环保型混凝土的全寿命周期评价方法

环保型混凝土的全寿命周期评价方法

黄鹏飞

摘要：绿色建筑是可持续发展的必然要求和趋势。混凝土作为目前用量最大的建筑材料之一，使其环保化无疑将产生重大的环境效益和社会效益。同时，由于环保型混凝土的耐久性明显优于普通混凝土，因此其寿命周期较普通混凝土延长了很多。为了进行定量化描述，本文提出了一种环保型混凝土的全寿命周期评价方法，用于评价环保型混凝土和普通混凝土的全寿命周期成本，结果表明随着使用年限的延长，环保型混凝土的经济性提高幅度与普通混凝土相比越来越显著。

关键词：环保型混凝土，全寿命周期评价，耐久性

Life Cycle Assessment (LCA) method of

environmental-friendly concrete

HUANG Peng-fei

Abstract: Green buildings are the trend and the essential requirements for the sustainable development. As one of the major building materials around the world, it is crucial for concrete to be more environmental-friendly, whatever from the aspects of the society benefits or economic costs. Due to its durability advantage, the life cycle of environmental-friendly concrete is longer than that of ordinary concrete. For purposes of conducting the quantitative analysis and description, this paper proposed a new life cycle assessment for environmental-friendly concrete which could be used for the assessment of the life cycle cost of both environmental concrete and ordinary concrete. The results of the study indicated that with the extension of the life of use, the economic costs for the improvement and maintenance of environmental-friendly concrete is significantly less than that of the ordinary concrete.

Keywords：environmental-friendly concrete, Life cycle assessment (LCA), durability

1 前言

伴随着全球环境变化的压力与挑战，人类越来越认识到建筑建造及其使用运行、既有建筑改造和建筑寿命终结后处理对环境的巨大影响。由此掀起了一场世界范围内关于发展“绿色建筑”的潮。与此同时，信息和网络时代迅速发展的智能化技术，为绿色建筑的广泛应用奠定了基础，有助于人类建设一个舒适，高效，安全的生活和工作环境。

中国是一个城市密集，人口众多，城市化快速发展的国家，但建筑技术水平、建筑物耗能、建筑居住的舒适度却一直与发达国家之间存在很大的差距，随着世界经济一体化的进一步深入和新技术革命的到来，特别是以“绿色、科技、人文”为主题的2008年奥运会的申办，将对中国建筑技术产生巨大推进作用。

2 智能与绿色建筑

2.1 概念及含义

绿色建筑是指为人们提供健康、舒适、安全的居住、工作和活动的空间，同时实现高效率地利用资源（节能、节地、节水、节材）、最低限度地影响环境的建筑物。绿色建筑是实现“以人为本”、“人-建筑-自然”三者和谐统一的重要途径，也是我国可持续发展战略的重要组成部分。发展绿色建筑是我国建设事业落实科学发展观的必然选择和重要举措，是全面建设小康社会，提高人居环境质量，实现人与自然和谐发展的必然要求，也是国际上建筑的发展趋势。

"智能与绿色建筑"是一个有机的整体概念，这一概念应贯穿于建筑物的规划、设计、建筑、使用以及维护的全过程，覆盖建筑物的整个生命周期。"智能与绿色建筑"注重与周边资源的和谐，包括对日光利用，空气流通，景观环境等的综合考虑，为居住者提供一个各方面俱佳的生活空间，并对周边环境产生长期的积极影响。"智能与绿色建筑"关注建筑材料与能源的合理利用与节约，因而在建筑的设计阶段，对建筑物建造与使用过程的每个环节都应进行认真筹划，以求最大程度地节约能源与材料。"智能与绿色建筑"将环保技术、节能技术、信息技术、网络技术渗透到居民生活的各个方面，即用最新的理念，最先进的技术和最快的速度去解决生态节能与居住舒适度问题。

2.2 发展目标

围绕可持续发展理论，绿色与智能建筑发展的目标可以归纳为几个关键词：智能建筑、绿色家园、领先技术和持续发展。即降低能耗、运行和维护的费用，减少大楼并发症的发生，提高建筑物用户的生产率和舒适程度，减少废弃物和污染，延长建筑物及其组成的使用寿命并增强灵活性。其中，发展“绿色家园”的可行途径之一是发展节能和环保型的由绿色建材建造成的绿色住宅。

2.3 经济效益和环境效益

由于废弃物数量如此巨大，越来越多的填埋场将不再允许倾倒建筑垃圾，或对建筑垃圾额外收费。相应地，在工地现场将这些废料进行再循环利用的作法越来越多，如石膏、玻璃、地毯、铝、钢、砖瓦以及未装配的建筑构件等材料可以重新利用，即使无法重新利用，也可以进行再循环。

除了施工废弃物的再循环之外，建筑业正通过对越来越多旧建筑进行重新利用或改造，而非拆除，来大量减少废弃物数量。过去几十年内的做法是在建筑物的第一寿命期结束时将其拆除，并以新的建筑取而代之。目前推荐的做法是用富有创造性的设计，把旧建筑成功改造成经济有效的“新”建筑。对旧建筑的适当重新利用的做法使所有人都受益非浅。举个例子，美国纽约全国奥杜邦协会总部大楼，一栋已有100年历史的八层楼建筑，1993年进行重新装修时，由于保存了大楼的外墙和楼板而节省了大约300吨钢材、9000吨砌体和560吨混凝土。另一方面，由于采用装修手段代替拆除和重建，奥杜邦协会大约节省了800万美元[1]。

与此同时，容易被忽略的是，绿色建筑的高效率和高性能可以提高房产的价值并降低贷款的信用风险。由高效率的系统带来的较低运行成本可以增加建筑物的净收入。例如，表1显示了一家商业房地产经纪人公司经营一栋典型的10万平方英尺办公楼的增值效果[2]。

表1 一栋典型的10万平方英尺办公楼的增值[2]

举个例子，观察一个建筑在30年内的周期，其中建筑的初投资大约只占总费用的2%，而运行和维护费占6%，人工费占了92%[3]。研究表明[2]，在施工或修缮时采取的绿色建筑措施能显著地节省建筑运行费，同时提高员工的劳动生产率，从而大大降低总费用。值得注意的是，寿命周期成本分析揭示了尽管在建筑初始阶段投资比较容易，但较低的前期投入，会引起在建筑物或系统整个寿命周期内高得多的成本。

面对日益增加的建筑和经营成本，地方政府将会发现，采用绿色建筑能大幅度减少能源、水和废弃物处理的公共开支[2]。

建筑物中大约50%的能耗用于通过采暖、供冷、通风和照明来创造一个人工的室内气候[4]。一栋典型建筑的能耗费差不多占了该建筑物总运营费用的25%。估算表明，在美国的建筑中应用现有技术的气候敏感设计可以削减采暖和供冷能耗的60%以及照明能量需求的50%以上[2]。

同样的，在一个社区里绿色建筑的增加和实施可以产生新的经济发展机会。这些机会以各种形式出现，包括为满足绿色产品和服务需求的商机、能使现有企业降低运转成本的资源有效利用计划、环境保护经济区的开发、新型绿色行业的职业培训等。

3 建筑物全寿命周期评价方法

3.1 定义

一座建筑物的“寿命”跨越它的规划、设计、施工和运行，以及它最终的再利用或拆除，即经历了建筑项目的整个循环（从规划到建筑设计、建造和运行的