（环境工程专业论文）苏州月亮湾国际中心建筑生命周期评价.pdf

m 1 1 1 1 1 l l i i i 1 1 1 1 1 0 m 1 1 1 1 1 川 y 1910 2 6 4 m a s t e rd i s s e r t a t i o no fs u z ho uu n i v e r s i 锣o f s c i e n c ea n dt e c h n o l o g ys c l e n c ea n c ile c n n 0 1 0 9 v l i f ec v c l ea s s e s s m e n to nt h eb u i l d i n go fl l i ec v c l ea s s e s s m e n t0 nt n ed u l l n l n g0 i 一 1 j s u z n 0 um 0 0 nb a vi n t e r n a t l o n a ic e n t e r m a s t e rc a n d i d a t e ：l e im e i s u p e r v i s o r ：p r o b a o r e nw e i m a j o r ：e n v i r o n m e n t a le n g i n e e r i n g s u z h o uu n i v e r s i t yo fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g y s c h o o lo fe n v i r o m e n t a ls c i e n c ea n de n g i n e e r i n g j u n e ，2 0 1 1 苏州科技学院学位论文独创性声明和使用授权书 独创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作 所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经 发表或撰写过的研究成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以 明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。 论文作者签名：担，盏 日期：迎年二生月堕日 学位论文使用授权书 苏州科技学院、国家图书馆等国家有关部门或机构有权保留本人所送交论文的 复印件和电子文档，允许论文被查阅和借阅。本人完全了解苏州科技学院关于收集、 保存、使用学位论文的规定，即：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本： 学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以 采用影印、缩印、数字化或其他复制手段保存汇编学位论文；同意学校在不以赢利 为目的的前提下，用不同方式在不同媒体上公布论文的部分或全部内容。 ( 保密论文在解密后遵守此规定) 论文作者签名： 指导教师签名： 期：也l 年上月立日 期：超生年j 月丛日 苏州科技学院硕_ j 学位论文摘要 摘要 随着建筑业的不断发展，它给环境带来的压力越来越受到人们的关注。在建筑 物的整个生命过程中，各种建材的消耗及能源的消耗都会产生大量环境污染，如大 气污染、水污染、固废污染等等。为了分析建筑对环境的影响，我们可以将建筑看 作一种特殊的产品来对待，引入生命周期评价方法评价建筑物对环境的影响。 生命周期评价( l i f ec y c l ea s s e s s m e n t ，l c a ) 是一种有效的环境管理工具，它主 要是过对产品整个生命周期( 包括原材料采掘、生产、使用、处置阶段) 的所有环 境影响进行评价。我们首先要识别物质、能源的消耗情况及污染物排放情况，然后 对这些消耗和排放进行环境影响评价，寻找减少、消除这些影响的改善措施。 i s o l 4 0 4 0 把l c a 实施步骤分为目标和范围确定、清单分析、影响评价和结果解释 四个部分。其中清单分析和影响评价是其中比较重要的部分。 本文主要是对苏州月亮湾国际中心建筑( 1 0 0 m 2 的建筑面积) 进行生命周期评 价。在评价过程中，建筑的生命周期分为五个过程，即建材准备阶段、建筑建造阶 段、建筑运行阶段( 运行年限为5 0 年) 、建筑拆除阶段和建筑垃圾处理阶段。采用 日本产业技术综合研究所l c a 研究中心开发的评价系统a i s t - l c av c r 2 对该建筑 进行环境影响评价，得到的评价结果为建筑的运行阶段和建材的准备阶段对环境的 影响较大，其次为建筑垃圾处理阶段和拆除阶段，建筑建造阶段对环境产生的影响 最小。对环境影响较大的影响类型为城市空气污染、富营养化和全球变暖。并用该 软件评价苏州另一多层建筑对环境的影响，比较l c a 评价结果，得出高层建筑的 生态化币值要大于多层建筑的生态化币值，即该多层建筑对环境的影响较小。最后 分析了该高层建筑和多层建筑在能源使用、土地利用等方面的差异。 本文主要目的为评价建筑在整个生命周期内对环境的影响。寻求变革生产工艺 的出发点和实行生态设计的现实依据，提倡开发绿色建材，提高建筑垃圾的回收利 用率，从而改善整个建筑产品的环境性能。 关键词：苏州月亮湾国际中心建筑，生命周期评价( l c a ) ，a i s t - l c av e r 2 软件， 生态币值y e n 苏州科技学院硕士学位论文a b s t r a c t a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fc o n s t r u c t i o ni n d u s t m o r ca n dm o r ep e o p l ep a ya t t e n t i o n t 0t h ee n v i r o n m e n t a lp r e s s u r e sc a u s e db yt h e i n d u s t r y d u r i n gt h e w h o l el i f eo ft h e b u i l d i n g ，i th a sc o n s u m e dl o t so fb u i i d i n gm a t e r i a l sa n de n e 唱i e s ，w h i c hw o u i dc r e a t ea m a s so fe n v i r o n m e n t a lp o 】l u t j o n s ， i e ，a i rp o l 】u t i o n ，w a t e rp o l l u t i o n ，s o l i dw a s t e p o l l u t i o n ，a n ds oo n i no r d e rt oa n a l y z et h ee n v i r o n m e n t a le 何e c t sc a u s e db yb u i l d i n g s ， w ec a ns e et h eb u 1 d i n ga sak i n do fs p e c i a lp r o d u c t s ，a n di n t r o d u c i n gt h e1 f e c y c l e a s s e s s m e n tm e t h o dt 0e v a l u a t et h ee n v i r o n m e n t a ie f r e c t sc a u s e db yt h eb u i i d i n g t h em e t h o do fl i f ec y c l ea s s e s s m e n t ( l c a ) i so n ek i n do fe f f e c t i v ee n v i r o n m e n t a l m a n a g e m e n tt o o l s ，w h i c hi sm a i n l yu s e dt o 印p r a i s et h ee n t i r el i f ec y c l ee n v i r o n m e n t a l e f r e c t s ，i n c l u d i n gr a wm a t e r i a le x c a v a t i o n ，m a n u f a c t u r i n g ，u s i n g ，a n dn n a ld i s p o s a l a t f i r s t ，w en e e dt od i s t i n g u i s ht h er e s o u r c ec o n s u m p t i o n ，t h ee n e r g yc o n s u m p t i o na n dt h e e n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o n s t h e nt h ee n v i r o n m e n t a li m p a c t so ft h e s ec o n s u m p t i o n sa n d p o i l u t i o n sn e e dt ob ee v a i u a t e d a n dw em a ys e a r c hf o ri m p r o v e m e n tm e a s u r e st o d e c r e a s eo re l i m i n a t et h e s ee f 论c t s t h el s ol4 0 4 0d i v i d e st h ei m p l e m e n t a t i o no fl c a i n t of o u rp a r t s ：d e f i n i t i o no fg o a la n ds c o p e ，i n v e n t o 叫a n a i y s i s ，i n f l u e n c ea p p r a i s a la n d e n a le x p i a i n s a n dt h ei n v e n t o 叮a n a l y s i sa n di n f l u e n c ea p p r a i s a ia r et h em o r ei m p o n a n t p a r t so f l c a i n t h i s p a p e r ，w em a i n l yu s el c at 0a n a l y z et h ee n v i r o n m e n t a ii m p a c t so ft h e b u i l d i n go fs u z h o um o o nb a yi n t e m a t i o n a lc e n t e r ( 10 0 m z ) i nt h ee v a l u a t i n gp r o c e s s e s ， t h ew h o l ei i f ei n c i u d e s5u n i t s w h i c hi n c i u d et h es t a g eo f b u i i d i n gm a t e r i a l s p r e p a r a t i o n ， t h es t a g eo fc o n s t r u c t i o n ，t h es t a g eo fo p e r a t i o n ( r u n n i n gf o r5 0y e a r s ) ，t h es t a g eo f d e m o l i t i o na n dt h es t a g eo fw a s t ed i s p o s a l w eu s et h es o f t w a r eo fa l s t l c av e r 2 ， w h i c hi s d e v e i o p e db y l c ar e s e a r c hc e n t e ra i s ti n j a p a n ， t oe v a i u a t et h e e n v i r o n m e n t a li m p a c t sc a u s e db yt h e b u i l d i n g t h er e s u i ti s t h a tt h ee n v i r o n m e n t a l i m p a c t sr e g e n e r a t e di nt h es t a g e so fo p e r a t i o na n db u i l d i n gm a t e r i a l sp r e p a r i n ga r el a r g e r a n dt h ei e s sa r et h es t a g e so fw a s t ed i s p o s a la n dd e m o l i t i o n t h ee n v i r o n m e n t a li m p a c ti n t h e p h a s eo fc o n s t r u c t i o n i st h es m a l l e s t t h em o s ti n f l u e n t i a li n f l u e n c et y p e so f e n v i r o n m e n t a li m p a c t sa r eu r b a na i rp o l l u t i o n ，e u t r o p h i c a t i o na n dg l o b a lw a m l i n g w e a l s ou s et h es o f w a r eo fa l s t - l c av er 2t 0e v a i u a t et h ee n v i r o n m e n t a li m p a c t so f a n o t h e rm u l t i - s t o r e yb u i l d i n gi ns u z h o u f r o mt h el c a e v a i u a t i n gr e s u l t s ，w ec a ns e e t h a tt h ee c o - i n d e xy e no ft h et a l lb u i l d i n gi sh i g h e rt h a nt h a to f m u i t i - s t o r e yb u 订d i n g ，i e ， i i l i f eo fb u i l d i n g s s e e k i n gf 1 0 rt h es t a r t i n gp o i n to fi m p r o v i n gt h ep r o d u c t i o nt e c h n o l o g y a n dr e a l i s t i cb a s i so fc a r 叫i n go u tt h ee c o l o g i c a ld e s i g n ，r e c o m m e n dg r e e nb u i l d i n g m a t e r i a l sa n di m p r o v et h er e c o v e 巧u t i l i z a t i o nr a t i oo ft h ec o n s t r u c t i o n a lr u b b i s ht o i m p r o v et h ee n v i r o n m e n t a lp e 而r m a n c eo f t h ep r o d u c t so ft h eb u i l d i n g k e y w o r d s ：t h eb u i l d i n go fs u z h o um o o nb a yi n t e m a t i o n a lc e n t e r ，l i f ec y c l ea s s e s s m e n t ( l c a ) ， a is t - l c av b r 2s o f t w a r e e c o i n d e xy e n 第一章绪论。l 1 1 研究背景。l 1 2 研究的意义与应用价值2 1 3 研究的内容与框架思路3 1 3 1 研究的内容3 1 3 2 研究的框架思路3 第二章建筑生命周期评价7 2 1 建筑生命周期评价概述7 2 1 1 生命周期评价介绍7 2 1 2 生命周期评价应用于建筑评价8 2 2 建筑生命周期评价的应用意义一9 2 3 建筑生命周期评价工具9 2 3 1 绿色建筑标准和评价体系1 0 2 3 2 用来评价建筑材料和构件的工具。l o 2 3 3 用来评价整个建筑的软件。1 0 2 3 4 一般生命周期分析软件l l 第三章苏州月亮湾国际中心建筑概述及其评价软件1 2 3 1 苏州月亮湾国际中心建筑简介1 2 3 2 建筑建材用量及其采取的节能措施1 4 3 2 1 苏州月亮湾国际中心建筑建材用量1 4 3 2 2 建筑节能措施1 4 3 3 本研究采用的评价软件a i s t - l c av e r 2 软件15 第四章建筑生命周期评价清单分析l9 4 1 建材的准备阶段l9 4 2 建造阶段2 4 4 3 运行阶段2 6 4 4 拆除阶段2 7 4 5 建筑垃圾处理阶段2 7 第五章建筑生命周期评价一影响评价及结果解释2 9 5 1 危害评价结果及分析2 9 苏州科技学院硕士学位论文目录 5 2l c a 评价结果及分析。3 6 5 3 生命周期结果解释3 8 第六章高层与多层建筑对环境影响的比较分析4 2 6 1 苏州某栋多层建筑对环境的影响4 2 6 2 两栋建筑的l c a 评价结果比较4 4 6 3 两栋建筑在能源利用、土地利用方面的差异4 5 6 3 1 高层与多层建筑在能源利用方面的差异4 5 6 3 2 高层与多层建筑在土地利用方面的差异4 5 第七章论文总结4 7 7 1 结论4 7 7 2 存在的问题4 7 7 3 建议及展望4 7 参考文献4 9 致谢。5 3 附录科技学院问卷调查表5 4 作者简介5 5 苏州科技学院硕 j 学位论文第+ 章绪论 1 1 研究背景 第一章绪论 生命周期评价( l i f cc y c l ea s s e s s m e n t ，简称l c a ) 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。这是国际标准化组织( i s o ) 对 l c a 的定义。1 9 9 7 年8 月，l s o 发布了第一个生命周期评价国际标准i s o l 4 0 4 0 生 命周期评价原则与框架。此后两年内，它又相继发布了该系列的其他几项标准和 技术报告。l c a 研究有助于揭示产品在不同阶段改善其对环境影响的可能性，有助 于工业部门、政府和非政府组织的决策( 如战略规划、优先发展项目、产品或过程 开发等) 【1 3 1 。随着对l c a 研究的不断深入，该方法的应用范围也越来越广，小至 各种化学物质，大到关系到国家经济命脉的铁路交通运输系统、建筑行业等。 众所周知，建筑业是一个国家国民经济的支柱产业之一，对于扩大内需、促进 经济增长、提高经济发展的整体水平具有重要作用。但是，随着各种建筑物数量的 增加，建筑物对环境带来的巨大影响越来越受到人们的关注。据统计，人类从自然 界所获得的5 0 以上的物质原料用来建造各类建筑及其附属设施，这些建筑在建造 与使用过程中又消耗了全球能源的5 0 左右。在环境总体污染中，与建筑有关的占 3 0 以上，建筑垃圾则约占人类活动产生垃圾总量的4 0 【j 。 随着人们环保节能意识的加强，可持续发展的理念、“绿色建筑”口号等的提 出【，寻求建筑节能的方法，减少对环境产生的污染成为许多专家学者研究的重点 方向。这时把生命周期评价方法应用到建筑领域具有非常重要的应用价值。国外发 达国家对这方面的研究比较多，对绿色建筑的评估推出了相应的评估标准，如英国 的建筑环境评估法( b u i l d i n gr e s e a r c he s t a b i 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 t m e t h o d ，即b r e e a m ) 、美国的能源与环境设计先导( l e a d e r s h i pi ne n e r g y & e n v i r o n m e n t a id e v e i o p m e n t ，即l e e d ) 、日本的建筑物综合环境性能评价体系 ( c o m p r e h e n s i v ea s s e s s m e n ts y s t e mf o rb u i i d i n g e n v i r o n m e n t a le 衢c i e n c y ， 即 c a s b e e ) ，澳大利亚的澳大利亚国家建筑环境评估体系( n a t i o n a ia u s t r a i i a nb u i l t e n v i r o n m e n tr a t i n gs y s t e m ，即n a b e r s ) 和由加拿大发起、多国合作的绿色建 筑工具( g r e e nb u i l d i n gt o o l ，即g bt 0 0 1 ) 等训。生命周期评价思想在这些评估 标准中都有所体现。我国在吸收借鉴国外先进经验的基础上，建立了一些适应中国 国情的绿色建筑评价体系，如2 0 0 3 年8 月由清华大学、中国建筑科学研究院等九 家科研院所联合推出的绿色奥运建筑评估体系，它参考了日本的建筑物综合环 苏州科技学院硕士学位论文第章绪论 境性能评价体系j 。2 0 0 6 年6 月1 日，我国首个绿色建筑评价标准开始正式实 施。在绿色建筑评价标准( g b5 0 3 7 8 ) 中，对绿色建筑的定义为：在建筑的全寿 命周期内，最大限度地节约资源( 节约能源、节约土地、节约水资源、节约材料) ， 保护环境、减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生 的建筑【1 2 l 引。 建筑的生命周期评价就是对建筑物全生命周期的各阶段进行能源资源消耗以 及废弃物排放的环境负荷影响的综合评价，从而寻找改进的途径和方法，在经济健 康发展的同时兼顾环境的可持续发展【1 4 】。目前，世界上研究建筑生命周期评价的机 构和组织集中在北美、欧盟等发达国家【i5 1 。近年来，国内的一些学者初步开展了产 品生命周期评价的研究，但是对建筑产品生命周期评价的研究工作主要集中在单一 的建筑材料如水泥、混凝土、钢材等产品上。目前缺少的是对整栋建筑生命周期评 价的研究。在本文中，我们主要的研究内容是利用生命周期评价方法评价苏州月亮 湾国际中心对环境的影响，并比较高层建筑和多层建筑在能源使用、土地利用等方 面的差异。 1 2 研究的意义与应用价值 本论文研究的意义在于以下几个方面： ( 1 ) 全面了解生命周期评价方法。生命周期评价( l i f ec y c l ea s s e s s m e n t ，简称l c a ) 是对产品( 服务) 全生命过程，包括原材料的提取和加工、产品制造、使用、再生 循环直至最终废弃的环境因素的判别及潜在的影响进行评估和研究的一种方法l l 6 。 生命周期评价是目前较为合理的判定可持续性影响评价的方法。l c a 方法基本上已 经被世界科学工作者所接受，成为世界通用的材料环境影响评价方法，并且在 i s 0 1 4 0 0 0 国际环境认证标准中得到规范化，属于i s o l 4 0 0 0 的系列标准之一。 ( 2 ) 了解建筑的生命周期评价。建筑的生命周期评价就是对建筑物全生命周期的 各阶段进行能源资源消耗以及废弃物排放的环境负荷影响的综合评价，从而寻找改 进的途径和方法，在经济健康发展的同时兼顾环境的可持续发展【14 1 。绿色建筑研究 中把建筑全生命周期阶段分为五个阶段，包括：建材准备阶段、建筑建造阶段、建 筑使用阶段、建筑拆除阶段、废物处置阶段。 ( 3 ) 在建筑的生命周期清单分析阶段，我们可以充分了解各种建材的能耗、物耗 及其污染物排放，为寻找绿色建材提供一定的参考价值。 ( 4 ) 学习使用由日本l c a 研究所开发的a i s t - l c av er 2 软件，了解该软件的优 缺点，通过数据的输入计算得出建筑物对环境的影响。通过比较单一的生态化币值， 分析对环境影响较大的阶段及影响类型。 2 苏州科技学院硕士学位论文第+ 章绪论 ( 5 ) 分析比较高层建筑与多层建筑对环境的影响大小，并比较在能源消耗、土地 利用等方面的差异。 应用价值在于：推进生命周期评价方法在建筑领域的应用；在清单分析阶段统 计得到的各种建材的清单可以为生命周期评价数据库积累数据，丰富生命周期评价 理论；分析比较高层建筑与多层建筑对环境的影响大小可以为城市规划设计提供一 些参考价值。 建筑物作为一种特殊产品，自身是一个复杂的系统，对环境的影响也很复杂。 随着建筑物数量的增加，为了保护环境、节约能源、减少资源消耗，建筑物生命周 期评价的研究将会不断深入进行下去。 1 3 研究的内容与框架思路 1 3 1 研究的内容 本文研究的主要内容为： ( 1 ) 通过调研、查阅文献等方式获得一些主要建材( 包括砂子、石子、水泥、加 气混凝土砌块、钢材、沥青、玻璃) 的能耗、物耗及其污染排放，对获得的数据进 行汇总分析，得出建材对环境的影响大小。 ( 2 ) 采用生命周期评价方法评价苏州月亮湾国际中心建筑( 运行年限为5 0 年) 在其全寿命周期内，即建材准备阶段、建造阶段、使用阶段、拆除阶段、垃圾处理 阶段对环境产生的影响，分析对环境影响较大的阶段和影响类型。 ( 3 ) 分析苏州月亮湾国际中心建筑运行年限、电梯使用时间、垃圾回收率不同时 对环境产生的影响大小。 ( 4 ) 同时，采用日本l c a 研究所开发的a i s t l c av e r 2 软件评价苏州某一栋多 层建筑在其整个生命周期内对环境产生的影响，分析比较苏州月亮湾国际中心建筑 与该多层建筑对环境的影响，阐述这两栋建筑在土地利用、能源消耗等方面的差异。 1 3 2 研究的框架思路 本文的研究框架思路如图1 1 所示【1 7 1 8 】： 苏州科技学院硕士学位论文第章绪论 建筑生命周期评价相关的理论综述 上 苏州月亮湾国际中心建筑概述 上 苏州月亮湾国际中心建筑生命周期评价 上 目标清环境结 和范 茧 影响果 围的 分 评价 解 确定析释 j 苏州月亮湾国际中心建筑与苏州另一栋多层 建筑对环境影响的比较 上 结论与存在的问题 图l - l 论文的框架思路 ( 1 ) 目的和范围的确定 研究的目的为采用生命周期评价方法评价苏州月亮湾国际中心建筑在其全寿 命周期内对环境的影响，找出对环境影响较大的阶段及影响类型，并对该建筑与另 一栋多层建筑对环境产生的影响进行分析比较。研究的范围包括建材准备阶段( 主 要包括建材的生产及运输) 、建造阶段、建筑使用阶段、拆除阶段、建筑废物处置 阶段这五个阶段。 研究的功能单位为l o o m 2 的建筑面积。该建筑物使用寿命按一般办公建筑5 0 年计算。 ( 2 ) 清单分析 a 确定苏州月亮湾国际中心建筑的系统和各单元过程 在本研究中，研究的系统见图1 2 【1 9 】： 4 弋 系统边界 图1 2 建筑生命周期评价研究系统边界 单元过程包括建材准备阶段( 主要包括建材的生产及运输) 、建筑建造阶段、 建筑使用阶段、建筑拆除阶段、废物处置阶段。 b 数据收集和计算 在建材的准备阶段，收集的数据主要包括：砂子、石子、水泥、加气混凝土砌 块、钢材、玻璃、电梯等。搜集的数据主要是关于这些材料的生产工艺、能耗、物 耗、污染物排放等。数据获取途径主要为：对苏州的一些生产企业进行现场调研或 查阅相关的文献资料。苏州月亮湾国际中心建筑的建材需求量从施工承建方( 中建 一局) 处获得。 在建造阶段，主要考虑水和电的消耗，通过查阅相关统计年鉴，并进行换算得 到。运行阶段是建筑物最久的一个阶段，在该阶段中主要关注的是水、电的消耗、 水污染的产生等。水、电消耗数据通过实地调研获取，电梯的能耗也通过实地调研 获取，水污染物排放量根据用水量乘以排放系数计算得到，具体的污染物量由废水 量乘以其浓度得到。 拆除阶段需要用到许多大型的机器拆除和建筑破碎载运，这些都需要消耗相当 多的能源。该阶段还会产生许多污染，如建筑垃圾、粉尘、噪声等。能源的消耗量 通过查阅统计资料换算得到。建筑垃圾、粉尘等将根据原始建材量乘以某一系数得 到。建筑垃圾处理阶段的数据根据调研和查阅相关文献资料得到。 c 数据的确认 分析数据的有效性，进行合理取舍。 d 数据的处理 将收集的到能耗数据转化为初级能源数据。 e 数据在单元过程上的合并和数据在总的系统上的合并 以统一的功能单位( 1 0 0 m 2 的建筑面积，建筑使用年限定为5 0 年) ，求得各单 元和整个系统的输入、输出数据。 f 系统边界的修改 6 苏州平 第二章建筑生命周期评价 2 1 建筑生命周期评价概述 2 1 1 生命周期评价介绍 生命周期评价也称为生命周期分析( l i f ec y c l e a s s e s s m e n t ，l c a ) 是对产品( 或 服务) 全生命过程，包括原材料的提取和加工、产品的制造、使用、再生循环直至 最终废弃的环境因素的判别及潜在的影响进行评估和研究的一种方法。这种方法被 认为是一种“从摇篮到坟墓”的方法【2 0 ，2 1 1 。 生命周期分析是一种分析工具，它是国外已广泛应用的一种清洁生产分析工 具，它可以帮助人们进行有关如何改变产品或如何设计替代产品方面的环境决策， 即由更清洁的工艺制造更清洁的产品【2 2 2 3 1 。 l c a 最初应用可追溯到1 9 6 9 年美国可口可乐公司对不同饮料容器的资源消耗 和环境释放所作的特征分析。该公司在考虑是否以一次性塑料瓶替代可回收玻璃瓶 时，比较了两种方案的环境友好情况，并肯定了前者的优越性。2 0 世纪9 0 年代后， 由于“美国环境毒理和化学学会”( s e t a c ) 和欧洲“生命周期分析开发促进会 ( s p o l d ) 的推动，l c a 方法在全球范周内得到广泛应用。1 9 9 2 年，s e t a c 出台 了生命周期分析的基本方法框架；1 9 9 7 年国际标准化组织正式出台了“l s o l 4 0 4 0 环境管理生命周期评价原则与框架 【嵋4 1 。 在1 9 9 7 年颁布的i s o1 4 0 4 0 标准中，l c a 的实施步骤分为目标和范围定义、 清单分析、影响评价和结果解析4 个部分，见图2 1 【2 5 1 。 目标和范围的确定b指导运用： 上t 结产品开发优化 清单分析b 果战略规划 0t 解制定公共政策 释其他 影响评价乜 图2 - 1 生命周期评价技术框架( i s o l 4 0 4 0 ，1 9 9 7 ) ( 1 ) 目标和范围的确定 目标和范围界定是l c a 研究中的第一步，也是最关键的部分。它一般先确定 l c a 的评价目的，然后按评价目的确定研究范围。目标确定即要清楚地说明开展 7 苏州科技学院硕士学位论文 第_ 章建筑牛命周期评价 此项生命周期评价的目的和意图，以及研究结果的预计使用目的。如提高系统本身 的环境性能，用于环境声明或获得环境标志。范围确定的深度和广度受目标控制， 一般包括功能单位、系统边界、时间范围、影响评价范围、数据质量要求等的确定 【2 4 ，2 6 】 o ( 2 ) 清单分析 清单分析是量化和评价所研究的产品、工艺或活动的整个生命周期阶段资源和 能源输入及对环境排放输出的过程。清单分析数据的准确性直接关系到影响评价结 果的可靠性。通过清单分析，能够发现该类产品对环境影响最大或者较大的一些阶 段，为新产品的设计和改进提供一定的理论依据，使产品更具有环境优势，为建立 标准化的清单数据库提供科学可靠的信息资源【2 7 2 蚋。 ( 3 ) 生命周期影响评价 生命周期影响评价( l i f ec y c l ei m p a c t a s s e s s m e n t ，l c i a ) 是l c a 的第三阶段， 也是其核心部分。它对清单分析所识别的环境影响进行定性与定量的表征评价，确 定产品系统的物质能量交换对其外部环境，主要是对生态系统及人体健康等方面的 影响l 删j 。 ( 4 ) 生命周期结果解释 生命周期解释的目的是根据l c a 前几个阶段的研究或清单分析的发现，以透 明的方式来分析结果、形成结论、解释局限性、提出建议并报告生命周期解释的结 果，尽可能提供对生命周期评价研究结果的易于理解的、完整的和一致的说吲3 0 j 。 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，以利于 减少环境污染负荷和资源消耗。 生命周期评价方法已经成为一种环境管理国际标准，并在全球贸易与环境领域 发挥越来越大的作用。比较而言，我国在生命周期评价领域的研究和应用比较缺乏。 虽然一些研究和咨询机构已开始把这种新技术引入我国，但由于缺乏必要的基础研 究、基础数据和经费支持，目前进展缓慢。随着实践经验的不断积累，l c a 会日趋 完善，它的重要性会不断增强。 2 1 2 生命周期评价应用于建筑评价 随着人们环保意识的增强，建筑行业提出了可持续发展的理念，把发展绿色建 筑作为新世纪建设发展的方向，节能建筑技术正在逐渐成为建筑业发展的先导。目 前，国内外许多国家对绿色建筑的评估出台了一系列相应评估标准，如美国的能源 及环境设计先导计划( l e e d ) 、英围的建筑研究所环境评价法( b r e e a m ) 、加拿 8 苏州科技学院硕- 二学何论文第章建筑牛命周期评价 大的绿色建筑工具( g b t o o l ) 、日本的建筑物综合环境性能评价体系( c a s b e e ) 等等。国内外绿色建筑评价体系及其理论分析中国也推出了适合中国国情的绿色奥 运建筑评估体系，并实施了绿色建筑评价标准1 7 j 。 生命周期评价思想在这些评价标准中都有所体现，如英国b r e e a m 体系率先 提出了采用全生命周期评价方法，是为建筑所有者、设计者和使用者设计的评价体 系，以评判建筑在其整个生命周期中，包含从建筑设计开始阶段的选址、设计、施 工、使用直至最终报废拆除所有阶段的环境性能【3 1 ，3 2 1 。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。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【3 3 1 。 2 2 建筑生命周期评价的应用意义 采用生命周期评价可以工程的材料、部件和维护的不同方案对环境的影响可以 是相对合理的能比较的技术方法。把它应用于建筑工程领域中，可以跟踪上游产品 的生产过程及至其整个生命周期。建筑物生命周期影响评价研究可以对建筑物的总 体环境代价、资源代价有一个总量的概念，在项目建设中考虑环境承载限度，建筑 结构和装饰材料的选择中考虑生命周期评价因素，有利于新型节能建筑的推广，降 低使用过程中的能源、物质消耗。同时，生命周期评价方法作为环境管理的重要工 具，为建筑产品系统各利益相关者提供了分析和决策的依据。一方面通过生命周期 评价的定量分析，可以为政策制定者、设计人员、生产人员以及公众之间建立信息 交流的平台，从而有利于各利益相关者之间建立有序的联系，并促进生产者在政府 环境政策和公众对环境产品需求的双重压力下，产生较低的环境影响和教高的经济 效益。总之，只有在生命周期评价方法的指导下进行建设项目的建设，才能保证建 设项目的可持续发展，促进绿色建筑模式的实现【33 1 。 2 3 建筑生命周期评价工具 目前，对于建筑的评价，国外发达国家已经推出了几种评价工具，它们可以被 用来指导一般建筑规划，选择建筑材料和部件，并评价完成的建筑设计。建筑生命 周期评价工具一般包括以下几种类型：绿色建筑标准和评估体系、用来评价建筑材 9 苏州科技学院硕士学位论文第二章建筑卞命周期评价 料和构件的工具、用来评估整个建筑物的软件、一般生命周期分析软件3 引。 2 3 1 绿色建筑标准和评价体系 在这些标准和评价系统中规定了一些用于减少建筑物对环境影响的做法，对达 到这些标准的建筑物给予相应的认证。这些绿色建筑标准和评价体系有些是建立在 一般性指导原则之上，如，优先考虑可回收材料的使用。而有些评价系统则采取一 种更加全面的方法，使用更加全面的生命周期评价框架，如，英国的建筑环境评估 法( b r e e a m ) ，其评价系统采用以材料学分为基础的生命周期分析。美国绿色建 筑协会正在研究把生命周期分析纳入l e e d 绿色建筑评估体系中。 2 3 2 用来评价建筑材料和构件的工具 生命周期分析数据库和软件己经被开发用来帮助建筑专业人士选择建筑材料 和构件。工具中嵌入生命周期研究的结果，使建筑专业人士比较容易地比较不同的 材料和部件的生命周期影响。 美国国家标准与技术局( n i s t ) 建筑环境与经济( b e e s ) 软件是最广泛使用 的一种软件，是建筑队可使用的材料和产品定性的生命周期分析工具【”】。这是一个 公认有效的窗口性的决策支持软件，该软件能够使设计师和建筑师来评估几百种建 筑产品的环境和经济性能。在b e e s 中发现的产品种类有：框架、外墙饰面、墙护 套、保温墙和阁楼、屋顶覆盖物、室内墙面装饰、地板铺装、板级、梁及停车场铺 路。像b e e s 这样使用软件的最大好处是用户不需要知道生命周期分析研究的复杂 性，评估材料或产品对环境的影响需要时间较少。 当他们在做以下事情时，建筑专业人士可能需要使用嵌有生命周期数据的以材 料构件为重点的工具： ( 1 ) 对于一座特定的建筑申请要比较不同的材料或部件对环境的影响： ( 2 ) 选择具有环境无害的材料或构件： ( 3 ) 寻找成本效益高的绿色材料和产品； ( 4 ) 对于一座特定的建筑申请要评估建筑材料选择的范围。 2 3 3 用来评价整个建筑的软件 当我们的目标是评估或减少一座具体建筑在其生命周期中的总环境影响时，评 价住房材料和产品的环境影响变得更加复杂。一座具体建筑的材料、构件或系统的 选择往往影响其他设计决策。例如，选择木材、钢材或混凝土结构体系对选择绝缘 1 0 苏州科技学院硕十学位论文 第二章建筑乍命周期评价 材料的类型具有影响。整体建筑工作性能取决于个别构件和子系统的相互作用，也 取决于居住者和自然环境的相互作用。这样的软件有加拿大的a t h e n a p 6 1 ，来自英 国建筑研究机构e n v e s t 和来自荷兰l v a m 的e c o q u a n t u m 等。 a t h e n a t m 是加拿大安施纳可持续环境材料研究所开发的一个建筑环境评价 工具，它把设计方案下不同材料的组合看成一个整体构成或某一个别部件来评价其 整个生命周期的影响，以期达到最佳的组合状况。 对于整个建筑物生命周期分析工具来说，生命周期分析知识程度和所需时间是 不相同的，这类分析工具适用于以下几种情况： a 制定一项建筑设计的全面的环境生命周期模型。 b 比较不同的建筑设计对环境的影响。 c 评价在建筑设计中可替代的不同的材料或组件是如何影响建筑整体的环境影 响的。 2 3 4 一般生命周期分析软件 商业生命周期评价软件( 如s i m a p r o ，g a b i ，u m b e r t o ，和t e a m ) 可以用来管 理具体建筑材