Lecture6-7可持续-3.

1可持续设计与制造SustainableDesignandManufacturing22LCA的四个组成部分目的和范围的确定清单分析影响评价结果解释3电冰箱LCA实例—全生命周期清单455影响评价677影响评价ImpactAssessment88影响评价“生命周期评价中理解和评价产品系统在产品整个生命周期中的潜在环境影响大小和重要性的阶段”（GB/T24040-2008）使用清单分析中所辨识出来的，产品生命周期各个阶段的资源、能源消耗与污染物排放等，定性或定量的分析它们对环境的影响。99定性评估矩阵1010AT&T环境性能评估矩阵对产品的环境性能进行定性评估；依据环境影响的大小，给矩阵中的每项元素赋值，最大影响为0分（差），最小影响为4分（好）；将矩阵中的所有分数累加，即得该产品的环境影响评估结果；以目标图（标靶图）显示产品的环境影响评估或比较结果。1111AT&T环境性能评估矩阵1212AT&T环境性能评估矩阵13131414AT&T环境性能评估矩阵1515AT&T环境性能评估矩阵1616AT&T环境性能评估矩阵1717AT&T环境性能评估矩阵1818AT&T环境性能评估矩阵AT&T环境性能评估矩阵50年代汽车和90年代汽车的评估比较结果62020TargetPlot2121TargetPlot2222定量分析方法影响评价阶段的要素必备要素选择影响类型、类型参数以及特征化模型将LCI结果归类（分类）类型参数结果的计算（特征化）可选要素根据基准计算类型参数结果的相对值（归一化）分组加权类型参数结果，LCIA结果2424选择影响类型ImpactCategory根据LCA的目标和范围确定影响类型；通常将影响类型分为资源耗竭、人体健康影响和生态系统影响三大类，还可以继续细分为温室效应、臭氧层耗竭、酸化、富营养化、光化学烟雾等更详细的类别。2525分类Classification将清单分析中所得到的数据分到不同的环境影响类型中去；例如：将CO2和CH4归于“全球变暖”影响类型中，将SO2和NH3归于“酸化”影响类型中；分类过程中的分配问题，例如：如何将LCI中的SO2数据分配至“酸化”和“呼吸系统损害”两种影响类型中。2626特征化Characterization不同的LCI数据类别所造成的同一种环境损害的程度不同，例如：SO2和NOX都可能引起酸雨，但同样的量引起的酸雨的浓度并不相同；以特征因子（等价因子）表示某类LCI数据所造成的环境影响的程度；将特征因子与实际LCI数据值相乘，可以比较相关的LCI数据对环境影响的严重程度。2727特征化一公斤的NOX被视为等同于0.7公斤的SO2暴露和影响分析29损害分析在Ecoindicator-99评价方法中，给清单结果中的每一类物质针对具体的影响类型指定一个影响因子，这一影响因子的指定通常是根据大量的科学研究以及统计结果得出的。对于人类健康的影响，Ecoindicator-99评价方法统一设置其单位为DALY（DisabledAdjustedLifeYears），表明一单位某种物质造成人类寿命减少的年数。比如每千克甲烷针对有机物引起的呼吸道疾病这一项的影响因子为1.28×10-8，这就表明1千克甲烷排放到空气中引发的呼吸道疾病可以减少人类寿命为1.28×10-8年；30损害分析对于生态系统的影响，统一设置其单位为PDF（PotentiallyDisappearedFractionofplantspecies）*m2*a，表明一单位某种物质造成每平方米每年植物物种的减少比例。比如每千克氨对于酸化及富营养化的影响因子为15.57，这就表明一千克氨排放到水中造成一平米水域在一年内植物物种减少的比例为15.57%；对于资源的消耗，统一设置其单位为MJ，表明消耗一单位某种资源会造成在未来开采能源方面需要额外增加的能源消耗。比如每千克原油对于化石能源消耗的影响因子为6.22，这就表明消耗一千克原油的结果是，在未来开采品质较低的资源时要多消耗6.22MJ的能量。31EI99中的影响因子32归一化Normalization环境影响因素有许多种，每一种影响因素的计量单位都不相同。归一化：用资源耗竭、人体健康影响和生态系统影响分别除以相应的标准化参考值；目的：使各种不同的环境影响具有通用的比较尺度和基准。3333加权Weighting以权重因子确定影响类型之间的相对重要程度；环境影响权重因子的确定取决于：环境影响的特点环境的实际状况LCA的实施者3434三角形法以三角形的边分别代表生态质量、人体健康和资源；每条边被分为0~100%的数值；使用者通过分别给生态质量、人体健康和资源设置权重，来表达自己的关注重点。三角形法3636层次分析法AnalyticHierarchyProcess3737LCA的四个组成部分目的和范围的确定清单分析影响评价结果解释影响评价阶段的要素必备要素选择影响类型、类型参数以及特征化模型将LCI结果归类（分类）类型参数结果的计算（特征化）可选要素根据基准计算类型参数结果的相对值（归一化）分组加权类型参数结果，LCIA结果394040层次分析法是应用于复杂问题的多准则决策方法把一个复杂问题表示为有序的递阶层次结构在深入分析实际问题的基础上，将有关的各个因素按照不同属性自上而下地分解成若干层次；本层的各因素从属于上一层的因素或对上一层因素有影响；本层因素同时又支配下一层的因素或受到下一层因素的影响。4141层次分析法每层有若干元素，层间元素的关系用相连直线表示。从而最终使问题归结为最低层(供决策的方案、措施等)相对于最高层(总目标)的相对重要权值的确定或相对优劣次序的排定。层次分析法所要解决的问题是关于最低层对最高层的相对权重问题，按此相对权重可以对最低层中的各种方案、措施进行排序，从而在不同的方案中作出选择或形成选择方案的原则。层次分析法的步骤和方法建立层次结构模型；构造判断（成对比较）矩阵；层次单排序及其一致性检验；层次总排序及其一致性检验AHP—单层次模型结构决策目标元素1元素2……元素k目标评价元素AHP—多层次递阶模型结构决策目标准则1准则2……准则k方案1方案2……方案n目标层准则层方案层目标层O（选择旅游地）P2黄山P1桂林P3北戴河准则层方案层C3居住C1景色C2费用C4饮食C5旅途选择旅游地如何在3个目的地中按照景色、费用、居住条件等因素选择.AHP—举例4646AHP—举例合理使用企业留利调动职工劳动积极性改善职工物质文化生活状况办技校建图书馆目标层准则层方案层提高企业技术水平某厂有一笔企业留成利润要决定如何使用，已提出五种决策方案，决策时需考虑三方面的准则，可采用AHP方法进行决策。层次结构模型发奖金扩建集体福利设施购买新设施AC1C2C3D1D2D4D3D5AHP—多层次递阶模型结构决策目标准则1准则2……准则k子准则1子准则2……子准则m方案1方案2……方案n.........目标层准则层子准则层方案层AHP—单层次模型结构决策目标元素1元素2……元素k目标评价元素W的元素为某层因素对于上一层中某因素相对重要性的排序权值，这一过程称为层次单排序。4949AHP—构造判断矩阵本层中各因素两两比对，确定两因素间对于上一层中某因素的相对重要程度；目的：尽可能减少性质不同的各个因素相互比较的困难，以提高准确性；求出：相对于上层中某因素，本层中的各因素重要性的综合排序；是一种定性与定量相结合的方法。5050AHP—构造判断矩阵本层中各因素两两比对，确定两因素间对于上一层中某因素的相对重要程度；通常使用1~9标度表示本层中某因素相对于另一因素的相对重要程度；标度含义（2，4，6，8为相邻判断的中值）1两因素相比，具有同样重要性3两因素相比，其中一个稍微重要些5两因素相比，其中一个明显更重要7两因素相比，其中一个强烈重要9两因素相比，其中一个极端重要倒数若因素甲与因素乙相比的重要标度为i，则乙比甲的重要标度为1/iAHP—单层次模型结构决策目标元素1元素2……元素k目标评价元素maxAWAWn已知，未知，通过求的特征值，求出，作为个对象的权重5252AHP—层次单准则排序可采用方根法近似计算λmax和W：1.将判断矩阵A中元素按行相乘：2.计算方根：3.将归一化得：4.计算最大特征根：其中，(AW)i表示向量AW的第i个元素1(12...)nijjain，，，1=nniijjwaiw1=iinjj12Tn即为所求特征向量；1=nimaxiiAWnw1=nniijjwa1=iinjjAHP—单层次模型结构决策目标元素1元素2……元素k目标评价元素01//ijijjiijikjkmaxmaxmaxAaaaaaanAWAWn是正互反一致性矩阵，满足：该矩阵一定存在唯一不为零的最大特征值，且已知，未知，通过求的特征值，求出，作为个对象的权重1135/13/11125/13/13/12/117/14/1557123342/11AijjiijnnijaaaaA1,0,)(设要比较各准则C1，C2，…，Cn对目标O的重要性ijjiaCC:A是成对比较阵A是正互反阵要由A确定C1，…，Cn对O的权向量选择旅游地目标层O(选择旅游地)准则层C3居住C1景色C2费用C4饮食C5旅途C1C2C3C4C5C1C2C3C4C5稍加分析就发现上述成对比较矩阵有问题AHP—构造判断矩阵71242/11A成对比较的不一致情况21212(:)aCC):(43113CCa):(83223CCa一致比较不一致允许不一致，但要确定不一致的允许范围AHP—构造判断矩阵λmax越趋近n，判断矩阵的一致性程度越高，故可用二者之差来度量一致性，即可定义一致性指标（C.I.）。AHP—单层次判断矩阵的一致性检验为确认层次单排序，要求判断矩阵有可接受的一致性，在求得λmax后，需要对判断矩阵的一致性进行检验。=ikijjkaAaa对于单层次判断矩阵，当时，称判断矩阵为一致性矩阵；1.计算一致性指标C.I...1maxnCInn，其中为判断矩阵的阶数；C.I.值越接近于零，判断矩阵的一致性程度越高。当判断矩阵阶数越高时，越难满足一致性（当m=2时恒有一致性），因此，对于高阶判断矩阵，其C.I.值可以比低阶矩阵放松。故可在一致性判据中引入随机一致性指标（R.I.），以统一表示。AHP—单层次判断矩阵的一致性检验2.计算平均随机一致性指标R.I.阶数12345678910R.I.000.580.901.121.241.321.411.451.491~10阶矩阵的R.I.取值12500,,,AAA12500,,,CICICI15005005002150021nnCICICIRI则可得一致性指标：随机构造500个成对比较矩阵：AHP—单层次判断矩阵的一致性检验3.计算一致性比例......CICRRIC.R.0.1当时，一般认为判断矩阵的一致性是可以接受的，否则应修改判断矩阵使之符合一致性要求。AHP—多层次模型中的判断矩阵决策目标准则1准则2……准则k方案1方案2……方案n目标层准则层方案层A层因素Ak与下一层即B层的因素B1，B2，…，Bn有联系，则判断矩阵如下：如果A层共有K个因素，则该层应有K个判断矩阵；根据判断矩阵Ak，计算对于上一层中某目标元素而言，本层中与之有联系的各元素的相对重要性次序的权值；AHP—多层次模型中的判断矩阵AkB1B2…BnB1B2...Bnb11b21...bn1b12b22...bn2……...…b1nb2n...bnn6161AHP—层次综合排序得到上层元素A1、A2、…、Am的权重a1、a2、…、am后,与Ai相应的本层元素B1、B2、…、Bn的单排序结果为b1i、b2i、…、bni(i