建筑材料的生态环保性能评价

参考资料
《生态建材与环保》吴清仁 编 化学工业出版社 2003 年 12 月第一版 《生态建筑设计指南》Sue Roaf, Manuel Fuent, Stephanie Thomas 著 中国林业出版社 2008 年 4 月第一版
险突发事故所造成的危害及应该采
取的必要预防应急措施。
c) 评估方法局限性 评估过程中包含主观因素，客观性
待进一步完善。
d) 时间和地域局限性
实例一 水泥
环境现状与问题 污染物排放：生产 1t 水泥熟料约需 1.1t 石灰石，而分解 1.1t 石灰石将排放 0.49t 的二氧化碳。并且熟料烧成、粉碎需约 105kg 煤，而燃烧 105kg 煤会排放 0.4t 的二氧化 碳。一年生产水泥共排放约 4× 108t 二氧化碳，超过 1000000t 的氮氧化物，超过 500000t 的二氧化硫以及 12000000t 的粉尘。这会直接加剧温室效应和酸雨的形成，对环境造成 极大地破坏。 资源消耗：我国已探明的可用于水泥生产的石灰石储量约 4.5× 1010t，其中可开采的约 2.5× 1010t，现在每年生产水泥消耗 6× 108t 石灰石，依此状况不用百年石灰石资源就 会消耗殆尽。此外，为了解决水泥包装，我国每年生产 2.5× 106t 以上包装纸，不仅耗 费了大量的木材，同时为此耗用至少 7× 108m3 的淡水。 水泥工业：产量大，生产效率、技术水平低，水泥企业规模小、耗能大、生产集中度低， 水泥品种结构不适应市场需求，更没有解决循环问题。 相关政策：环境污染控制标准滞后。
毒性
要考虑 的维度
……
排放
•温室效应 •酸雨 •……
消耗
•能量 •资源
通过以上两张图我们已经了解了建材的生态环保性能评价应该考虑的因素，以下是几种 环保性能评价方法。 能源评价法
该方法单纯用所消耗能源的多少来衡量建筑材料对环境的影响，不够全面，现在基本不 采用。 环境影响因子评价法（EAF） 该方法把在生产某种产品时对环境影响的各种因素都加以考虑。 表达式：EAF=F[资源、能源、污染物、生物影响、区域作用„„] 环境负荷单位法（ELU） 指每生产一个单位的产品时的 EAF 值大小。 生态指数法（EI） 该方法是对某一过程或产品，据其污染物产生的量及其他环境作用的大小，综合计算出 该产品或过程的生态指数，判断其对环境影响程度。 环境商值法（EQ） 综合考虑废弃物的排放量和废弃物在环境中的毒性行为。 表达式：EQ=E*Q E——每生产 1kg 期望产品的同时产生的废弃物量；Q——废弃物 对环境的毒性。 生态因子法（ECOI） 主要考虑两大部分。一是生产材料时对环境的影响，包括资源消耗、能源消耗、排放的 污染物以及污染物引发的一些环境效应。二是使用过程中的性能，如材料的强度等。 表达式：ECOI=生产某产品时对环境的影响量/该产品使用性能的综合量 生命周期法（LCA） 该方法是当下较流行的方法，相对比较成熟。它定量评价产品从原料投入到废弃的整个 生命周期中的环境负荷。因此 LCA 法也被称为“从摇篮到坟墓”的评价方法。相对而言， LCA 法更为接近我们所寻求的综合评价方法，这里将详细介绍这种方法。 流程
建筑工业无疑是一个会对环境产生较大影响的行业，而建筑材料的选择更是左右这种影 响的主导因素。据统计，建材行业烟尘和粉尘排放总量占我国全年烟粉尘排放总量的近 40%， 英国近十分之一的能源消耗和二氧化碳的排放是由建筑材料的生产造成的。由此可见，传统 建筑材料在其生产过程中，不仅消耗大量的资源和能源，而且带来环境污染的负面影响。此 外，建筑物在解体时，会产生大量的混凝土废块、木屑、金属屑、废塑料等多种固体废弃物， 而且无论新建还是拆毁时都会留下建筑残土、污泥等建设副产物。据说整个工业废弃物中有 将近 20%是建筑废弃物。
评价方法
生产 加工
•对产地环境 的影响
•原材料提取
制造 施工
……
要考虑 的环节
后期 处理
•用途改变时 的灵活适应 性
•使用寿命
•能否循环利 用或无害化 处理
•组装运输
•建筑构件的 位置和细部
构造
•维护方式和 材料
•处理达到使 用寿命的材
使用
料
•材料对减少 建筑环境影 响的贡献
（如保温隔 热）
材料 个性
改善方向与途径 可从能源和材料两个方面利用废料，利用可燃废料（煤矸石、石棉）取代矿物燃料，
利用废料（粉煤灰、炉渣）作原料代替天然资源。
可用来封固有毒有害的工业废渣废液。利用水泥混 凝土等建材进行封固的优势在于不会产生腐蚀作用，无 污染地下水。
可用燃烧方法来处理一些有毒有害的废料。例如其 他工业部门难以处理的氯联苯物质可在水泥回转窑中 作燃料分解，废渣可以制造水泥，且不存在二次污染， 不需要特殊处理废气，不额外消耗能源，其中的热能可 以被利用。 可以对水泥的成分进行改进，在水泥生产过程中尽量减少耗能，使之有利于环保。 如发展粉煤灰硅酸盐水泥，在保证一定强度的条件下减少水资源消耗；如发展火山灰质 硅酸盐水泥，可以节约燃料、增产水泥；如发展环保型高性能贝利特水泥能减少温室气 体排放量，也使工业废渣得到合理利用；再比如发展低钙型新型水硬性胶凝材料能显著 降低烧结温度，节能 30%——40%，二氧化碳排放减少 40%。 大力发展新型干法水泥，加速淘汰落后的工艺；发展散装水泥，减少为生产包装纸 造成的污染和消耗；建立完整的标准管理体系等。
实例二 玻璃
环境现状与问题 大量玻璃幕墙的使用产生了光污染；不能很好地解决采光与隔热的矛盾。
改善方向与途径
光透射隔音隔热玻璃
主动式内循环双层玻璃幕墙
中空玻璃 玻璃马赛克
玻璃不仅仅是 用作采光和结构材 料，更是向着控制光 线、调节温度、节能、 减噪、防火等多功能 生态化的方向发展 着。高性能隔热玻璃 可以让室外的冷空 气被阻止在外，用这 种玻璃冬天取暖可 节能达 60%。抗菌自 洁玻璃能把大多数 病菌和病毒杀死，把 许多有害物质和油 污分解成小分子，减 少了玻璃清洁剂的 使用，但是对于分解 后生成的二氧化碳 产生的影响程度我 没有获得准确的数 据，在此不敢妄加断 言。主动型节能玻璃 幕墙与透明热反射 膜相互配合，集功能 性和装饰性于一体， 能在一定程度上减 缓光污染。发展泡沫 玻璃，它具有隔热吸 音、抗辐射、高强度、 质轻、不燃等诸多优 势。
面临严峻的环境压力，人类也在盲目求发展的迷雾中渐渐觉醒，近些年来有不少新技术、 新理念不断涌现，人们正试图探索出一条与生态环境友好相处的可持续发展之路。而为了使 环保、生态建材的发展更高效，我们需要一些合理的方法去评价、去量化建筑材料的生态环 保性能。需要强调的是，这种评价体系不应该是单一、片面、短视的，而应该是具有全局观 的、具体化的、指标化的、定量化的，包含建材乃至建筑全生命周期的综合评价方法。
������i——污染物实测值 ������i——污染物评价标准
4. 改善评价 局限性
LCA 法虽然跟其他评价方法相比比较全面，但是仍然不可避免地具有一些局限性， 主要有以下四个方面：
a) 应用范围局限性 主要为环保性能评价服务，对经济、技术、社会效果方面的考量不足。
b) 评价范围局限性 只考虑了已经发生了或一定会发生的坏境影响因素，没有考虑可能发生的环境风
目标范 围确定
清查 分析
影响 分析
改善 评价
1. 目标范围确定 目标：界定评价对象，实施 LCA 评价的原因，评价结果的输出方式。 范围（保证足够的广度和深度）：评价功能单位定义、评价边界定义、系统的输 入和输出分配方法、环境影响评价的模型及解释方法、数据要求、审核方 法及评价报告的类型及其格式等。 数据的质量是关键。
相对自然资源 损失
相对产出损失
评价
总损失
以下是一些具体的指标。
资 源 消 耗 指 单项
标
指标
������������ = ������������������������������������
综合 指标
������������ = ∑ ni ������i������i
������������——资源消耗量 ������������——资源年产量（亿吨/年） ������������——全国资源已探明量（亿吨） I——资源种类
编目分析 分类
电能 燃料 内在能量 二氧化碳 二氧化硫 氮氧化物 碳氢化合物 粉尘 一氧化碳 氟利昂 COD TOC TON 油脂 苯酚 ……
生物资源消失 非生物资源消失
臭氧层减少 全球变暖 土壤酸化 人体毒性 土地占用
表征
生物多样ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ消 失
人体健康损失
自然资源损失
产出损失
归一化
相对生物多样 性损失
相对人体健康 损失
固体废物污 染指标
单项 指标 综合 指标
������i = mi������i ������������ = ∑ ni ������i������i
mi——产生的固体废物量（kg 废物/单位产品） ������i——产品的质量（kg）
土壤污染
单项 指标 综合 指标
������i = ������i/������i ������ = ∑ ni ������i������i
建筑材料的生态环保性能评价
姓名：柳珊 学号：1053053118 单位：四川大学建筑与环境学院 班级：10 级建筑 4 班 指导老师：陈红 时间：2011 年 5 月
导语
《黄帝内经》中有言：“人与天地相应，人与草木同归。”人与自然本应和谐相处。然而， 随着人类创造出越来越发达的社会文明，人类赖以生存的环境也正遭受着前所未有的巨大威 胁！
2. 清查分析 对一种建材产品从生产、使用到废弃整个生命过程中所投入的所有原材料和能源 作为输入逐一列出，在此过程中排出的所有影响环境的物质（包括副产品）作为 输出也逐一列出，对输入和输出进行以数据为基础的客观量化过程。该分析贯穿 于产品的整个生命周期。
3. 影响分析（核心环节） 采用定量调查所得的环境负荷数据定量分析对人体健康、生态环境、自然环境的 影响及其相互关系。包括分类、表征、归一化和评价四个步骤。以下是大致的示 意图。
������i——i 种资源的权重值 ni——资源种类数
水污染和大 气污染指标
单项 指标 综合 指标
������i = ������i/������i
������i——污染物值（kg 污染物/单位产品） ������i——国家标准值（mg 污染物/m3 水或大气）
������������或������ = ∑ ni ������i������i
防火 玻璃
玻璃 幕墙
自洁 玻璃
结语
之前的几十年，我国建材工业走的是一条高投入、高耗能、高资源消耗、高污染的道路， 已然造成了无可挽回的重大损失，而今，随着人们环保意识的苏醒，各行各业都不能沿着老 路走下去，尤其对于建筑行业，正面对着新的美学思想和设计理念的冲击，我们决不能再仅 仅为了追求使用功能而忽视了材料的环境协调性和舒适性。追求与生态环境的协调和人居环 境的舒适将是这个行业未来的主流。