建筑評估體系中的建筑材料回收價值研究

摘 要：綠色建筑材料及制品的選擇是迄今為止可持續(xù)發(fā)展建設(shè)中最重要的方面之一。文章提出了一種通過回收建筑材料進行能源節(jié)約的評估方法，該方法考慮了材料選擇、施工、結(jié)構(gòu)技術(shù)和回收的頻率。文章的研究成果可以用作一個蘊含能量的評估工具。

關(guān)鍵詞：建筑材料；環(huán)境評估體系；回收利用

1 介紹

建筑耗能對地球生物圈有著更直接、復(fù)雜和長久的影響。這些影響包括全球變暖，化石燃料和臭氧耗竭，水的使用，大氣、水、土地的酸化和毒化等等。建筑材料的整個生命周期對建筑環(huán)境的影響是非常顯著的，但通常又是隱性的。

每年全球有超過三十噸的原材料用于制造建筑材料及產(chǎn)品。這大約占全球經(jīng)濟總量的40-50%。這其中建筑材料對資源的隱性消耗估計要是這的兩倍左右。建筑階段包括建設(shè)、運營和拆遷，使用大約30-40%的全球可利用一級能源、15%的全球淡水資源和排放占全球總量40-50%的溫室氣體。

世界能源協(xié)會的一份調(diào)查指出，隨著世界人口的增長和經(jīng)濟活動的日益頻繁，能源的使用量會在未來50年增長300%。因此，建筑行業(yè)有著特別的義務(wù)積極、迅速地從浪費、有害的行為中轉(zhuǎn)移出來，做一個建筑與自然和諧發(fā)展的范例，而不是對抗。這一新模式的可持續(xù)建筑稱為高性能綠色建筑。

在發(fā)展中國家，拆建廢料的產(chǎn)生比在其他國家的多。例如建筑廢料的平均產(chǎn)生率，美國平均每人每天0.77千克，而根據(jù)德黑蘭市政廢料管理中心的報告，德黑蘭的這一比例要高的多。除了高拆遷率，還有對建筑物的鑒定需求，尤其是住宅部門（這主要由于人口的增長，人口年輕化和建筑物的平均壽命低）。因此，在不久的將來，我們將面臨著大量的建筑垃圾。為了克服這一危機，必須從現(xiàn)在開始研究新的技術(shù)、推行新的法規(guī)并且對民眾進行教育[1]。

本文簡要介紹了在建筑產(chǎn)品生命周期中能量消耗并提供了一種通過回收建筑產(chǎn)品得到的那部分能量（潛在回收能量）計算方法。此研究結(jié)果作為建筑產(chǎn)品和材料的一個回收價值指標(biāo)可用于評估系統(tǒng)中。

2 現(xiàn)有評估體系和工具中的回收利用

2.1 生命周期評估法（Life cycle assessment，LCA）

LCA是最全面的評估材料和產(chǎn)品對環(huán)境影響的方法，并且大多數(shù)建筑評估工具都或多或少以LCA為基礎(chǔ)。但是，LCA的限制是它沒有充分解決材料的環(huán)流問題。它既沒有闡述產(chǎn)品或建筑物是否可以拆除或者回收，也沒有說明它們的可回收性。在LCA，回收的影響是通過配置（對于一個系統(tǒng)的不同功能，物質(zhì)和能源的分配流程和相關(guān)的一個系統(tǒng)對環(huán)境的排放）處理的。這個過程在材料回收時是不會準(zhǔn)確的，因為回收是一種從一種用途中“廢物”轉(zhuǎn)變到隨后用途中的“原料”的體系。盡管總影響的一部分會被分配到后續(xù)的用途（回收產(chǎn)品）中，但如果在未來沒有回收產(chǎn)品，這部分影響將不會考慮。

2.2 蘊含能量（EE）和一體碳（EC）（embodied energy，EE；embodied carbon，EC）

蘊含能源（碳）可以作為總的初級能源消耗（碳釋放）在建筑材料的整個生命周期中。這通常包括（至少）挖掘、生產(chǎn)和運輸。這被成為“從搖籃到大門”，包含所有初級能源，直到產(chǎn)品出工廠大門。理想的界線設(shè)定將從原材料（包括燃料）的提取到產(chǎn)品生命周期（包括制造、運輸、工廠的取暖和照明、維修、清理等等）的盡頭，被成為時“從搖籃到墳?zāi)埂薄?/p>

就其復(fù)雜性和其巨大，在蘊含能量的分析中考慮建筑壽命的終結(jié)比其他工業(yè)產(chǎn)品都要困難。沒有一個能被普遍接受的方法，這就是為什么這個問題如此廣泛的被爭論，方法也經(jīng)常受爭議的部分原因。

3 潛在回收能源

潛在回收能量可以被簡單描述為通過回收材料或產(chǎn)品節(jié)省下能源的一種措施。托馬克將回收潛力定義為在拆除后通過回收利用可用的那部分蘊含能量和產(chǎn)品中使用自然能源的多少。

建筑產(chǎn)品生命周期中的能量分析為了解釋本文怎樣評估“潛在回收能源”，這里簡要介紹下建筑組建生命周期中的能量使用。然而，真實的數(shù)據(jù)應(yīng)該從現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫中提取或考慮氣候、技術(shù)條件等因素后進行精確的實驗得出。

5 討論

本文提出了一種方法，建議將回收能量（EPot）與建造能量（EE）和拆除能量（ED）分開考慮。這是非常重要的，因為回收的好處跟材料選擇和應(yīng)用技術(shù)的影響隨后會變得很明顯。因此，就像托馬克提出的那樣，在評估工具中，產(chǎn)品和材料廢物處理所產(chǎn)生的影響（EE，ED）應(yīng)該單獨對待在原始生產(chǎn)中計算，而再生產(chǎn)品（ERec）應(yīng)該在回收過程中被考慮。回收的潛在好處應(yīng)該被作為產(chǎn)品的一種獨立的性能（ERec）。既然這樣，即使材料在將來沒有被回收，但在最初的評估中將不會出現(xiàn)錯誤。

以往的研究考慮了材料壽命、能源消耗和回收頻率。本文提出了一種新的方法：根據(jù)建筑物的壽命決定材料的壽命。在回收期間材料的丟棄也被考慮了進去。一種新的方法提出，根據(jù)材料/產(chǎn)品回收的潛力、蘊含能量、回收的可能性去比較它們。

能量是本文研究的唯一參數(shù)，其他參數(shù)如能量類型、排放物、經(jīng)濟因素等其他影響都沒有考慮。作為一個經(jīng)驗法則，能量是建筑材料對環(huán)境影響的一個綜合因素。然而，為了獲得材料回收能力的一個全面評估，能量不應(yīng)該是唯一的考慮因素。根據(jù)總結(jié)建筑物和其裝配中使用的不同材料的價值，方程可以做一些調(diào)整。

參考文獻

[1]Mohammad Djavad Sagha？，Zahra Sadat Hosseini Teshnizi，Recycling value of building materials in building assessment systems[J].Energy and Buildings 2011，43，3181-3188.