（企业管理专业论文）基于生命周期评价的建筑物环境影响分析.pdf

大连理- ：大学硕士学位论文 摘要 我国经济的快速发展带来了建筑业的繁荣，也造成了大量的环境污染。在建筑物的 生命过程中不仅造成了大量的资源消耗，也产生了严重的环境污染，如大气污染、水污 染、固体废弃物污染及噪声污染等。为此，我们不仅要将建筑作为产品来看待，还要全 面分析建筑物整个生命周期中影响环境的各种活动、各种因素，并做出相应的变革，才 能实现建筑业的可持续发展。而生命周期方法正从产品或服务的整个生命周期出发，是 一种分析减少资源消耗和环境污染的有效方法。 生命周期评价( b f cc y c l c 舡s e s s m e t ，l c a ) 被誉为二十一世纪最有效的环境管理 工具，它是通过对产品整个生命周期( “从摇篮到坟墓”) 的所有环境影响进行全面、科 学的评价，识别其能量及物质的消耗及向环境的排放，评价这些消耗和排放对环境的影 响，寻找减少、消除这些影响的机会。基于生命周期评价的建筑物环境影响分析就是将 生命周期评价的思想与方法引入并应用到建筑领域，推动建筑业的可持续发展。 本论文采用定量分析与定性分析相结合的研究方法，依据生命周期评价框架对建筑 物的生命周期阶段进行系统研究，构建建筑物生命周期评价体系，并以大连理工大学创 新园大厦为例加以分析。需要指出的是，由于建筑物整个生命周期阶段涉及到的数据非 常复杂，规划设计阶段虽然对建筑物生个生命周期影响重大，但在这个阶段没有产生实 质性的资源消耗与环境污染，它的影响主要产生于施工、运营和拆除等阶段。考虑到数 据的可获得性、质量及研究目的，需要对系统边界作适当界定，故本研究不将规划设计 阶段列入评价的范围内，主要分析施工建造、运营维护和拆除回收三个阶段的环境影响， 最后在改善措施中再对此阶段进行分析。本文在影响评价中采用层次分析法( a n a l y t i c h i e r a r c h vp r o c e s s ，a h p ) 进行权重计算，分析建筑物生命周期过程中对环境影响最大的 阶段及产生最大环境影响的环境类型。根据生命周期评价的结果，可以看出实施绿色建 筑具有减少资源消耗和环境污染的重要意义。 关键词：生命周期评价；生命周期矩阵；屡次分析法；环境影响；绿色建筑 武慧君：基于生命周期评价的建筑物环境影响分析 e n v i r o n m e n t a li m p a c ta n a l y s i so fb u i l d i n gb a s e do n l 讹c y d ea s s e s s m e n t a b s t r a c t t h er a p i de c o n o m i cg r o w t hi na h i n ab 血萨t h eb o o mo fc o n s t n i c t i o ni n d u s t r y a n da l s o c r e a t e sam a s so fp o l l u t i o n t h cb u i l d i gh a sc o n s h m e dl o t so fr e s o u r c e sa n dc r e a t c ds e r i o u s p o l l u t i o n sd u r i n gt h el i f co fb u n d i n g ，i e a 拓p o u u t i o n ，w a t e rp o l l u t i o n s o l i dg a r b a g ea n d n o i s ep o n u t i o n n e r e f o r e ，w es h o u l dn o to n l ym i n kt h eb u n d i n ga st h ep m d u c t ，b u ta l s o c o m p r c h e n s i v e l ya i l a l y z ei t s _ i n l p a c t i n ga c t i v i t i e sa l l df a c t o r so ne n v i m n m e n td u 凼gt h ew h o l c l i f cc y c l eo ft h eb u i l d i n g b a s e do nt l l e m ，c o r r c s p o n d i n g 仃a d s f o r m ss h o u l d b em a d e ，a _ n dt h e s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n to f n s t m c t i o ni n d u s t r yc 0 讲db er e a l i z e d l i f ec y c l ea s s e s s m e n t ， b a s e do nt h ew h o kl i f ec y c ko f 也ep r o d u c to rt h es e i c ci sa ne 岱：c t i v em e t l l o d 0 1 0 9 yo f a n a l y z i n gt h er e d u c t i o no fr e s o u r c c sc o n s u m 嘶o na l l de n v i r o n m e n tp o l l u t i o n s l i f cc y d e 加s e s s m e n ti s r e g a r d c d a st h em o s te 如c t i v et o o lo fa n v i r o n m e n t a l m a n a g c m e n ti nt h e2 1 “c e n t l i r y i ts e e k st h e 叩p o r t u n 谢e so fr c d u c i n ga i l de l i i i l i n a t i n gt h e s e i m p a c t so ne n v i m n m c n tt h r o u 曲e v a l u a t i n gt h e mc o m p r e h c n s i v d ya n ds c i e n t i f i c a l l yf t o m c r a d l et o g f a v ef i r s n y t l l e 矧泊u r c c n s u m p t i o n 柚dc n v i r o n m e n tp 0 1 l u t i 0 n e e dt ob e d i s t i n g u i s h e d s e n m y t l l ee n v i r o 胁e t a li m p a c t so fm e s ec o n s u m p t i o na n dp o l l u t i o nn e e d t ob ee v a l u a t e d b yi n t r o d l l c i l l g 锄da p p l y i i l gt 1 1 ea s s e s s m e n to nt h eb u i l d i n 岛e n v i m n m e n t a l i l n p a c ta i l a l y s i sb a s e do nu f ec y d ea s s e s s m e n tb e n e f i t sf o rp r o m o t i n gt l l es u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n t o fc o n s t n l c t i o ni n d u s t u t h em e t h o d o l o g yt h i st h e s i st a k e si sb o t hq u a l a t i v ea n dq u a i l t a i l t i v e b a s e do nt h e f r a m e w o r ko fu f ec y d ea s s e s s m e n t ，t h el i f ec y c l es t a g e so ft h cb u i l d i n gi sr c s e a r c h e d s y s m e t i c a l l y t h e nas y s t e mo f “f ec y d e 舡s e s s m e n to n 也eb u i l d i n gi sp u tf o n v o r d f i n a i l y ac a s es t u d y ，i n o v a t i o ne d i f i c e0 fd a l i a nu i l i v c r s i t yo ft e c h n o l o g y i s 锄p l o y e d w h a ts h o u l d b ep o i n t e di si h a tb e c a u s et h er e f e r r c dd a t ai m e1 i f ec y c l eo fb u i l d i n gj sv e r yc o m p l i c a t e d ， a n dt h ee s s e n t i a lr e s o u r c e sc o n s u m p t i o na n de n v i r o n m e n tp o l l u t i o n sa r ep m d u c e do n l yi nt h e s t a g e so fc o n s t n l c t i o n ，u s ea i l dd i s m a n t l i n gw h i l em e ya r en o tp r o d u c e di nt h es t a g eo fd e s i 印 a l n l o u g ht h es t a g eo fd e s i 醇h a ss e r i o u s 妇p a c to nt h ew h o l el i f ec y c l eo fb u i l d i n g t b e s y s t e mb o u n d a r ys h o u l db er e s t r i c t e db e c a u s eo ft h eg a i na n dq u a l i t yo ft h ec o i l e c t e dd a t aa n d - i l - 大连理工大学硕士学位论文 t h ep u r p o s eo ft h er e s e a r c h t h i st h e s i s 弧a l y s e sn o tq u 趿t a i i t i v e l yb u tq u a l a t i v e l yt h es t a g eo f d e s i g nw h i c hi s a c u n t e di nm o r ed e t a i li nt 1 1 ep a r to fi m p r o v e m e n t ，m a m l ya l l a l y z e st h e t h r c es t a g e so fc o i l s t n l c t i o n ，u s ea i l dd i s m a n t l 王n g b ya d 叩t i n ga a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s st o c a l c u l a t et h ew e i g l l t si nt b ei m p a c la s s e s s m e n t ，t h et h e s i sa n a l y s e sa n di n d e n t 溺e st h es t a g e w h i c hh a st h e 鲫a t e s ti m p a c t0 ne n v i r 0 枷e n t a la n d “se n v i r o n m e n t a li m p a c t b a s e dt h e o u t c o m eg fl h 三ss m d y w ec a ns e et h a tg r e e nb u i l d i n gh a st h ei m p o t t a n ts i 鲥f i c a n c ei n r e d u c i n gr c s o u r c e sc o n s u m p t i o n 孤de n v i r 0 蛐e n tp o l l u t i o n s l i f ec 譬d ea s s 档s m e t ；u f e ( 孤湘m a 自r i x ； e 妇m n 蛆山i n l p 扯t ；g r e b u i m i n g 1 1 1 独创性说明 作者郑重声明：本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工 作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得大连理 工大学或者其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志 对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：丛丝屋日期：鲨正堑万 大连理工大学硕士学位论文 大连理工大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位论文版权使用规 定”，同意大连理工大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权大连理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入 有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。 作者签名：童苎匠 导师签名：盘重 圣竺年月丛日 大连理工大学硕士学位论文 1 引言 1 1 研究背景 人类自进入工业社会以来，生产力迅猛发展，在征服自然、改造自然的斗争中取得 了日新月异的成就，但伴随着人口的迅猛增长和工业化、城市化步伐的加快，全球环境 问题也日渐突出。资源耗竭、能源危机、臭氧层破坏、全球变暖、酸雨、富营养化、光 化学污染、生物多样性减少等许多环境问题引起了世界许多国家的广泛关注。1 9 7 2 年， 罗马俱乐部在其增长的极限一文中指出了发展过程带来的严重的环境问题【1 1 。1 9 8 7 年，联合国环境与发展委员会提出了“可持续发展”的概念，制定了“既满足当代人的 需求，又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展”的原则【2 】。在这种背景下，全 球很多生产部门开始意识到它们所进行的活动可能对环境产生的影响，并积极采取措施 以实现可持续发展1 3 j 。 建筑业作为我国国民经济的支柱产业，在创造经济价值和解决人们的生活居住问题 的同时，也造成了大量的环境污染。建筑材料的生产、运输，建筑构件的制造，建筑物 的施工、运营、使用及拆除等。系列过程都会带来很多环境问题。世界1 6 的净水供应 给建筑j 建筑消耗约1 4 的木材，消耗约2 5 的材料与能源。据统计，全球能源的5 0 左右都消耗于建筑的建造和使用过程，而在环境总体污染中，与建筑有关的空气污染、 光污染：电磁污染等就占了3 4 i ”。 生命周期评价( u f cc y d ea s s c s s m e m ，l c a ) 的思想萌芽最早出现于2 0 世纪6 0 年 代末至7 0 年代初。经过3 0 多年的发展，目前已纳入i s 0 1 4 0 0 0 环境管理系列标准而成 为国际上环境管理和产品设计的一个重要支持工具【5 3 。它关注的是从产品原材料的获取 的处理、产品的加工与生产、产品的分配与运输、产品的使用与维护到产品材料的再循 环及废弃产品的最终处置等整个生命周期过程对环境产生的影响，从而找出减少或消除 这些影响的措施与方法，它是一种全新的、适应可持续发展战略要求的环境管理模式。 1 2 问题的提出及研究意义 1 2 1 问题的提出 从世界范围看，整个世界当代建筑活动消耗的能源占总能源的5 0 ，占自然资源总 量的4 0 ，同时成为主要的污染源，大约有一半的温室效应气体来自与建筑材料的生产 运输、建筑的建造以及建筑运行管理有关的能源消耗，建筑造成的垃圾占人类活动的垃 圾总量的4 0 ( 见图1 1 ) 。这样的形势迫使人类不得不认真考虑建筑与环境如何适应的 问题p j 。 武慧君：基于生命周期评价的建筑物环境影响分析 全球资源 全球污染 能源：5 0 空气污染：2 4 水资源：4 2 1 亘卜 温室效应：5 0 材料：5 0 水源污染；4 0 耕地：4 8 固体垃圾；2 0 f 计，h r i = r ，e n 璐 图1 1 建筑与环境的关系 f i 9 1 1n er e l a d o n0 f b l i i l d 蚍姐de n v 曲n m m 为此，要实现建筑业的可持续发展，不仅要将建筑作为产品来看待，也要全面分析 建筑物整个生命周期中影响环境的各种活动、各种因素，并在此基础上做出相应的变革， 才能实现建筑业的可持续发展。生命周期方法恰从产品或服务的整个生命周期出发，是 一种分析减少环境污染和资源消耗的有效方法【4 l 。 1 2 2 研究意义 理论意义：本文采用生命周期评价作为建筑物环境影响评价体系建立的主要理论依 据，对建筑物的生命周期评价遵循了科学性与实用性、完整性与可操作性、定性指标与 定量指标相统一的原则，可以确保在其生命周期中对环境影响做出科学、合理、全面的 评价。作为2 1 世纪最有生命力和发展前途的环境管理工具，通过生命周期评价方法对 建筑物环境影响的研究，有利于促进生命周期评价方法在建筑领域理论研究上的完善与 发展。 实践意义：建筑作为一种特殊的产品，具有投入大、系统复杂、使用年限长、非移 动性特点，由此决定了建筑物对周围乃至整个生态环境的影响大、时间长、因子多。在 我国，尽管些企业对建筑物的环境影响评价有了定实践，但是大部分开发商的环境 意识仍很薄弱。生命周期评价作为一个全新的面向产品全过程的环境系统分析工具，通 过对建筑产品系统整个生命周期对区域环境及全球影响进行评价，从而寻找改进的途径 和方法，为建筑产品系统各利益相关者提供了分析和决策的依据，在经济健康发展的同 时兼顾环境的可持续发展，创造出一个有益于减少资源消耗，减轻生态影响，有益于人 体健康的绿色建筑模式。 1 3 论文的基本思路与研究内容 1 3 1 基本思路 目前国外对于建筑物生命周期评价方法的研究有很多，已取得一定的研究成果，而 闭内虽然现在对建筑物的生命周期评价研究也较多，但大多没有深入的研究，生命周期 大连理工太学硕士学位论文 评价在建筑领域中的应用还处于起步阶段，没有形成有针对性的生命周期评价数据库， 为进一步的研究带来不便。目前国际上所采用的生命周期影响评价方法有定性评价和定 量评价。本论文以i s 0 1 4 0 4 0 提供的生命周期评价技术为依据，在核心步骤即影响评价 中采用了丹麦技术大学开发e d 口方法，同时借鉴了中国科学院生态环境研究中心建立 的中国标准化基准，通过标准化基准进行影响类型的标准化，并采用层次分析法确定不 同环境影响类型的重要性进行加权分析，生命周期每阶段的环境影响潜值，并得出每一 环境影响类型的相对影响大小。 本文采用理论分析和实证研究相结合，认真查阅相关资料，结合实际情况，开展建 筑物生命周期方法研究，为科学决策，解决实际问题。提供合理化建议。本文框架思路 见图1 2 。 图1 2 本文框架思路 f i 9 1 2n e 疗彻的w o 出o f h ef h e s i s 1 3 2 研究内容 本论文将以生命周期评价理论为支撑，通过生命周期评价在建筑领域的应用，运用 生命周期评价中的简式生命周期评价方法及层次分析法对建筑产品系统整个生命周期 对区域环境及全球影响进行评价，得出建筑物生命周期过程中对环境影响最大的阶段及 武慧君：基于生命周期评价的建筑物环境影响分析 产生最大环境影响的环境类型，寻找改进的途径和方法，提倡绿色建筑改善措施，再通 过绿色建筑措旋实施前后的对比，提出有益于减少资源消耗，减轻生态影响，有益于人 体健康的绿色建筑理念。 1 3 目标和可雒的创新点 1 3 1 目标 通过本论文的研究，分析建筑物生命周期过程中对环境影响最大的阶段及产生最大 环境影响的影响类型，并提倡实施绿色建筑，进而减轻资源环境的压力，提高人们居住 水平，而且有益于降低生产成本，提高经济效益，改善企业的绩效，增强企业的竞争优 势并改善企业形象。本文研究将在建筑物的全生命过程中努力降低对环境的不良作用， 丰富建筑物生命周期评价理论并推进绿色建筑在我国的发展。 1 3 2 可能的创新点 本文的可能的创新之处主要有：( 1 ) 本文将生命周期评价与层次分析法相结合应用 于建筑领域，促进了建筑物环境影响的定量分析。( 2 ) 运用生命周期评价分别对传统建 筑及绿色建筑进行环境影响评价，再进行比较，突出绿色建筑的环境效益，提倡实施绿 色建筑。 大连理工大学硕士学位论文 2 研究综述 2 1 生命周期评价研究介绍 2 1 1 生命周期评价的概念 一种产品从原料开采开始，经过原料加工、产品制造、产品包装、运输和销售，然 后由消费者使用、回收和维修，最终再循环或作为废弃物处理和处置，整个过程称为产 品的生命周期 ”。资源消耗和环境污染物的排放在每个阶段都可能发生，因此污染预防 和资源控制也应贯穿于产品生命周期的各个阶段。生命周期评价( u f ec v d e a s s e s s m e n t ， l ( 、a ) 是对某种产品或某项生产活动从原料开采、加工到最终处置即整个生命周期( 即 从摇篮到坟墓) 环境影响和资源消耗的一种评价方法。 目前，有许多对生命周期评价的通俗定义，其中以国际环境毒理学和化学学会 ( s o c i e t yo fe n v i r o n m e n t a lt o x i c o l o g ya i l dc h e m i s t 彤s e r r a c ) 和国际标准化组织 ( 工n t e m a t j o n a lo 培m i z a t i o nf o rs t a l l d a d i z a t i o n ，i s 0 ) 的定义最具有权威性f 8 j 。环境毒理学 和化学学会( s e l a c ) 对生命周期评价的定义为：“m 是一个评价与产品、工艺或行 动相关的环境负荷的客观过程，它通过识别和量化能源与材料使用和环境排放，评价这 些能源与材料使用和环境排放的影响，并评估和实施影响环境改善的机会。该评价涉及 产品、工艺或活动的整个生命周期，包括原材料提取和加工，生产、运输和分配，使用、 再使用和维护，再循环以及最终处置。”，并将生命周期评价的基本结构归纳为四个有机 联系部分：定义目标与确定范围( g o a la l l ds c o p ed e f i n i t i o n ) ；清单分析( i n v e m o r y a n a l y s i s ) ：影响评价( i i n p a c t a s s e s s m e n t ) 和改善评价( h n p i o v e m e n t a s s e s s m e n t ) 1 9 】【1 0 】 ( 图2 1 ) 。国际标准化组织( i s 0 ) 认为生命周期评价是对一个产品系统的生命周期中 输入、输出及其潜在环境影响的汇编和评价，在l s 0 1 4 0 4 0 标准中把u 0 a 实施步骤分为 目标和范围定义( i s 0 1 4 0 4 0 ) ，清单分析( i s o l 4 0 4 1 ) ，影响评价( 1 s 0 1 4 0 4 2 ) 和结果 解释( i s 0 1 4 0 4 3 ) 四个部分【“】( 图2 2 ) 。 武慧君：基于生命周期评价的建筑物环境影响分析 清单分析 图2 1 生命周期评价技术框架( s 日a c ，1 9 9 3 ) f i 9 2 ，1t e c h n i c a lf r a m c w o r ko fi j f e _ c y c l e a s s e s s m e n tb ys e i a c 图2 2 生命周婿评价技术框架( i s o ，1 9 9 7 ) f i 9 2 2t e c h n i c a lf r 卸1 e 、阳r ko fl i f e c y d e a s 辨s 锄e n tb yl s o 2 1 2 生命周期评价的产生和发展 生命周期评价是一种评价产品整个生命周期( 即从摇篮到坟墓) 环境影响和资源消耗 的方法。生命周期评价最初是在物质和能量流分析的基础上发展而来的。世界上第一个 生命周期评价的案例是荚国中西部资源研究所对饮料瓶进行的从最初原材料采掘到最 终的废弃物处理全过程的定量分析。从2 0 世纪6 0 年代到8 0 年代，生命周期评价仅在很 小的范围内展开，而且评价考虑的因素很少。2 0 世纪8 0 年代以后，欧荚从事工艺研究 和环境评价的一些大学和顾问公司发展了生命周期评价这一方法，把“物质能量流平衡 方法”引入到工业产品整个寿命周期分析中，以考察工艺过程的各个环节，即从原材料 提取、制造、运输与分发、使用、循环回收，直至废弃的整个过程对环境的综合影响， 并且逐步在企业中得到了应用。由于采用的方法不规范，评价结果很难达成一致。9 0 年代以后，国际环境毒理学和化学学会组织专门力量开展了生命周期评价方法论和应用 方面的工作。稍后，国际标准化组织在总结以往生命周期评价案例的基础上开展了评价 工作的标准化，制定了生命周期评价的框架，并成为环境管理的系列标准【1 2 | 。 2 1 3 生命周期评价的技术框架 本文将生命周期评价的技术框架分为四个部分：目标与范围界定、清单分析、影响 评价和改善评价。 ( 1 ) 目标与范围界定 生命周期评价的第一步是确定研究目的与界定研究范围，这一部分包括研究目的、 范围、功能单位的确定和结果的质量保证程序。目的与范围的确定是整个生命周期评价 大连理工大学硕士学位论文 最重要的一个环节，它直接影响到整个评价工作程序和最终的研究结论的准确度，甚至 会导致结论的错误。首先要定义研究范围，有必要确定系统边界，以保证分析符合研究 的目的，范围还包括定义假设、数据需求和研究的限制。目的和范围的确定在生命周期 评价中被明确定义为一个过程，它重点考虑以下几个方蘧的问题：目的、范围、功能单 元、系统边界、数据质量和关键复核过程。 定义目的必须说明开展此项生命周期评价的目的和范围以及研究结果的可能应用 领域。在不同的条件下，评价的目的也不一样。在针对生命周期评价的过程中，范围占 主要地位。如果只局限于某个生命阶段或对局部造成影响，生命周期评价的制定将更有 意义。当然，如果一些重要因素被忽略了，评价结果就是片面的，不能对现实情况有客 观的说明。尽管如此，有些评价者经常为了提高易处理性而选择限定生命周期评价的范 围。他们的观念是意义重大的利益经常来自于限定的生命周期评价。事实上，并不能确 定更多的实质性利益将随着广泛的生命周期而出现，广泛范围的生命周期评价，它的成 功实现是不确定的，也许结果是一点利益也产生不了【5 】【7 1 1 1 4 1 。 ( 2 ) 清单分析 清单分析是生命周期评价基本数据的一种表达，是进行生命周期影响评价的基础。 它包括为实现特定的研究目的对所需数据的收集，它基本上是一份关于所研究系统的输 入和输出韵数据清单。建立清单的过程即在所确定的产品系统内，钎对每个过程单元， 建立相应功能单元的系统输入和输出【1 4 】。清单分析是“对一个产品、包装、过程、材料 或活动的整个生命周期过程中能源和原材料的消耗。废气、废水、废渣和其他释放物的 量化数据进行技术处理”( e p a 美国国家环境保护局) 凡 清单分析开始于原材料采购直到产品的最终消费和处置，其一般范围如图2 3 所示。 清单分析的步骤可以用图2 4 简要表示，可以看出它是一个不断重复的过程 7 l 【1 4 l 。 输 原材料 八 _ 叫原材料采掘与生产 啼 叫 产品制造 p 叫产品使用重复利用，维护f _ - ， 叫再循环与废物管理卜_ 图2 3 清单分析系统输入与输出 f i 9 2 _ 3t h ei n p u ta n do u ”to fi n v e 丑t o r ya j l a l y s i ss y s c e m 7 武慧君：基于生命周期评价的建筑物环境影响分析 将数据和功能单位相连h 一 数据收集准备 修正后的数据收集l 数据收集单 需求增 加数据 或单元 过程 数据收集 收集的数据 数据的有效性 有效数据 将数据和单位过程相连 各单位过程的有效数据 将数据和功能单位相连 各功能单位的有效数据 数据汇总 计算的清单 完善系统边界 图2 4 清单分析的简化程序 f 谵2 4 t ks h p l 掩e d p r o c e s so f l d v e n t o r y a n a l y s ；s ( 3 ) 影响评价 生命周期影响评价是将生命周期评价得到的各种排放物对现实环境影响进行定性 定量的评价，这是生命周期评价最重要的阶段，也是最困难的阶段。到目前为止，还缺 乏公认的科学方法。影响评价是对清单阶段所识别的环境影响压力进行定摄或定性的表 征评价，即确定产品系统的物质、能量交换对其外部环境的影响。这种评价应考虑对生 态系统、人体健康以及其他方面的影响。国际标准组织i s o 、环境毒理学与化学学会 s e n a c 和美国环境保护局e p a 都倾向于把影响评价定为一个“三步走”的模型，这三 步是；分类、特征化和量化n 大连理工大学硕士学位论文 分类是一个将清单分析的结果划分到影响类型的过程。由于清单分析的结果，即与 产品和产品系统相联系的环境交换( 输出和输入) 因子之间常常存在复杂的因果链关系 ( 图2 5 ) ，因此对生态系统和人体造成的环境影响也常常难以归为某一因子的单独作 用。不同环境影响类型受不同环境干扰因子影响，同一干扰因子可能会对不同的环境影 响都有贡献，如二氧化碳c 0 2 同时对全球变暖和臭氧层损耗都有影响。由于环境影响最 终所造成的生态环境问题又总是与环境干扰的强度及人类的关注程度有关，因此分类阶 段的一个重要假设是，环境干扰因子与环境影响类型之间存在着一种线性关系，这在某 种程度上是对当前科学发现的一种简化【1 2 】【1 4 】。影响分类就是将清单分析结果的数据分配 至不同的环境影响类型中。在生命周期评价研究中，以前的研究者已提出大量环境影响 种类，对一般的研究者而言，从这些己定义的影响类型中选择与自己研究目标相适应的 环境影响类型即可。 环境干扰因子环境影响 环境效应 后果 图2 5 环境影响因果网 f i 9 2 5e n v i r o n m e m a ll m p a c tn e t w d r k 特征化的目的是将每一个影响类目中的不圊物质转化和汇总成为统一的单元。特征 化的主要意义，就是选择一种衡量影响的方式，透过特定评估工具的应用，将不同的负 荷或排放因子在各环境形态问题中的潜在影响加以分析，并量化成相同的形态或是同单 位的大小【7 】0 武慧君：基于生命周期评价的建筑物环境影响分析 量化是确定不同环境影响类型的相对贡献大小或权重，以期得到总的环境影响水平 的过程。经过特征化之后，得到的是单项环境问题类别的影响加总值，评价则是将这些 不同的各类别环境影响为体给予相对的权重，以得到整合性的影响指标，并能对各种环 境影响类型贡献进行比较，使决策者在决策的过程中，能够完善地捕捉及衡量所有方面 的影响m 。 ( 4 ) 改善评价 生命周期评价的目的，不管是从企业角度还是从政府角度来讲，都不外乎是为了获 得更好的经济效益、环境效益和社会效益，丽生命周期改善评价的作用就在于能通过产 品( 工艺或活动) 的生命周期中物质和能量的输入、输出的考察和分析，提出一些资源 消耗和污染排放的改进措施( 如改变包装结构、改进工艺等) ，以利于减少环境污染负 荷和资源消耗【1 5 】。国际毒理学与化学学会( 1 9 9 3 ) 建议改善评价分为3 个步骤完成，即 识别改进的可能性、方案选择和可行性评价。在进行分析时，还必须包括敏感性分析和 不确定性分析的内容。改善评价是目前发展最少的【”】。图2 6 表示了生命周期评价解释 阶段的要素与其他阶段之间的关系。目的与范围的确定和解释阶段构成了生命周期评价 研究的框架，而清单分析和影响评价则提供了有关产品系统的信息【1 4 1 。 图2 6 生命周期评价解释阶段的要素与其他阶段之间的关系 f i 9 2 6t h er e l a 娃o nd i a g r a mf o ri n t e r p r e ts t a g ea n do t h e rs t a g e so fu f ec y c l ea s s e s s m e n i 大连理工大学硕士学位论文 2 1 4 生命周期评价的意义 生命周期评价可以说对我们的经济社会运行、可持续发展战略、环境管理系统带来 了新的要求和内容。归纳起来，生命周期评价的主要意义有以下几个方面：( 1 ) 对产品 生命周期评价的研究，有利于提高环保的质量和效率，提高人类生活品质。( 2 ) 通过对 产品生命周期评价的研究，可以加强与现有其他环境管理手段的配合，以更好地服务于 环保事业。( 3 ) 借助于生命周期评价可以比较不同地区同一环境行为的影响，为政府和 环境管理部门进行环境立法、制定环境标准和产品生态标志提供理论支持。( 4 ) 生命周 期评价克服了传统环境评价片面性、局部化的弊病，有助于企业在产品开发、技术改造 中选择更加有利于环境的最佳“绿色工艺”，使企业有步骤、有计划地实施清洁生产。( 5 ) 生命周期评价可以为授予“绿色”标签即产品的环境标志提供量化依据，并对市场行销 进行引导，指导“绿色营销”和“绿色消费”。( 6 ) 应用生命周期评价有助于企业实施 生态效益计划，促进企业的可持续增长，帮助企业实现生产、环保和经济效益三赢的局 面1 2 1 。 2 1 5 生命周期评价的应用 生命周期评价作为一种环境管理工具，不仅对当前的环境冲突进行有效的定量化的 分析、评价，而且对产品及其“从摇篮到坟墓”的全过程所涉及的环境问题进行评价， 因而是“面向产品环境管理”的重要支持工具。它既可用于企业产品开发与设计，又可 有效地支持政府环境管理部门的环境政策制定，同时也可提供明确的产品环境标志从而 指导消费者的环境产品消费行为。因此当前国际社会各个层次都十分关注生命周期评价 方法的发展和应用。 生命周期评价的主要应用领域有工业企业部门和政府环境管理部门【9 】。在企业层次 上，以一些国际著名的跨国企业为龙头，一方面开展生命周期方法论的研究，另一方面 积极开展各种产品尤其是新、高技术产品的生命周期评价工作。如识别对环境影响最大 的工艺过程和产品系统：以环境影响最小化为目标，分析比较某一产品系统内的不同方 案；新产品开发( 生态设计y 或再循环工艺设计：评估产品的资源效益；帮助设计人员 尽可能采用有利于环境的产品和原材料。生命周期评价在政府管理部门中的应用主要体 现在政府环境管理部门和国际组织制定的公共政策中；环境管理部门可借助于生命周期 评价进行环境立法和制定环境标准、以及产品环境标志。如对制定环境产品标准、实施生 态标志计划的决篆支持；优化政府的自源、运输和废水处理规划方案；评估各种资源利 用与废弃物管理的效益：向公众提供有关产品和原材料的资源信息；评估和区别普通产 品与生态标志产品1 7 】 ”j 。 武慧君：基于生命周期评价的建筑物环境影响分析 2 1 6 生命周期评价方法的不足及展望 生命周期评价只是风险评价、环境表现( 行为) 评价、环境审核、环境影响评价等 环境管理技术中的一种【”，它并不是万能的，生命周期评价技术的发展已有3 0 多年的历 史，但由于其研究对象的复杂性及目的的多样性，生命周期评价技术尚处在发展阶段。 目前有待改进的主要问题是：生命周期评价中所做的选择和假定，在本质上可能是主观 的，如系统边界的设置、数据收集渠道和影响类型的选择等；用于清单分析或评价环境 影响的模型是有局限性的，因为它们的假定条件可能对所有潜在影响或运用是不可行 的：生命周期评价研究的结果是针对全球和区域的，可能不适用于地方：数据完整性和 精度有限：生命周期评价需要大量的数据，一个完整的生命周期评价约需数十万个数据， 在数据收集及处理方面不可避免地造成数据不准确、误差或偏差，以至得出错误的结论； 完成费用较高，国外做一种产品的生命周期评价成本在1 5 0 0 0 至3 0 0 0 0 0 美元之间；时 间花费长，在国外完成一个生命周期评价一般要6 到1 8 个月【1 7 l 。 生命周期评价仍然十分年轻，随着不断地积累经验，将会对更多的产品、工岂和材 料进行分析。不同工业部门的产品均有不同的特性、维护条件、生命期，对环境的影响 也不同。方面生命周期评价会变得越来越复杂，另一方面会变得越来越熏要。总之， 生命周期评价将成为2 1 世纪最有生命力和发展前途的环境管理工具。 2 2 建筑物生命周期评价研究现状 2 2 1 生命周期评价用于建筑评估的背景 生命周期评价是对所有输入与输出产品和整个生命阶段产品系统对环境潜在影响 的评价。输入的可以是进入该过程的物质或能量，输出的是离开该系统的物质或能量。 生命周期评价将能帮助使用者以数量的形式表明对环境的影响以便于从环境角度出 发，对产品做出正确的决策和选择。目前，在建筑领域许多国家和组织都已采用生命周 期评价进行可持续建筑设计、建造、建筑产品生产及管理的决策。建筑物生命周期评价 的主要目的在于通过对建筑物整个生命周期各个环节环境影响大小的定量分析，找出环 境影响较大的因素，寻求变革生产工艺的出发点和实行生态设计的现实依据，从而改善 整个建筑产品系统的环境性能。欧美许多国家自2 0 世纪9 0 年代起，将生命周期评价用 于建筑物生命周期环境影响的定量分析中，对推动建筑业减轻环境污染、减少资源和能 源消耗起了重要作用。在这方面有美国绿色建筑委员会推行的l e e d ( h a d e r s h i pm e n c r g ya i i de n v i r o m e n t a ld c s i 鲈) 绿色建筑评估体系，美国国家标准与技术研究院 ( n i s t ) 丌发的b e e s ( b u i l d i n gf o re n v i r o n m e n t a la n de c o n o m i cs u s t a i n a b i l i t y ) 系统，英 国的b r e ( b u i i d i n gr e s e a r c he s t a b i i s h m e n t ) 开发的b r e e a m ( b u i i d j n gr e s e a r c b e s t a b l i s h m e n te n v i r o n m e n ta s s e s s m e n tm e t h o 系统，加拿大的a t h e n a 系统，t h e 大连理工大学硕士学位论文 u n i v e r s i t yo fb r i t i s hc 0 1 u m b i a 于1 9 9 3 年开发并推出了建筑环境绩效评价准则( b u i l d i n g e n v 的n m e n t a lp e f f o n a n c ea s s e s s m e mq i t c r 蛐b e p a c ，法国e c o b i l a 集团公司开发的 模拟建筑物的软件“狐mf o r b u i l d i n g ”等【4 】。 2 2 2 生命周期评价用于建筑的研究现状 对于建筑项目，研究人员提出其整个生命周期的范围大致都是确定在设计、施工、 使用、拆除及建筑垃圾处理等几个阶段。同时，在这几个过程之前，还应该考虑建筑材料 的原料采集、生产和运输等处于建设项目上游的过程。因而，评价建筑项目生命过程应 该按照如下开放链状形式进行【埘。 图2 7 建筑项目典型生命周期简图 f i 9 2 71 1 l es 妇p l i f i e df i gf o rt 刑c a ll i f ec y c l eo f b u n d i n g 生命周期范围确定后进行的是清单分析，清单分析是对产品、工艺等系统整个生命 周期阶段耗费的资源、能源和产生的环境影响的定量分析过程。建筑项目的影响不仅有 对自然环境影响的硬指标，也有对人文、经济等软指标的影响扩展常规的生命周期评价 清单，对于建筑的评价有一个范围，如图2 8 所示【1 8 1 。 矿产 能源 劳动力 运输能力 等等 输入 生 命 周 期 边界 输出 硬指标：大气、水土污染；声、 光、热污染：植被破坏；办公楼 综合症；建筑、生活垃圾等等 软指标：景观破坏：功能不合理： 破坏城市文脉t 对大众心理的不 健康影响等等 图2 8 建设项目生命周期清单分析的一般范围 f i 9 2 。81 1 1 ec o 栅鲫5 c o p ef o fi n v e n 灿a 】y s i so f b 础d i n g 武慧君：基于生命周期评价的建筑物环境影响分析 北京2 0 0 8 年奥林匹克运动会提出了绿色奥运、科技奥运和人文奥运的口号，如何 使奥运建筑与园区建设能够真正实现“绿色化”的内涵，建成可持续发展的建筑与园区， 是能否真正实现北京2 0 0 8 年“绿色奥运”的关键。在此背景下，“绿色奥运建筑评估体 系研究”课题于2 0 0 2 年1 0 月立项，为科技部“科技奥运十大专项”之一。“绿色奥运 建筑评估体系”研究就是力图通过运用生命周期评价的有关评估方法建立严格的、可操 作的建设全过程监督管理机制，落实到招标、设计、施工、调试及运行管理的每个环节， 来实现奥运建筑的绿色化。其具体研究内容为：根据绿色建筑的概念和奥运建筑的具体 要求，制