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建筑材料在全生命周期对环境影响评价方法

时间:2022-11-24 12:40:04 来源:网友投稿

【摘要】实际生活中人们在关注建筑材料在使用阶段是否绿色环保,不会关注这些建筑材料是否在制造阶段及再循环到废弃阶段对环境造成影响。目前,国内绿色建材的测试指标也是针对室内环境的影响确定的,没有涉及到建材对环境影响的全生命周期的检测。本文介绍BRE运用生命周期的方法评价建筑材料对环境的影响,通过分析建筑材料对12个环境方面的影响,通过加权得到评价指标。制定符合我国国情的建材在全生命周期对环境影响的定量评价方法,提供理论借鉴和经验总结

【关键词】建筑材料;全生命周期;环境影响评价

实际生活中人们在关注建筑材料在使用阶段是否绿色环保,不会关注这些建筑材料是否在生产阶段及处理阶段对环境造成破坏,然而在研究生态建筑的过程中,人们逐渐意识到作为建筑的载体的建材本身是否绿色,直接影响建筑的生态表现。绿色材料(Green Materials)应运而生,1990年国际学术界明确提出:绿色材料是指在原料采取、产品制造、使用或者再循环以及废料处理等环节中对地球环境负荷最小和有利于人类健康的材料。与传统材料相比,绿色材料强调从材料的制造、使用、再循环在到废弃的整个生命周期(Life Cycle)中必须具备与生态环境的协调性以及舒适性。

从绿色材料的定义不难看出,绿色建材生态性能的评估包括建材对室内环境影响的评估和对环境影响的评估两部分。目前,国内绿色建材的测试指标主要包括放射性强度、甲醛含量、氯氟烃含量、芳烃含量、有机物总挥发量、人类感觉试验、耐燃等级及氧指数、废物利用率、木材取代率、节能效果等。这些指标都是针对室内环境的影响确定的,没有涉及到建材对环境影响的全生命周期的测试。目前BRE(Building Research Establishment)在建材对环境影响的定量评估方面作了大量研究工作,提出了全生命周期的EP(Environmental Profiles)的建材评估方法。

1 BRE全生命周期的EP评价内容

BRE根据IS014040系列国际标准生命周期评价方法,提出全生命周期EP的建材对环境影响的定量评价内容包括从建材的制造、使用、维修直到拆毁的全过程,涉及环境影响的气候变化、能源消耗、臭氧层破坏、空气的毒性、水体的毒性、生态毒性、废弃物处理、水资源开采、酸雨、水体富营养化、光化学烟雾、矿石资源开采等方面。

气候变化。在评价建材对气候变化影响时主要关注温室气体的排放,如氯氟烃、氢氟氯碳化合物、甲烷和二氧化碳。由于不同温室气体对全球气候变暖的影响程度不同,评价过程中以二氧化碳作为标准,将其他温室气体转换成等价的二氧化碳。

能源消耗。评价建材全生命周期能源消耗引起石油、煤炭、天然气等石化能源的枯竭。

臭氧层破坏。破坏臭氧层的气体主要有氯氟烃、哈龙和氟氯烃。

空气和水体的毒性。评价建材全生命周期排放废弃物对人体的影响,评价大气中的排放废物对人体的毒性值和水中的排放废物对人体的毒性值。

生态毒性。评价建筑材料在全生命周期排放废弃物对非人类生命系统的影响,主要是评价排放水体中的有害化合物重金属、碳水化合物等对水生生物的潜在影响。

废弃物处理。评价土地掩埋废弃物能力的降低;在废弃物掩埋过程中,对掩埋场地周围噪声、灰尘、气味的污染;废弃物掩埋和焚烧过程中,污染气体的排放和沥出液的污染;地下掩埋垃圾自燃的危险等。

水资源开采。评价由于过分开采而引发的蓄水层枯竭、污染和地表河流干涸、污染和生态破坏。

酸雨量。酸雨会对景观生态系统造成一定程度的破坏,主要评价排放到空气中的二氧化硫,氨气、氯化氢、氟化氢、氧化氮和氧化硫与空气中水分发生反应形成酸雨。

水体富营养。水体富营养化是指排放到水体中的氨水、硝酸盐、氧化氮和磷化物,会引起水体中的硝酸盐和磷酸盐浓度过高,刺激藻类生长,从而造成水中的动植物因缺氧大量死亡。

光化学烟雾。在太阳光的作用下,大气中的氧化氮、挥发性有机化合物发生光化学反应,在离地面较近的水平面上生成臭氧。这些臭氧对农作物有潜在的危害,并且会增加哮喘及呼吸道疾病的发病率。不同的氧化氮、挥发性有机化合物形成臭氧的比率不同。

矿石资源开采。评价建材消耗的全部矿石资源,评价时矿石开采过程中对环境的影响,而不考虑矿石资源本身的枯竭。评价时假设开采任1吨矿石的环境影响相同。

2 BRE全生命周期的EP评价指标

为了直观地显示建材对环境的影响程度,ERE将建材对12个环境方面的影响分值进行加权,得到单一的环境评估指标生态点(Ecopoints)。生态点是无因次参数,100生态点代表每年一个典型英国公民对环境的影响。低于100生态点,表示建材对环境的影响较小;高于100生态点,表示建材对环境的影响较大。

BRE首先收集建材全生命周期的相关数据,统计出建材对每个环境方面的影响,作为建材的CI(Characterized Impact),每年一个典型英国公民对每个环境方面的影响作为一个典型英国公民的CI,然后将上述两CI相比较,得出建材在每个环境方面的NI(Normalized Impacts);最后CI乘以反映不同环境方面重要程度的主观加权系数,得出每个环境方面的生态点,求和,得到建材的生态点。

ERE的EP法是目前较先进的全生命周期的建材对环境影响的定量评价方法。EP法同样也可以评估建筑构件对环境的影响,如楼板、门、窗等。

3 BRE全生命周期的EP在BedZED中的应用

英国BedZED(Beddington Zero Energy Development)是世界第一座零能耗住宅社区。为了使社区对环境的最小化影响,BedZED选择建筑材料时,除考虑建材的性能和经济性外,还使用BRE的环境概貌法评估每种可用建材的生态点,选择对环境影响最小的建材。

例如满足建筑外墙外保温层的保护功能的护墙板建材有四种:当地橡木、经过防腐处理的软木、砖块和PVC-u材料。未干燥当地的橡木,富含单宁酸能够有效的抵御风化和虫害的侵袭,不需要进行防腐处理,相对于防腐软木,不排放挥发性有机化合物,在光化学烟雾方面的生态点为零;砖块、PVC-u材料的生态点较大,其中PVC-u材料的生态点最大,在气候变化、石化能源损耗两方面的影响尤其严重。综合考虑BedZED社区建筑立面和经济因素,选用当地橡木和砖块作为护墙板的建筑材料。

4 结束语

BRE全生命周期的EP评价方法是一个较全面、客观的建材全生命周期对环境影响的定量评估方法。EP评价方法的难点是如何既不遗漏又不重复地统计建筑全生命周期中建材在12个环境影响方面的量值。要根据特定的具体情况,使用环境概貌评估方法定量评估建材对环境的影响。

BRE全生命周期的EP评价方法的研究方法,为我们研究、制定符合我国国情的建材在全生命周期对环境影响的定量评价方法,提供理论借鉴和经验总结。借鉴EP评价方法的结构框架,根据我国建材工业发展水平和环境污染现状,确定建材对环境的影响方面和不同环境方面的加权系数,建立建材在全生命周期对环境影响的评价方法。

【参考文献】

[1]高辉,陈衍庆.建筑新技术[M].中国建筑工业出版社,2008.

[2]BRE. Zero Energy Community [M/CD]..

[责任编辑:周娜]

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