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清華大學朱穎心:以全新視角評估建筑是否“綠色

作者:鋼結構網    
時間:2009-12-23 10:04:33 [收藏]


    用單一環(huán)境影響指標衡量建筑是否“綠色”,是不可取的。

    在小區(qū)里多鋪些草坪、多種些樹并不代表里面的房子就是綠色建筑。建設部科技司負責人曾在接受記者采訪時指出:即使是那些依據(jù)國外的評價標準建設的所謂綠色建筑、生態(tài)建筑也不一定真正適合中國國情。

    那么,我們又該如何對綠色建筑進行評估呢?

    清華大學建筑科學系教授朱穎心長期從事綠色建筑評估體系的研究,她認為:對建筑來說,值得關注的不僅是節(jié)能,還包括建筑的節(jié)地、節(jié)材、節(jié)水、減少建造和拆卸過程對環(huán)境的污染等等問題。朱穎心的最新研究從全生命周期的角度剖析了建筑活動的環(huán)境影響,提出了綜合量化的計算方法,建立了用于評價我國建筑生命周期環(huán)境影響的終點破壞模型。

    “從搖籃到墳墓”的全過程評估

    朱穎心告訴記者:“降低建筑能耗和建設活動對環(huán)境的不利影響是我國可持續(xù)發(fā)展策略的重要組成方面。建筑不僅在運行階段直接或間接地消耗各種能源、資源,排放污染物,在建材生產、建造施工等階段也是如此。因此,要合理制定建筑設計方案,正確引導建筑可持續(xù)發(fā)展,就需要對建筑整個生命周期的環(huán)境性能進行綜合量化評價。”

    生命周期分析(LCA) 研究起源于20世紀60年代,它是一種用于評價產品在其整個生命周期中,即從原材料的獲取,產品的生產、使用直至產品使用后的處置過程中,對環(huán)境產生的影響的技術和方法。70年代初期,LCA研究還主要集中在包裝廢物問題上;隨著方法論和應用方面研究的不斷深入,LCA在各個方面都得到了大量應用。

    朱穎心指出,LCA已經是目前國際上公認的量化評價產品系統(tǒng)環(huán)境負荷的方法。近年來,隨著建筑環(huán)境性能重要性的凸顯,生命周期評價越來越多地用于建筑領域。

    為量化評價建筑相關活動的節(jié)能及綜合環(huán)境影響。朱穎心和她的博士生顧道金、谷立靜等提出了適合中國國情的建筑生命周期評價方法,分析了在原料獲取、建材生產、施工、運行、報廢處置這5個階段分別帶來的能耗、資耗、污染等方面的環(huán)境影響,并結合我國國情和建筑業(yè)特點,選取了資源耗竭、能源耗竭、人類健康受損和生態(tài)破壞四個終點環(huán)境影響類型,確定了各終點的算法、標準化背景值以及其他相關參數(shù),最終建立了用于評價我國建筑生命周期環(huán)境影響的終點破壞模型。

    評價指標體系的中國化

    朱穎心強調:“在LCA方法中,清單數(shù)據(jù)和環(huán)境影響指標均具有很強的地域性。因此,國外的成果不能直接用于我國的研究。能源、建材的清單數(shù)據(jù)需要針對我國的工藝過程進行分析和重新計算,評價指標更需要依據(jù)我國的特殊國情進行選取和計算。”

    “有些國家的學者進行建筑LCA研究時會選用單一環(huán)境影響作為評價指標?!敝旆f心說,“比如日本學者用建筑生命周期二氧化碳排放量的指標來評判建筑節(jié)能方案、衡量建筑生命周期的環(huán)境性能。”

    然而就我國來說,用這些單一環(huán)境影響指標衡量建筑的環(huán)境性能卻是不可取的。朱穎心指出,我國特殊的資源條件決定了我國能源結構以煤為主,煤炭利用是我國二氧化碳排放的主要源頭。因此,我國建筑LCA選取的評價指標,應該利于促進現(xiàn)有能源的高效利用。

    而只用能源消耗作為評價指標也是不夠的。朱穎心解析其中的原因時指出:首先,建筑材料和設備的生產消耗的大量資源中,有些是緊缺資源,有些是嚴重依賴進口的資源。其次,我國的酸雨、富營養(yǎng)化、粉塵、固體廢棄物等問題也日趨嚴重。所以除能源外,資源和各種污染物的環(huán)境影響也都需要考慮。這就決定了我國必須采用LCA方法較完整的方式對多種環(huán)境影響類型進行綜合評價。

    朱穎心還大量使用到了建筑材料和部件的含能數(shù)據(jù)。所謂含能是指單位質量的產品從自然界原始材料的掘取經過運輸、加工、組裝直至成品出廠前的所有相關過程的能耗總和。

    為了得到上述含能數(shù)據(jù),課題組進行了大量的數(shù)據(jù)調研工作。谷立靜說:“目前國內這方面的數(shù)據(jù)較少。研究中采用的數(shù)據(jù)部分來源于國內研究成果。部分從其他國家的數(shù)據(jù)推導。推導依據(jù)是國內外主要產品單位能耗的對比情況,國內平均水平比國外先進水平多耗能40%~50%?!?br />
    建造維護階段環(huán)境影響不可忽視

    在建筑生命周期環(huán)境影響的終點破壞模型建立后,朱穎心用其對十幾棟辦公建筑或住宅樓進行了實驗性評估。

    評估結果顯示:建筑物建造過程對環(huán)境的影響與它本身的結構體系有比較大的關系。磚混、鋼筋混凝土和鋼結構這幾種房屋結構中,鋼結構房屋雖然造價最高,但它在建造階段對環(huán)境的影響反而最小,因為建造它所使用的材料大部分是可以回收再利用的。

    另外,朱穎心還對房屋生命周期全過程中建造階段的環(huán)境影響與運行階段環(huán)境影響所占比例進行了比較。研究顯示,該比例與建筑的功能和用途有關:普通住宅上述兩者的比例大約是1∶1;而公共建筑由于在運行階段能耗較大,環(huán)境影響在整個生命階段所占比例較大。

    “在我們建筑界的傳統(tǒng)做法里,節(jié)能主要是建筑運行階段的工作,從我們的研究結果來看,建材生產和建筑施工過程的能耗也是不可忽視。”朱穎心說。

    朱穎心指出,該模型還可以計算出某個特定的建筑物的窗墻比(窗戶占墻面積的比例)、保溫層的厚度和位置的最優(yōu)值,從而實現(xiàn)最好的節(jié)能效果。

    不僅如此,朱穎心告訴記者,他們的研究成果可以從單體建筑擴展到建筑群乃至整個城市的環(huán)境影響評估。

    “比如說現(xiàn)在很火的城市熱網集中供暖建設,就可以使用我們的模型進行預判,看它是否能夠實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保,經濟地供熱。”



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