建筑材料环境负荷评价研究

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[摘要]本文主要从建筑材料环境负荷指标与评价体系建立的必要性、建筑材料环境负荷指标的建立与建筑材料环境负荷评价体系的建立三方面进行论述，以期对我国环保领域的相关发展有所启发。

[关键词]建筑材料；环境负荷评价；评价指标；评价体系

1建筑材料环境负荷指标与评价体系建立的必要性

建筑行业作为我国的支柱性行业之一，其建设发展为促进我国经济水平的发展做出了突出的贡献，但在繁荣经济的背后，建筑行业的发展却带来了具大的能源消耗和环境污染问题。据相关研究统计，建筑行业每年的生产建设消耗了全国25%的钢材，40%的木材，70%的玻璃及70%的水泥[1]，庞大的数据显示着建筑行业中建筑材料的高消耗，而在资源能源日益紧缺的今天，这种对资源高消耗的发展模式显然不适应现阶段的经济发展要求，若仍采用这种发展模式，必然会导致建设成本的增加，同时也与我国资源节约型、环境友好型社会的建设相背离。此外，对我国当下大多数建筑材料来说，其本身的采集、使用、废弃、再利用都会释放大量粉尘以及CO、CO2、SO2、铅、铬、砷以及各类氧化物，造成环境污染。而为将建筑材料对环境污染和能源消耗的影响降到最低，有必要制定一定的建筑材料环境负荷指标与评价体系，从原料采集、产品生产、运输、使用等各个环节评估建筑材料对环境的影响，进而可以有针对性地对建筑材料进行节能环保，促进新型环保材料的研发和使用。

2建筑材料环境负荷指标的建立

2.1确立原则。在确定建筑材料环境负荷指标之前，首先应明确建筑材料环境负荷影响的评价因素，这些因素主要包括原材料开采过程对环境的破坏、单位产品对环境的破坏程度、施工过程能耗、原料的存量及再生量、废物产生量、温室气体排放量、有毒物质产生量、原材料加工及施工过程的能耗、运输到现场的能耗、现场废物产生量、使用寿命等几个方面[2]。综合考虑这些评价因素，可将其指标分为三个方面进行定量分析，即资源消耗、能源消耗与环境污染。而之所以选择这三方面对负荷评价指标进行分析，是因为这三者在建筑材料环境负荷上所占的权重较大,影响建筑材料环境负荷影响的评价因素均可概括归入这三大类。因此，从资源消耗、能源消耗与环境污染三方面对建筑材料环境负荷指标进行定量分析，更具全面性，由此得到的指标也更具参考性。2.2评价指标。建筑材料环境负荷评价指标主要从资源消耗、能源消耗与环境污染三个方面进行定量分析。首先，在能源消耗分析上，由于建筑材料在生产过程中会消耗大量的化石燃料及电力能源（如钢筋的生产），据相关研究统计，建筑材料生产阶段的能耗约占总能耗的50%~80%，因此主要将建筑材料生产过程中消耗的化石燃料和电力能源之和作为其能源消耗的重要指标；其次，在环境污染指标的确立上，主要以温室气体为评价指标，包括CO2、CH4、N2O3三种气体，其中CO2占比高达99%以上，国内外计算温室气体排放均以CO2的排放量为指标。建筑材料生产过程中能源的消耗会产生大量CO2气体排放，在使用过程中也会因化学反应产生CO2气体，因此将CO2等气体的排放量作为其环境污染指标；最后，在资源消耗指标的确立上，由于建材种类繁多，无法对其进行一一统计，目前资源消耗指标主要依据建材相关管理部门及国家统计局的国内建材产品平均统计数据为参考标准，将生产建筑材料所用的钢材、铝材、水泥、建筑玻璃、木材、混凝土等主要原材料的消耗总量作为其资源消耗的评价指标。

3建筑材料环境负荷评价体系的建立

要建立具体的建筑材料环境负荷评价体系，必须对建筑材料全生命周期中的环境负荷进行定量评价。为了便于理解和计算，本文以生产1t波特兰水泥的环境负荷指标为例，对建筑材料单位产品的环境负荷评价体系进行定量分析，具体为：3.1建筑材料单位产品的生产能耗值。建材单位产品的生产能耗值=化石燃料用量×燃料能源热值+用电量×每度电的热值（860千卡）。如生产1t波特兰水泥，依据国内生产耗能统计平均结果为生产每吨水泥需耗费170kg标煤和120kWh电能，根据上述公式可得出其单位生产耗能值为：170×7000（煤炭热值）+120×860=5.5GJ/t水泥。3.2建筑材料单位产品的环境污染。建筑材料单位产品的环境污染=生产过程中化石燃料用量×CO2排放量+电力消耗转化的CO2排放量+使用过程中化学分解所产生的CO2排放量。以生产1t波特兰水泥为例，依据相关能源产生的CO2排放量标准，每千克煤CO2排放量为3.16，电力消耗转化的CO2排放量为0.95kg/kW.h，1t波特兰水泥CaO含量为38%，由公式CaCO3=CaO+CO2可知，每生成1份CaO，则会生成0.78份CO2，由此可得生产1t波特兰水泥CO2排放量为：170×3.16+120×0.95+0.78×0.38×1000=0.947（t-CO2/t水泥）。3.3建筑材料单位产品的资源消耗。建筑材料单位产品的资源消耗=建筑生产过程中各种原料之和。例如，生产1t水泥需要消耗1.3t石灰石、0.2t黏土、0.1t相关校正原料，累计原料消耗为1.6t原料/t水泥。此外，在建筑材料环境负荷评价体系的建立上，除了应考虑资源消耗、能源消耗与环境污染外，还应将建筑材料的可再生性纳入到建筑材料环境负荷评价体系。这里的可再生性指被损坏的建筑材料在进行加工处理后仍可投入生产使用的性能，常见可再生建筑材料包括钢筋、铝合金、木材等。

4结语

随着节能环保观念的日益深入与我国经济发展方式的转型，我国建筑材料的使用也面临革新，新型材料不断应用于建筑生产中，对于减少资源能源消耗、减轻环境污染起着重要作用。而建筑材料环境负荷评价指标及评价体系的建立，可为新型绿色建材的研发提供一定的参考，对于绿色建材的发展具有积极的促进作用。因此，相关部门应重视和加强建筑材料环境负荷评价指标及评价体系的建立和完善，加强对新型绿色建筑材料的开发，从而更好地促进建筑行业的可持续发展。

参考文献

[1]胡海亮.建筑材料环境负荷指标及评价体系的研究[J].工程技术:引文版,2016(5):00303-00303.

作者:杨丽娟 单位:德宏职业学院