民用建筑生命周期固體廢棄物排放的資源環境壓力

霍明

摘 要：隨著建筑行業成本計算的復雜性和降低民用建筑生命周期固體廢棄物排放的壓力下，建筑中所帶來的相對的資源環境壓力逐漸增大，在不斷促進經濟穩步發展的同時，應該逐步走上高效資源利用，成本減量化，環境減壓化的方向，這也是整個人類面臨的較大問題。通過生態足跡建立和能源值分析的計算方式，針對民用建筑所處的生命周期的各階段所產生的固體廢棄物進行合理的建模和評價，進行了相應的實證研究。民用建筑要想在建筑生命周期的各階段降低相應的固體廢棄物排放量，逐步讓鋼結構代替民用建筑的混合物結構。

關鍵詞：民用建筑；生命周期；固體廢棄物；資源環境壓力

中圖分類號： F205 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）18-66-2

0 引言

城市固體廢物的主要來源之一，是建筑所產生的建筑垃圾，在我國，建筑施工所產生的垃圾數量占固體總量的30%，城市垃圾總量的40%。在粗糙的磚結構和全現澆結構施工的過程中，產生的建筑垃圾，如果化成每萬平米建筑施工的話，數值會是500-600t，對于舊建筑的拆除，也將會產生每平米7000-12000t的垃圾。根據大型建筑垃圾排放的特點和更多種類的，如果沿用傳統的堆積式的方式將難以降解。這樣的方式既占用了相當的土地，不但會改變土壤的特性，還會對周圍的環境造成相當大的污染，在逐步的縮短垃圾填埋場使用壽命的同時，使得民眾對于垃圾的處理造成一種公害。

針對平日生活當中，民用建筑的生命周期密切相關的人，建設各類固體廢物的合理劃分和分類，同時利用生態足跡模型計算方法進行相應的模擬，制定相應的有效措施，以逐步減少固體廢物的產生量，來緩和大自然的承受能力。相關的實證研究得出結論，民用建筑建設的過程中，水泥等先關廢棄物的排放，還有就是廢棄的商品混凝土的亂排放問題，也構成了生命周期每個階段的固體廢物排放的重要來源之一。

1 民用建筑生命周期的目標和范圍確定

根據使用民用建筑的本質，我們可以分為生產建設，即工業建筑、農業、民用建筑和非生產性建筑等。同時，民用建筑生命周期通常是由住宅建筑和公共建筑生成的，如教育建筑、辦公建筑、科學研究和文化、商業和物理性質的建筑，醫療與交通有關的建筑等。對于民用建筑生命周期，應該使用民用建筑產品的概念，通過工業產品上對于生命周期的模擬與計算方法，不斷的進行相應的模擬與分析過程，最終得到一個生命周期的目標與范圍。何時建立包含基本材料，成千上萬的單個產品等都是模型上所考慮的范圍，生產、維護和處置方法的不同決定了民用建筑各自的使用壽命的不同。民用建筑的生命周期可以分為四個階段，原材料采礦和建筑材料生產階段，施工階段，運營和維護階段，拆除和廢棄的建筑材料處理階段，每個將伴隨著各種各樣的資源利用和各種建筑垃圾廢物的排放問題，對環境來說都是一個巨大的壓力。

2 民用建筑生命周期下采用的資源環境壓力計算模型

民用建筑的生命周期中，所存在的固體廢棄物的排放量是不能夠估計的，但是是可以控制排放的，因此其中環境壓力主要來自考慮減少使用和維護施工階段和階段損失由于施工工藝，在施工的過程中，不斷提高維修維護管理不當行為。不斷地將建筑材料以減少廢棄物對環境的壓力，拆遷建筑垃圾和廢料處理階段排放的資源和環境壓力。建筑材料和建筑材料和采礦的原材料，生產固體廢物的資源和環境壓力由于缺少數據，本文未予考慮。

EFsw=EFswc+EFswu+EFswd

式中，EFsw表示固體廢物排放生命周期資源使用足跡；EFswc表示固體廢物排放資源使用在施工階段足跡；EFswu表示使用和維護階段固體廢物排放資源使用足跡；EFswd表示拆除和廢棄的建筑材料處理階段固體廢物排放資源使用足跡。

3 環境負荷數據和環境治理的來源

ISO14040標準的要求，不斷與時俱進，在保證民用建筑生命周期分析的基礎上，也應該保證環境負荷數據質量的透明度，特別是數據收集的來源和處理。自1998年以來，北京工業大學獲得國家“863”計劃、“973”計劃、關鍵基金繼續計劃的支持，北京市科學技術委員會，創建了LCA理論和方法符合中國國情的研究中不斷的應用和普及，與此同時，這種機制也在不斷地與相關行業協會和企業合作，確保收集中國材料/產品的環境負荷數據的安全性和準確性，如鋼鐵、陶瓷、有色金屬、聚合物等典型的基礎物質生產過程，并把它們放在環境感應負載數據近100000年的數據分析和總結，不斷地在能源開發和實際應用方面，建立了許多交通模型，如Simapro，Ecoinvent國際著名的LCA分析工具和數據庫逐步建立。

建筑，通常包含各種各樣的材料和產品，每個材料/產品都有相應的生產、維護和處置方法。然而，他們形成了建筑系統有類似的生命周期：材料生產、建設、使用和廢棄物（拆除和處置）。因此，建筑生命周期分為材料物化階段、施工階段和使用階段和廢棄階段，如圖1所示。

3.1 建筑材料物化階段

建筑材料和化學階段指的是建造各種建筑材料，如鋼鐵、木材、水泥等原材料/成品材料，門窗、相位與高強度的能量輸入和材料為主要特征的能源消耗占整個生命周期的能源消耗。材料和化學相分析包括：根據圖紙和材料在施工計劃和相應的施工周期的定量計算下鏈接數量的各種建筑材料、定義生命周期分析，各種建筑材料和工具系統功能單元，同時，計算能耗的相關建筑活動；結合大量的建筑材料建立三種建筑材料和化學物質流模型階段，三種建筑材料在物理和化學階段單獨計算，以及能源消耗。

3.2 建筑施工階段

充分分析主要建筑施工階段各類建筑材料，運輸過程和建設中產生的能耗和材料消耗。

3.3 使用與維護階段的資源環境壓力

民用建筑的使用和維護階段也是相應的固體廢物排放的主要來源。有時排放資源總排放量29.74hm2，如圖1所示的各種建筑材料資源使用足跡固體廢物排放。如圖1所示，廢棄的水泥排放24.62hm2，這個階段的固體廢物排放的資源占用82.78%的足跡。因此，控制維修維護所需的水泥劑量這一階段固體廢物排放的主要措施，降低資源和環境的壓力。

圖1 使用與維護階段固體廢棄物排放的

資源占用足跡構成

4 拆除及廢棄建材處置階段的資源環境壓力

在建筑的使用過程中必然會存在相應的拆除及廢棄建材處置階段。這其中的建筑垃圾有自己的計算模型。有數據研究表明，組成固體廢棄物排放的各類建筑材料所產生的環境壓力所有的建筑原料中水泥的排放足跡最大為1 477.23 hm2，占拆除及廢棄建材處置階段排放足跡的56.73%；其次為商品混凝土的970.43hm2，占拆除及廢棄建材處置階段排放足跡的37.26%；4.27%的為墻地面材料排放量。其余建筑材料排放足跡之和為45.35hm2。因此，現有的民用建筑建筑垃圾排放，應該逐步控制排放的有效控制，特別是水泥和混凝土用量的有效控制產品。

5 結束語

為了將這些建筑中的對生態環境造成的綜合壓力實時的反映在建筑設計及其施工的各個環節，應該要不斷的把生態足跡方法充分利用起來，將環境的壓力與建筑的能值分析進行不斷的切合，逐步構建衡量民用建筑的生命周期的不同階段固體廢物的資源和環境壓力計算模型，使固體廢物資源和環境壓力測量與常見的計算依據具有可比性，實現綜合定量減輕固體廢物對資源和環境的壓力。

參 考 文 獻

[1] 宋陽，劉浩，趙奕.民用建筑生命周期固體廢棄物排放的資源環境壓力[J].中國人口資源與環境，2012（4）：426-430.

[2] 龔先政.住宅建筑生命周期能耗的比較研究[J].智能建筑與城市信息，2012（8）：14-19.