建筑材料在全生命周期對環(huán)境影響評價方法

王芳

（紹興經濟開發(fā)區(qū)建設工程質量監(jiān)督檢測中心 浙江 紹興 312000）

實際生活中人們在關注建筑材料在使用階段是否綠色環(huán)保，不會關注這些建筑材料是否在生產階段及處理階段對環(huán)境造成破壞，然而在研究生態(tài)建筑的過程中，人們逐漸意識到作為建筑的載體的建材本身是否綠色，直接影響建筑的生態(tài)表現(xiàn)。綠色材料(Green Materials)應運而生，1990年國際學術界明確提出：綠色材料是指在原料采取、產品制造、使用或者再循環(huán)以及廢料處理等環(huán)節(jié)中對地球環(huán)境負荷最小和有利于人類健康的材料。與傳統(tǒng)材料相比，綠色材料強調從材料的制造、使用、再循環(huán)在到廢棄的整個生命周期(Life Cycle)中必須具備與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調性以及舒適性。

從綠色材料的定義不難看出，綠色建材生態(tài)性能的評估包括建材對室內環(huán)境影響的評估和對環(huán)境影響的評估兩部分。目前，國內綠色建材的測試指標主要包括放射性強度、甲醛含量、氯氟烴含量、芳烴含量、有機物總揮發(fā)量、人類感覺試驗、耐燃等級及氧指數(shù)、廢物利用率、木材取代率、節(jié)能效果等。這些指標都是針對室內環(huán)境的影響確定的，沒有涉及到建材對環(huán)境影響的全生命周期的測試。目前BRE(Building Research Establishment)在建材對環(huán)境影響的定量評估方面作了大量研究工作，提出了全生命周期的EP（Environmental Profiles）的建材評估方法。

1 BRE全生命周期的EP評價內容

BRE根據IS014040系列國際標準生命周期評價方法，提出全生命周期EP的建材對環(huán)境影響的定量評價內容包括從建材的制造、使用、維修直到拆毀的全過程，涉及環(huán)境影響的氣候變化、能源消耗、臭氧層破壞、空氣的毒性、水體的毒性、生態(tài)毒性、廢棄物處理、水資源開采、酸雨、水體富營養(yǎng)化、光化學煙霧、礦石資源開采等方面。

氣候變化。在評價建材對氣候變化影響時主要關注溫室氣體的排放，如氯氟烴、氫氟氯碳化合物、甲烷和二氧化碳。由于不同溫室氣體對全球氣候變暖的影響程度不同，評價過程中以二氧化碳作為標準，將其他溫室氣體轉換成等價的二氧化碳。

能源消耗。評價建材全生命周期能源消耗引起石油、煤炭、天然氣等石化能源的枯竭。

臭氧層破壞。破壞臭氧層的氣體主要有氯氟烴、哈龍和氟氯烴。

空氣和水體的毒性。評價建材全生命周期排放廢棄物對人體的影響，評價大氣中的排放廢物對人體的毒性值和水中的排放廢物對人體的毒性值。

生態(tài)毒性。評價建筑材料在全生命周期排放廢棄物對非人類生命系統(tǒng)的影響，主要是評價排放水體中的有害化合物重金屬、碳水化合物等對水生生物的潛在影響。

廢棄物處理。評價土地掩埋廢棄物能力的降低；在廢棄物掩埋過程中，對掩埋場地周圍噪聲、灰塵、氣味的污染；廢棄物掩埋和焚燒過程中，污染氣體的排放和瀝出液的污染；地下掩埋垃圾自燃的危險等。

水資源開采。評價由于過分開采而引發(fā)的蓄水層枯竭、污染和地表河流干涸、污染和生態(tài)破壞。

酸雨量。酸雨會對景觀生態(tài)系統(tǒng)造成一定程度的破壞，主要評價排放到空氣中的二氧化硫，氨氣、氯化氫、氟化氫、氧化氮和氧化硫與空氣中水分發(fā)生反應形成酸雨。

水體富營養(yǎng)。水體富營養(yǎng)化是指排放到水體中的氨水、硝酸鹽、氧化氮和磷化物，會引起水體中的硝酸鹽和磷酸鹽濃度過高，刺激藻類生長，從而造成水中的動植物因缺氧大量死亡。

光化學煙霧。在太陽光的作用下，大氣中的氧化氮、揮發(fā)性有機化合物發(fā)生光化學反應，在離地面較近的水平面上生成臭氧。這些臭氧對農作物有潛在的危害，并且會增加哮喘及呼吸道疾病的發(fā)病率。不同的氧化氮、揮發(fā)性有機化合物形成臭氧的比率不同。

礦石資源開采。評價建材消耗的全部礦石資源，評價時礦石開采過程中對環(huán)境的影響，而不考慮礦石資源本身的枯竭。評價時假設開采任1噸礦石的環(huán)境影響相同。

2 BRE全生命周期的EP評價指標

為了直觀地顯示建材對環(huán)境的影響程度，ERE將建材對12個環(huán)境方面的影響分值進行加權，得到單一的環(huán)境評估指標生態(tài)點(Ecopoints)。生態(tài)點是無因次參數(shù)，100生態(tài)點代表每年一個典型英國公民對環(huán)境的影響。低于100生態(tài)點，表示建材對環(huán)境的影響較?。桓哂?00生態(tài)點，表示建材對環(huán)境的影響較大。

BRE首先收集建材全生命周期的相關數(shù)據，統(tǒng)計出建材對每個環(huán)境方面的影響，作為建材的CI(Characterized Impact)，每年一個典型英國公民對每個環(huán)境方面的影響作為一個典型英國公民的CI，然后將上述兩CI相比較，得出建材在每個環(huán)境方面的NI(Normalized Impacts)；最后CI乘以反映不同環(huán)境方面重要程度的主觀加權系數(shù)，得出每個環(huán)境方面的生態(tài)點，求和，得到建材的生態(tài)點。

ERE的EP法是目前較先進的全生命周期的建材對環(huán)境影響的定量評價方法。EP法同樣也可以評估建筑構件對環(huán)境的影響，如樓板、門、窗等。

3 BRE全生命周期的EP在BedZED中的應用

英國BedZED(Beddington Zero Energy Development)是世界第一座零能耗住宅社區(qū)。為了使社區(qū)對環(huán)境的最小化影響，BedZED選擇建筑材料時，除考慮建材的性能和經濟性外，還使用BRE的環(huán)境概貌法評估每種可用建材的生態(tài)點，選擇對環(huán)境影響最小的建材。

例如滿足建筑外墻外保溫層的保護功能的護墻板建材有四種：當?shù)叵鹉尽⒔涍^防腐處理的軟木、磚塊和PVC-u材料。未干燥當?shù)氐南鹉?，富含單寧酸能夠有效的抵御風化和蟲害的侵襲，不需要進行防腐處理，相對于防腐軟木，不排放揮發(fā)性有機化合物，在光化學煙霧方面的生態(tài)點為零；磚塊、PVC-u材料的生態(tài)點較大，其中PVC-u材料的生態(tài)點最大，在氣候變化、石化能源損耗兩方面的影響尤其嚴重。綜合考慮BedZED社區(qū)建筑立面和經濟因素，選用當?shù)叵鹉竞痛u塊作為護墻板的建筑材料。

4 結束語

BRE全生命周期的EP評價方法是一個較全面、客觀的建材全生命周期對環(huán)境影響的定量評估方法。EP評價方法的難點是如何既不遺漏又不重復地統(tǒng)計建筑全生命周期中建材在12個環(huán)境影響方面的量值。要根據特定的具體情況，使用環(huán)境概貌評估方法定量評估建材對環(huán)境的影響。

BRE全生命周期的EP評價方法的研究方法，為我們研究、制定符合我國國情的建材在全生命周期對環(huán)境影響的定量評價方法，提供理論借鑒和經驗總結。借鑒EP評價方法的結構框架，根據我國建材工業(yè)發(fā)展水平和環(huán)境污染現(xiàn)狀，確定建材對環(huán)境的影響方面和不同環(huán)境方面的加權系數(shù)，建立建材在全生命周期對環(huán)境影響的評價方法。

［1］高輝，陳衍慶.建筑新技術[M].中國建筑工業(yè)出版社，2008.

［2］BRE.Zero Energy Community[M/CD].www.zedfactory.com.