建筑材料環(huán)境負(fù)荷評(píng)價(jià)研究
時(shí)間:2022-03-22 03:30:55
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[摘要]本文主要從建筑材料環(huán)境負(fù)荷指標(biāo)與評(píng)價(jià)體系建立的必要性、建筑材料環(huán)境負(fù)荷指標(biāo)的建立與建筑材料環(huán)境負(fù)荷評(píng)價(jià)體系的建立三方面進(jìn)行論述,以期對(duì)我國(guó)環(huán)保領(lǐng)域的相關(guān)發(fā)展有所啟發(fā)。
[關(guān)鍵詞]建筑材料;環(huán)境負(fù)荷評(píng)價(jià);評(píng)價(jià)指標(biāo);評(píng)價(jià)體系
1建筑材料環(huán)境負(fù)荷指標(biāo)與評(píng)價(jià)體系建立的必要性
建筑行業(yè)作為我國(guó)的支柱性行業(yè)之一,其建設(shè)發(fā)展為促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展做出了突出的貢獻(xiàn),但在繁榮經(jīng)濟(jì)的背后,建筑行業(yè)的發(fā)展卻帶來(lái)了具大的能源消耗和環(huán)境污染問(wèn)題。據(jù)相關(guān)研究統(tǒng)計(jì),建筑行業(yè)每年的生產(chǎn)建設(shè)消耗了全國(guó)25%的鋼材,40%的木材,70%的玻璃及70%的水泥[1],龐大的數(shù)據(jù)顯示著建筑行業(yè)中建筑材料的高消耗,而在資源能源日益緊缺的今天,這種對(duì)資源高消耗的發(fā)展模式顯然不適應(yīng)現(xiàn)階段的經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求,若仍采用這種發(fā)展模式,必然會(huì)導(dǎo)致建設(shè)成本的增加,同時(shí)也與我國(guó)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的建設(shè)相背離。此外,對(duì)我國(guó)當(dāng)下大多數(shù)建筑材料來(lái)說(shuō),其本身的采集、使用、廢棄、再利用都會(huì)釋放大量粉塵以及CO、CO2、SO2、鉛、鉻、砷以及各類氧化物,造成環(huán)境污染。而為將建筑材料對(duì)環(huán)境污染和能源消耗的影響降到最低,有必要制定一定的建筑材料環(huán)境負(fù)荷指標(biāo)與評(píng)價(jià)體系,從原料采集、產(chǎn)品生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用等各個(gè)環(huán)節(jié)評(píng)估建筑材料對(duì)環(huán)境的影響,進(jìn)而可以有針對(duì)性地對(duì)建筑材料進(jìn)行節(jié)能環(huán)保,促進(jìn)新型環(huán)保材料的研發(fā)和使用。
2建筑材料環(huán)境負(fù)荷指標(biāo)的建立
2.1確立原則。在確定建筑材料環(huán)境負(fù)荷指標(biāo)之前,首先應(yīng)明確建筑材料環(huán)境負(fù)荷影響的評(píng)價(jià)因素,這些因素主要包括原材料開采過(guò)程對(duì)環(huán)境的破壞、單位產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的破壞程度、施工過(guò)程能耗、原料的存量及再生量、廢物產(chǎn)生量、溫室氣體排放量、有毒物質(zhì)產(chǎn)生量、原材料加工及施工過(guò)程的能耗、運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)的能耗、現(xiàn)場(chǎng)廢物產(chǎn)生量、使用壽命等幾個(gè)方面[2]。綜合考慮這些評(píng)價(jià)因素,可將其指標(biāo)分為三個(gè)方面進(jìn)行定量分析,即資源消耗、能源消耗與環(huán)境污染。而之所以選擇這三方面對(duì)負(fù)荷評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行分析,是因?yàn)檫@三者在建筑材料環(huán)境負(fù)荷上所占的權(quán)重較大,影響建筑材料環(huán)境負(fù)荷影響的評(píng)價(jià)因素均可概括歸入這三大類。因此,從資源消耗、能源消耗與環(huán)境污染三方面對(duì)建筑材料環(huán)境負(fù)荷指標(biāo)進(jìn)行定量分析,更具全面性,由此得到的指標(biāo)也更具參考性。2.2評(píng)價(jià)指標(biāo)。建筑材料環(huán)境負(fù)荷評(píng)價(jià)指標(biāo)主要從資源消耗、能源消耗與環(huán)境污染三個(gè)方面進(jìn)行定量分析。首先,在能源消耗分析上,由于建筑材料在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)消耗大量的化石燃料及電力能源(如鋼筋的生產(chǎn)),據(jù)相關(guān)研究統(tǒng)計(jì),建筑材料生產(chǎn)階段的能耗約占總能耗的50%~80%,因此主要將建筑材料生產(chǎn)過(guò)程中消耗的化石燃料和電力能源之和作為其能源消耗的重要指標(biāo);其次,在環(huán)境污染指標(biāo)的確立上,主要以溫室氣體為評(píng)價(jià)指標(biāo),包括CO2、CH4、N2O3三種氣體,其中CO2占比高達(dá)99%以上,國(guó)內(nèi)外計(jì)算溫室氣體排放均以CO2的排放量為指標(biāo)。建筑材料生產(chǎn)過(guò)程中能源的消耗會(huì)產(chǎn)生大量CO2氣體排放,在使用過(guò)程中也會(huì)因化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生CO2氣體,因此將CO2等氣體的排放量作為其環(huán)境污染指標(biāo);最后,在資源消耗指標(biāo)的確立上,由于建材種類繁多,無(wú)法對(duì)其進(jìn)行一一統(tǒng)計(jì),目前資源消耗指標(biāo)主要依據(jù)建材相關(guān)管理部門及國(guó)家統(tǒng)計(jì)局的國(guó)內(nèi)建材產(chǎn)品平均統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為參考標(biāo)準(zhǔn),將生產(chǎn)建筑材料所用的鋼材、鋁材、水泥、建筑玻璃、木材、混凝土等主要原材料的消耗總量作為其資源消耗的評(píng)價(jià)指標(biāo)。
3建筑材料環(huán)境負(fù)荷評(píng)價(jià)體系的建立
要建立具體的建筑材料環(huán)境負(fù)荷評(píng)價(jià)體系,必須對(duì)建筑材料全生命周期中的環(huán)境負(fù)荷進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。為了便于理解和計(jì)算,本文以生產(chǎn)1t波特蘭水泥的環(huán)境負(fù)荷指標(biāo)為例,對(duì)建筑材料單位產(chǎn)品的環(huán)境負(fù)荷評(píng)價(jià)體系進(jìn)行定量分析,具體為:3.1建筑材料單位產(chǎn)品的生產(chǎn)能耗值。建材單位產(chǎn)品的生產(chǎn)能耗值=化石燃料用量×燃料能源熱值+用電量×每度電的熱值(860千卡)。如生產(chǎn)1t波特蘭水泥,依據(jù)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)耗能統(tǒng)計(jì)平均結(jié)果為生產(chǎn)每噸水泥需耗費(fèi)170kg標(biāo)煤和120kWh電能,根據(jù)上述公式可得出其單位生產(chǎn)耗能值為:170×7000(煤炭熱值)+120×860=5.5GJ/t水泥。3.2建筑材料單位產(chǎn)品的環(huán)境污染。建筑材料單位產(chǎn)品的環(huán)境污染=生產(chǎn)過(guò)程中化石燃料用量×CO2排放量+電力消耗轉(zhuǎn)化的CO2排放量+使用過(guò)程中化學(xué)分解所產(chǎn)生的CO2排放量。以生產(chǎn)1t波特蘭水泥為例,依據(jù)相關(guān)能源產(chǎn)生的CO2排放量標(biāo)準(zhǔn),每千克煤CO2排放量為3.16,電力消耗轉(zhuǎn)化的CO2排放量為0.95kg/kW.h,1t波特蘭水泥CaO含量為38%,由公式CaCO3=CaO+CO2可知,每生成1份CaO,則會(huì)生成0.78份CO2,由此可得生產(chǎn)1t波特蘭水泥CO2排放量為:170×3.16+120×0.95+0.78×0.38×1000=0.947(t-CO2/t水泥)。3.3建筑材料單位產(chǎn)品的資源消耗。建筑材料單位產(chǎn)品的資源消耗=建筑生產(chǎn)過(guò)程中各種原料之和。例如,生產(chǎn)1t水泥需要消耗1.3t石灰石、0.2t黏土、0.1t相關(guān)校正原料,累計(jì)原料消耗為1.6t原料/t水泥。此外,在建筑材料環(huán)境負(fù)荷評(píng)價(jià)體系的建立上,除了應(yīng)考慮資源消耗、能源消耗與環(huán)境污染外,還應(yīng)將建筑材料的可再生性納入到建筑材料環(huán)境負(fù)荷評(píng)價(jià)體系。這里的可再生性指被損壞的建筑材料在進(jìn)行加工處理后仍可投入生產(chǎn)使用的性能,常見(jiàn)可再生建筑材料包括鋼筋、鋁合金、木材等。
4結(jié)語(yǔ)
隨著節(jié)能環(huán)保觀念的日益深入與我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)型,我國(guó)建筑材料的使用也面臨革新,新型材料不斷應(yīng)用于建筑生產(chǎn)中,對(duì)于減少資源能源消耗、減輕環(huán)境污染起著重要作用。而建筑材料環(huán)境負(fù)荷評(píng)價(jià)指標(biāo)及評(píng)價(jià)體系的建立,可為新型綠色建材的研發(fā)提供一定的參考,對(duì)于綠色建材的發(fā)展具有積極的促進(jìn)作用。因此,相關(guān)部門應(yīng)重視和加強(qiáng)建筑材料環(huán)境負(fù)荷評(píng)價(jià)指標(biāo)及評(píng)價(jià)體系的建立和完善,加強(qiáng)對(duì)新型綠色建筑材料的開發(fā),從而更好地促進(jìn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]胡海亮.建筑材料環(huán)境負(fù)荷指標(biāo)及評(píng)價(jià)體系的研究[J].工程技術(shù):引文版,2016(5):00303-00303.
作者:楊麗娟 單位:德宏職業(yè)學(xué)院