建筑材料的生态环保性能评价

建筑材料的生态环保性能评价姓名：柳珊学号：1053053118单位：四川大学建筑与环境学院班级：10级建筑4班指导老师：陈红时间：2011年5月导语《黄帝内经》中有言：“人与天地相应，人与草木同归。”人与自然本应和谐相处。然而，随着人类创造出越来越发达的社会文明，人类赖以生存的环境也正遭受着前所未有的巨大威胁！建筑工业无疑是一个会对环境产生较大影响的行业，而建筑材料的选择更是左右这种影响的主导因素。据统计，建材行业烟尘和粉尘排放总量占我国全年烟粉尘排放总量的近40%，英国近十分之一的能源消耗和二氧化碳的排放是由建筑材料的生产造成的。由此可见，传统建筑材料在其生产过程中，不仅消耗大量的资源和能源，而且带来环境污染的负面影响。此外，建筑物在解体时，会产生大量的混凝土废块、木屑、金属屑、废塑料等多种固体废弃物，而且无论新建还是拆毁时都会留下建筑残土、污泥等建设副产物。据说整个工业废弃物中有将近20%是建筑废弃物。面临严峻的环境压力，人类也在盲目求发展的迷雾中渐渐觉醒，近些年来有不少新技术、新理念不断涌现，人们正试图探索出一条与生态环境友好相处的可持续发展之路。而为了使环保、生态建材的发展更高效，我们需要一些合理的方法去评价、去量化建筑材料的生态环保性能。需要强调的是，这种评价体系不应该是单一、片面、短视的，而应该是具有全局观的、具体化的、指标化的、定量化的，包含建材乃至建筑全生命周期的综合评价方法。评价方法生产加工•对产地环境的影响•原材料提取制造施工•组装运输•建筑构件的位置和细部构造使用•维护方式和材料•处理达到使用寿命的材料•材料对减少建筑环境影响的贡献（如保温隔热）后期处理•用途改变时的灵活适应性•使用寿命•能否循环利用或无害化处理……要考虑的环节通过以上两张图我们已经了解了建材的生态环保性能评价应该考虑的因素，以下是几种环保性能评价方法。能源评价法该方法单纯用所消耗能源的多少来衡量建筑材料对环境的影响，不够全面，现在基本不采用。环境影响因子评价法（EAF）该方法把在生产某种产品时对环境影响的各种因素都加以考虑。表达式：EAF=F[资源、能源、污染物、生物影响、区域作用„„]环境负荷单位法（ELU）指每生产一个单位的产品时的EAF值大小。生态指数法（EI）该方法是对某一过程或产品，据其污染物产生的量及其他环境作用的大小，综合计算出该产品或过程的生态指数，判断其对环境影响程度。环境商值法（EQ）综合考虑废弃物的排放量和废弃物在环境中的毒性行为。表达式：EQ=E*QE——每生产1kg期望产品的同时产生的废弃物量；Q——废弃物对环境的毒性。生态因子法（ECOI）主要考虑两大部分。一是生产材料时对环境的影响，包括资源消耗、能源消耗、排放的污染物以及污染物引发的一些环境效应。二是使用过程中的性能，如材料的强度等。表达式：ECOI=生产某产品时对环境的影响量/该产品使用性能的综合量生命周期法（LCA）该方法是当下较流行的方法，相对比较成熟。它定量评价产品从原料投入到废弃的整个生命周期中的环境负荷。因此LCA法也被称为“从摇篮到坟墓”的评价方法。相对而言，LCA法更为接近我们所寻求的综合评价方法，这里将详细介绍这种方法。流程消耗•能量•资源排放•温室效应•酸雨•……毒性材料个性……目标范围确定清查分析影响分析改善评价要考虑的维度1.目标范围确定目标：界定评价对象，实施LCA评价的原因，评价结果的输出方式。范围（保证足够的广度和深度）：评价功能单位定义、评价边界定义、系统的输入和输出分配方法、环境影响评价的模型及解释方法、数据要求、审核方法及评价报告的类型及其格式等。数据的质量是关键。2.清查分析对一种建材产品从生产、使用到废弃整个生命过程中所投入的所有原材料和能源作为输入逐一列出，在此过程中排出的所有影响环境的物质（包括副产品）作为输出也逐一列出，对输入和输出进行以数据为基础的客观量化过程。该分析贯穿于产品的整个生命周期。3.影响分析（核心环节）采用定量调查所得的环境负荷数据定量分析对人体健康、生态环境、自然环境的影响及其相互关系。包括分类、表征、归一化和评价四个步骤。以下是大致的示意图。以下是一些具体的指标。资源消耗指标单项指标𝑃𝑖=𝑚𝑖𝑐𝑖𝑅𝑖𝑚𝑖——资源消耗量𝑐𝑖——资源年产量（亿吨/年）𝑅𝑖——全国资源已探明量（亿吨）I——资源种类综合指标𝑄𝑅=∑ni𝜔i𝑃i𝜔i——i种资源的权重值ni——资源种类数编目分析电能燃料内在能量二氧化碳二氧化硫氮氧化物碳氢化合物粉尘一氧化碳氟利昂CODTOCTON油脂苯酚……分类生物资源消失非生物资源消失臭氧层减少全球变暖土壤酸化人体毒性土地占用表征生物多样性消失人体健康损失自然资源损失产出损失归一化相对生物多样性损失相对人体健康损失相对自然资源损失相对产出损失评价总损失水污染和大气污染指标单项指标𝑃i=𝐶i/𝑆i𝐶i——污染物值（kg污染物/单位产品）𝑆i——国家标准值（mg污染物/m3水或大气）综合指标𝑄𝑊或𝐴=∑ni𝜔i𝑃i固体废物污染指标单项指标𝑃i=mi𝑀imi——产生的固体废物量（kg废物/单位产品）𝑀i——产品的质量（kg）综合指标𝑄𝑆=∑ni𝜔i𝑃i土壤污染单项指标𝑃i=𝐶i/𝑆i𝐶i——污染物实测值𝑆i——污染物评价标准综合指标𝑄=∑ni𝜔i𝑃i4.改善评价局限性LCA法虽然跟其他评价方法相比比较全面，但是仍然不可避免地具有一些局限性，主要有以下四个方面：a)应用范围局限性主要为环保性能评价服务，对经济、技术、社会效果方面的考量不足。b)评价范围局限性只考虑了已经发生了或一定会发生的坏境影响因素，没有考虑可能发生的环境风险突发事故所造成的危害及应该采取的必要预防应急措施。c)评估方法局限性评估过程中包含主观因素，客观性待进一步完善。d)时间和地域局限性实例一水泥环境现状与问题污染物排放：生产1t水泥熟料约需1.1t石灰石，而分解1.1t石灰石将排放0.49t的二氧化碳。并且熟料烧成、粉碎需约105kg煤，而燃烧105kg煤会排放0.4t的二氧化碳。一年生产水泥共排放约4×108t二氧化碳，超过1000000t的氮氧化物，超过500000t的二氧化硫以及12000000t的粉尘。这会直接加剧温室效应和酸雨的形成，对环境造成极大地破坏。资源消耗：我国已探明的可用于水泥生产的石灰石储量约4.5×1010t，其中可开采的约2.5×1010t，现在每年生产水泥消耗6×108t石灰石，依此状况不用百年石灰石资源就会消耗殆尽。此外，为了解决水泥包装，我国每年生产2.5×106t以上包装纸，不仅耗费了大量的木材，同时为此耗用至少7×108m3的淡水。水泥工业：产量大，生产效率、技术水平低，水泥企业规模小、耗能大、生产集中度低，水泥品种结构不适应市场需求，更没有解决循环问题。相关政策：环境污染控制标准滞后。改善方向与途径可从能源和材料两个方面利用废料，利用可燃废料（煤矸石、石棉）取代矿物燃料，利用废料（粉煤灰、炉渣）作原料代替天然资源。可用来封固有毒有害的工业废渣废液。利用水泥混凝土等建材进行封固的优势在于不会产生腐蚀作用，无污染地下水。可用燃烧方法来处理一些有毒有害的废料。例如其他工业部门难以处理的氯联苯物质可在水泥回转窑中作燃料分解，废渣可以制造水泥，且不存在二次污染，不需要特殊处理废气，不额外消耗能源，其中的热能可以被利用。可以对水泥的成分进行改进，在水泥生产过程中尽量减少耗能，使之有利于环保。如发展粉煤灰硅酸盐水泥，在保证一定强度的条件下减少水资源消耗；如发展火山灰质硅酸盐水泥，可以节约燃料、增产水泥；如发展环保型高性能贝利特水泥能减少温室气体排放量，也使工业废渣得到合理利用；再比如发展低钙型新型水硬性胶凝材料能显著降低烧结温度，节能30%——40%，二氧化碳排放减少40%。大力发展新型干法水泥，加速淘汰落后的工艺；发展散装水泥，减少为生产包装纸造成的污染和消耗；建立完整的标准管理体系等。实例二玻璃环境现状与问题大量玻璃幕墙的使用产生了光污染；不能很好地解决采光与隔热的矛盾。改善方向与途径光透射隔音隔热玻璃主动式内循环双层玻璃幕墙中空玻璃玻璃马赛克玻璃不仅仅是用作采光和结构材料，更是向着控制光线、调节温度、节能、减噪、防火等多功能生态化的方向发展着。高性能隔热玻璃可以让室外的冷空气被阻止在外，用这种玻璃冬天取暖可节能达60%。抗菌自洁玻璃能把大多数病菌和病毒杀死，把许多有害物质和油污分解成小分子，减少了玻璃清洁剂的使用，但是对于分解后生成的二氧化碳产生的影响程度我没有获得准确的数据，在此不敢妄加断言。主动型节能玻璃幕墙与透明热反射膜相互配合，集功能性和装饰性于一体，能在一定程度上减缓光污染。发展泡沫玻璃，它具有隔热吸音、抗辐射、高强度、质轻、不燃等诸多优势。结语之前的几十年，我国建材工业走的是一条高投入、高耗能、高资源消耗、高污染的道路，已然造成了无可挽回的重大损失，而今，随着人们环保意识的苏醒，各行各业都不能沿着老路走下去，尤其对于建筑行业，正面对着新的美学思想和设计理念的冲击，我们决不能再仅仅为了追求使用功能而忽视了材料的环境协调性和舒适性。追求与生态环境的协调和人居环境的舒适将是这个行业未来的主流。参考资料《生态建材与环保》吴清仁编化学工业出版社2003年12月第一版《生态建筑设计指南》SueRoaf,ManuelFuent,StephanieThomas著中国林业出版社2008年4月第一版防火玻璃玻璃幕墙自洁玻璃