淺析新加坡啟匯城Solaris大樓生命周期評(píng)估

周若璇 彭婧

1. 江西理工大學(xué)土木與測(cè)繪工程學(xué)院<南昌> 江西 南昌 330000；

2. 江西理工大學(xué)中澳REEM國(guó)際研究院 江西 南昌 330000

引言

Solaris是一個(gè)15層的綠色標(biāo)志認(rèn)證辦公室，位于新加坡中部的一個(gè)北方商業(yè)公園的Fusionopolis中心（圖1）。鑒于這是新加坡的一座著名建筑，以其可持續(xù)性和綠色特征而聞名，所以我們選取該項(xiàng)目的建筑材料進(jìn)行生命周期評(píng)估。生命周期評(píng)估是衡量建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響的工具。它使用數(shù)字指標(biāo)提供了生命周期環(huán)境影響的可靠情況。其中最常見的是全球變暖潛力，被稱為（生命周期）碳足跡。生命周期方法允許設(shè)計(jì)者/所有者做出選擇。產(chǎn)品生命周期的整個(gè)鏈條，從搖籃到墳?zāi)梗瑢?duì)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)都起到了重要的影響。

圖1 Solaris區(qū)位圖

1 環(huán)境和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性建設(shè)（BEES）

對(duì)于這份LCA報(bào)告，環(huán)境和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性建設(shè)(BEES)評(píng)估工具被用作主要的評(píng)估工具。BEES的目的是開發(fā)和實(shí)施一種系統(tǒng)的方法來選擇建筑產(chǎn)品，根據(jù)決策者的價(jià)值在環(huán)境和經(jīng)濟(jì)績(jī)效之間實(shí)現(xiàn)最適當(dāng)?shù)钠胶狻?/p>

1.1 系統(tǒng)邊界

產(chǎn)品的系統(tǒng)邊界必須在LCA的范圍界定階段定義。任何產(chǎn)品的制造都涉及許多單元過程，每個(gè)單元過程涉及許多庫(kù)存流程，其中一些本身涉及其他附屬單元過程。①第一個(gè)產(chǎn)品系統(tǒng)邊界確定LCA包含哪些單元過程。②第二個(gè)產(chǎn)品系統(tǒng)邊界確定哪些庫(kù)存流被跟蹤用于端口單元過程[1]。

1.2 功能單元

在BEES模型中，大多數(shù)建筑產(chǎn)品的功能單元為產(chǎn)品服務(wù)50年的0.09m2(1ft2)。以下BEES產(chǎn)品類別有不同的功能單位：

屋頂覆蓋物 覆蓋屋面9.29m2（1平方或100ft2）50年混凝土梁和柱 產(chǎn)品服務(wù)50年0.76m3（1yd3）辦公室主席 座位1人，50年黏合和咀嚼 清除：在50年內(nèi)清除乙烯基或類似地板下的9.29平方米（100acre）外部密封和涂層 密封或涂層9.299m2（100acre）的外部表面超過50年變壓器油 冷卻1臺(tái)1000kV·A變壓器30年肥料 施肥0.40公頃10年地毯清潔工 清洗92.99m2平方米的地毯一次地板脫衣機(jī) 從硬木地板9.29m2（100ft2）中去除三層蠟和一層密封膠一次道路揚(yáng)塵治理 控制粉塵從92.9m2的表面積一次浴缸和瓷磚清潔劑 使用3.8L（1gal）的現(xiàn)成清潔劑一次玻璃清潔劑 使用3.785 m3（1000gal）的現(xiàn)成玻璃清潔劑一次油脂和涂鴉修復(fù) 使用3.8L（1gal）的油脂和涂鴉清除劑一次

功能單元提供了所有庫(kù)存流量被縮放的關(guān)鍵參考點(diǎn)。

2 材料選擇與假設(shè)

本研究選擇的材料如下：

2.1 結(jié)構(gòu)體系 -混凝土梁

我們對(duì)5種混凝土進(jìn)行了比較，假設(shè)普通距離為80千米。結(jié)構(gòu)系統(tǒng)被視為“化石燃料消耗”。其他類別是全球變暖潛在性、酸化潛在性、富營(yíng)養(yǎng)化潛在性、人類健康（癌癥和非癌癥）?；炷辽a(chǎn)過程主要是由于水泥的存在，是非常能源密集型的，使用燃料進(jìn)行生產(chǎn)和運(yùn)輸。因此，我們認(rèn)為燃料作為一個(gè)類別應(yīng)該被認(rèn)為是一種選擇產(chǎn)品的措施。

產(chǎn)品的強(qiáng)度在所有情況下都被視為5KSI。與梁混凝土相比，這5種產(chǎn)品是：

（1）通用100%硅酸鹽水泥5KSI；

（2）通用20%粉煤灰水泥5KSI；

（3）通用20%石灰石水泥5KSI；

（4）通用20%礦渣水泥5KSI；

（5）拉法基新杰姆礦渣水泥5KSI（20%）。

考慮的所有類型混凝土（表1）的最大全球升溫潛能值(GWP)類別是二氧化碳(CO2，化石)。第二類最有害的是甲烷(CH4)?？傮w上最有害的產(chǎn)品是通用100%硅酸鹽水泥5KSI(100OPC5KSI)?？偟挠泻Ξa(chǎn)品是通用的20%粉煤灰水泥5KSI(20Ash5KSI)。氮氧化物和硫氧化物是酸化電位中最有害的類別?？偟膩碚f，最有害的產(chǎn)品是通用100%硅酸鹽水泥5KSI(100OPC5KSI)。危害最小的產(chǎn)品是通用20%粉煤灰水泥5KSI(20Ash5KSI)。對(duì)于富營(yíng)養(yǎng)化潛力，最有害的類別是氮氧化物，其次是磷酸鹽?？偟膩碚f，最有害的產(chǎn)品是通用100%硅酸鹽水泥5KSI(100OPC5KSI)。危害最小的產(chǎn)品是通用20%粉煤灰水泥5KSI(20Ash5KSI)。對(duì)于人類致癌潛能的產(chǎn)品，我們考慮二惡英。最有害的產(chǎn)品是通用100%硅酸鹽水泥5KSI(100OPC5KSI)。危害最小的產(chǎn)品是通用20%粉煤灰水泥5KSI(20Ash5KSI)和通用20%礦渣水泥5KSI(20Slag5KSI)，其值幾乎相似。

表1 全球變暖潛能值

2.2 幕墻系統(tǒng)-金屬覆層

我們假設(shè)常見距離為50千米，對(duì)5種類型的金屬覆層進(jìn)行了比較。所分配的4個(gè)類別，外加一個(gè)類別，對(duì)于立面系統(tǒng)，類別為“煙霧”。其他類別是全球變暖潛能，酸化潛能，富營(yíng)養(yǎng)化潛能，人類健康（癌癥和非癌癥）。立面與環(huán)境直接互動(dòng)。因此，有趣的是看立面材料是否正在受煙霧影響。

比較金屬覆層的5種產(chǎn)品是：

（1）SomeTeed 可再生外墻鋁板；

（2）SomeTeed 乙烯基壁板；

（3）Dryvit EIFS 包層外站升級(jí)版；

（4）普通鋁合金掛板；

（5）千思板。

所考慮的所有類型金屬覆層的最大全球變暖潛能值（GWP）類別是二氧化碳（二氧化碳、化石）。第二大危害類別是四氟化碳（CF4）。對(duì)于煙霧，最有害的類別是氮氧化物。硫氧化物和氮氧化物是酸化潛力中最有害的類別。對(duì)于富營(yíng)養(yǎng)化潛力，最有害的類別是氮氧化物，其次是氨。與結(jié)構(gòu)系統(tǒng)不同，對(duì)于金屬熔覆層，砷，苯，苯等其他材料也具有與二惡英相當(dāng)?shù)陌┌Y危害，盡管二惡英仍具有最高的潛在危害?？傮w上最有害的產(chǎn)品是千思板?？傮w上危害最小的產(chǎn)品是SomeTeed乙烯基壁板。在這里（表2），我們也看到，與結(jié)構(gòu)系統(tǒng)不同，與二惡英相比，在水銀、鉛、鋇等其他類別的金屬中，對(duì)人類健康的危害相當(dāng)。因此，我們不排除二惡英用于該分析。

危害最大的產(chǎn)品是“ SecretTeed可再生外墻鋁板”，其次是Dryvit EIFS包層外站升級(jí)版。危害最小的產(chǎn)品是SomeTeed乙烯基壁板。

表2 人類健康-非癌癥疾病

2.3 外墻欄桿

我們對(duì)兩種類型的外部欄桿進(jìn)行了比較，假設(shè)普通距離為80千米。以同樣的方法比較外部欄桿的2產(chǎn)品是-CertainTeed Rail Kingston（乙烯基）CertainTeed Rail Panorama（復(fù)合）

對(duì)于所有類型的混凝土，最大的全球變暖潛能值（GWP）類別是二氧化碳（二氧化碳、化石）。第二大有害類別是甲烷（CH4），危害更大的產(chǎn)品是SomeTeed Rail Panorama（復(fù)合材料）。對(duì)于富營(yíng)養(yǎng)化潛力，最有害的類別是氮氧化物，其次是COD和BOD。危害更大的產(chǎn)品是CertainTeed Rail Kingston（乙烯基）。對(duì)于人類健康癌癥，我們考慮除二惡英以外的其他類別，例如鉻、砷、因?yàn)樗鼈兊闹稻哂锌杀刃?。最有害的類別是鉻。危害更大的產(chǎn)品是SomeTeed Rail Panorama（復(fù)合材料）[2]。

2.4 室內(nèi)裝修-尼龍地毯

我們假設(shè)共有距離為80千米，對(duì)6種類型的地毯進(jìn)行了比較。比較的類別是分配給的4個(gè)類別，外加一個(gè)用于室內(nèi)飾面的類別，稱為“室內(nèi)空氣質(zhì)量”。其他類別是全球變暖潛能，酸化潛能，富營(yíng)養(yǎng)化潛能，人類健康（癌癥和非癌癥）。于這些材料與室內(nèi)空氣直接相互作用，因此分析它們?nèi)绾斡绊戇@種空氣的質(zhì)量將很有趣。對(duì)于當(dāng)今的空調(diào)建筑而言，這是一個(gè)至關(guān)重要的問題，同時(shí)考慮到由于空調(diào)不良以及部分室內(nèi)飾面材料特性而導(dǎo)致的許多病態(tài)建筑綜合癥病例。

比較地毯的6種產(chǎn)品是：

（1）通用尼龍闊幅地毯/低VOC黏合劑；

（2）通用尼龍地毯/低VOC膠；

（3）通用闊幅尼龍地毯；

（4）通用尼龍地毯；

（5）UTT大豆支持的闊幅尼龍地毯；

（6）UTT大豆支持的闊幅尼龍地毯/低VOC膠。

表3 人類健康-癌癥疾病

對(duì)于所有類型的地毯，最大的全球變暖潛能值（GWP）類別是二氧化碳（二氧化碳，化石）。第二大有害類別是甲烷（CH4）?？傮w上，最有害的產(chǎn)品是尼龍闊幅地毯?？傮w上危害最小的產(chǎn)品是尼龍地毯。UTT尼龍相對(duì)于二氧化碳（CO2，生物質(zhì)）的全球升溫潛能值為負(fù)。但是，它們?cè)谄渌悇e中具有很高的潛在危害性，因此總體得分較低。硫氧化物和氮氧化物是酸化潛力中最有害的類別?？傮w上最有害的產(chǎn)品是UTT尼龍。總體上危害最小的產(chǎn)品是尼龍地毯。對(duì)于富營(yíng)養(yǎng)化潛力，最有害的類別是硝酸鹽，其次是氨?？傮w上，最有害的產(chǎn)品是尼龍闊幅地毯?？傮w上危害最小的產(chǎn)品是尼龍地毯。在這里，其他類別的苯酚，砷也具有與二惡英相當(dāng)?shù)陌┌Y相關(guān)危害（表3）。苯酚是危害較大的一類?？傮w上最有害的產(chǎn)品是UTT尼龍?？傮w上危害最小的產(chǎn)品是尼龍闊幅地毯。

2.4 室內(nèi)裝修-油漆

我們對(duì)三種類型的室內(nèi)涂料進(jìn)行了比較，假設(shè)普通距離為80千米。

比較的類別是分配給的4個(gè)類別，外加一個(gè)用于室內(nèi)飾面的類別，稱為“室內(nèi)空氣質(zhì)量”。其他類別是全球變暖潛能，酸化潛能，富營(yíng)養(yǎng)化潛能，人類健康（癌癥和非癌癥）。由于涂料也與室內(nèi)空氣直接相互作用，因此分析涂料如何影響室內(nèi)空氣質(zhì)量將很有趣。他們也可能對(duì)病態(tài)建筑綜合癥做出貢獻(xiàn)。比較油漆的3種產(chǎn)品是：

（1）通用固態(tài)漆；

（2）通用再生乳膠漆；

（3）通用維珍乳膠。

對(duì)于所有類型的涂料，最大的全球變暖潛能值（GWP）類別是二氧化碳（二氧化碳、化石）。第二大有害類別是甲烷（CH4），硫氧化物和氮氧化物是酸化潛力中最有害的類別，而對(duì)于富營(yíng)養(yǎng)化而言，最有害的類別是氮氧化物，其次是氨和化學(xué)需氧量（表4）?？偟膩碚f，最有害的產(chǎn)品是維珍乳膠?？傮w上危害最小的產(chǎn)品是通用再生乳膠漆。對(duì)于癌癥危害，許多產(chǎn)品（如砷，苯酚）的危害值都與二惡英類似，因此我們將其全部考慮在內(nèi)。最有害的類別是二惡英，最有害的產(chǎn)品是通用再生乳膠漆?？傮w上危害最小的產(chǎn)品是通用固態(tài)漆[3]。

表4 富營(yíng)養(yǎng)化潛能值

3 結(jié)束語

該文使用了BEES在線生命周期評(píng)估工具的環(huán)境流圖進(jìn)行分析?？紤]到全球變暖，酸化，富營(yíng)養(yǎng)化，人類健康（癌癥和非癌癥），它提供了非常全面的環(huán)境與健康比較評(píng)估。還可以使用與特定需求相關(guān)的其他類別，例如化石燃料消耗，光化學(xué)煙霧，室內(nèi)空氣質(zhì)量。

如果開發(fā)商對(duì)與生產(chǎn)商出售的性能似乎不確定的材料把控不好，則此分析有助于根據(jù)環(huán)境和可能的健康危害排除材料。有時(shí)，某產(chǎn)品可能會(huì)以可持續(xù)性的形式銷售。但是，這種分析有助于評(píng)估產(chǎn)品是否實(shí)際上是可持續(xù)的。它可用于做出早期設(shè)計(jì)決策。但是，此文中還沒有考慮其他類別，例如“實(shí)現(xiàn)的能源”，“生命周期分析”。開發(fā)人員可能還需要解決其他問題，例如經(jīng)濟(jì)因素，客戶要求。雖然BEES工具提供了有益的分析，但有時(shí)其他考慮因素可能會(huì)超出此分析的范圍，從而決定了材料的選擇。