Кирхерр Й., Рейке Д., Хеккерт М. Концептуализация циркулярной экономики: анализ 114 определений // Ресурсы, сохранение и переработка (Resources, Conservation and Recycling). — 2017. — Т. 127. — С. 221–232. — Амстердам: Elsevier.
4. Лейсинг Э., Квист Й., Боккен Н. Циркулярная экономика в строительном секторе: три кейса и инструмент сотрудничества // Журнал чистого производства (Journal of Cleaner Production). — 2018. — Т. 176. — С. 976–989. — Амстердам: Elsevier.
5. Мартин Х., Чебролу Д., Чади А., Брукс Т. Слишком ценно, чтобы выбрасывать: возможности, барьеры и показатели циркулярной экономики для устойчивого управления строительными отходами // Устойчивая продукция и потребление (Sustainable Production and Consumption). — 2024. — Т. 48. — С. 460–480. — Амстердам: Elsevier.
6. Махпур А. Приоритизация барьеров внедрения циркулярной экономики в управлении строительными отходами: пример исследования // Ресурсы, сохранение и переработка (Resources, Conservation and Recycling). — 2018. — Т. 134. — С. 216–227. — Амстердам: Elsevier.
7. Помпони Ф., Монкастер А. Циркулярная экономика в архитектуре и строительстве: исследовательская структура // Журнал чистого производства (Journal of Cleaner Production). — 2017. — Т. 143. — С. 710–718. — Амстердам: Elsevier.
8. Фонд Эллен МакАртур. Циркулярная экономика на практике: примеры компаний и кейс-исследования (Circular economy in practice: Case studies and company examples). — Кауэс: Ellen MacArthur Foundation, 2021. - 56 с.
9. Хасибуан Г. С. Р., Аль Фат М. Т., Юсоф Н., Деви Р. А., Сяфридон Г. Г. А., Джая И., Анас М. Р., Сяхризал. Интеграция принципов циркулярной экономики в управление строительными и сносными отходами: библиометрический обзор устойчивых инженерных практик в построенной среде // Примеры из химической и экологической инженерии (Case Studies in Chemical and Environmental Engineering). — 2025. — Т. 11. — С. 101. — Амстердам: Elsevier.
10. Хоссайн М. У., Нг С. Т., Антви-Афари П., Амор Б. Циркулярная экономика и строительная индустрия: существующие тенденции, проблемы и перспективная структура устойчивого строительства // Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики (Renewable and Sustainable Energy Reviews). — 2020. — Т. 130. — С. 948. — Амстердам: Elsevier.