劉 宇，張宇峰，孫燕瓊，龔先政

(北京工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，北京 100124)

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基于生命周期評(píng)價(jià)的綠色建筑選材研究

劉 宇，張宇峰，孫燕瓊，龔先政

(北京工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，北京 100124)

我國(guó)建筑業(yè)能耗占全國(guó)總能耗的40%以上，建筑中由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱傳導(dǎo)而產(chǎn)生的空調(diào)與供暖能耗占建筑全生命周期能耗的70%以上，節(jié)能建筑材料的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用是建筑節(jié)能的關(guān)鍵。以對(duì)建筑保溫性能具有關(guān)鍵作用的外墻外保溫材料、建筑玻璃窗與墻體材料為研究對(duì)象，利用生命周期評(píng)價(jià)方法定量分析典型節(jié)能建材從礦石開(kāi)采、材料生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用直至最終廢棄全生命周期過(guò)程的資源消耗與環(huán)境影響，據(jù)此進(jìn)行低環(huán)境負(fù)荷材料的擇優(yōu)，為綠色建筑的科學(xué)選材提供理論與數(shù)據(jù)支撐。

建筑材料；生命周期評(píng)價(jià)；綠色建筑

1 研究背景

建筑業(yè)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年我國(guó)建筑業(yè)能耗占全國(guó)總能耗的40%以上，由耗能帶來(lái)的污染物排放量亦十分巨大。隨著全社會(huì)對(duì)環(huán)境問(wèn)題的日益關(guān)注，在全生命周期內(nèi)最大限度節(jié)約資源能源、減少污染、保護(hù)環(huán)境已經(jīng)成為建筑業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。

建筑材料是構(gòu)成建筑的物質(zhì)基礎(chǔ)，綠色建筑的發(fā)展離不開(kāi)相應(yīng)建筑材料的支持，無(wú)論建筑物化階段還是其運(yùn)行階段的環(huán)境影響，均與建筑材料的性能以及環(huán)境影響有著密切的關(guān)系[1]。建筑中由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱傳導(dǎo)而產(chǎn)生空調(diào)與供暖能耗占建筑全生命周期能耗的70%以上[2]。因此，節(jié)能建筑材料的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用是建筑節(jié)能的關(guān)鍵[3]，通過(guò)科學(xué)的方法選取材料達(dá)到最優(yōu)的建筑節(jié)能效果，對(duì)綠色建筑的推廣具有重要意義。

生命周期評(píng)價(jià)(Life Cycle Assessment,LCA)是一種通過(guò)量化與評(píng)估對(duì)象相關(guān)的能源消耗、物質(zhì)消耗和污染物排放，來(lái)評(píng)估某一產(chǎn)品、過(guò)程或事件環(huán)境負(fù)荷的方法。近些年，隨著建筑節(jié)能的發(fā)展，國(guó)內(nèi)研究人員使用該方法開(kāi)展了大量針對(duì)新型節(jié)能建材的研究：周駿貴等人對(duì)新型墻體材料的全生命周期評(píng)價(jià)研究進(jìn)行了綜述[4]；李斌運(yùn)用生命周期評(píng)價(jià)方法，分析了外墻外保溫體系從設(shè)計(jì)、施工、使用到廢棄全過(guò)程的成本，計(jì)算了該體系的生命周期成本與補(bǔ)償年限[5]；肖君利用生命周期評(píng)價(jià)方法分析了巖棉板和聚苯乙烯擠塑板在生產(chǎn)、使用和拆除階段的資源、能源消耗及污染物排放情況，從社會(huì)支付意愿角度衡量環(huán)境影響程度[6]；陳文娟基于生命周期評(píng)價(jià)方法分析了浮法玻璃生產(chǎn)的資源與能耗情況，定量化了富氧燃燒技術(shù)的節(jié)能減排潛力[7]；馬麗麗[8]、趙春芝[9]、馬麗萍[10]、郭鹿[11]、王波[12]等人分別對(duì)紙面石膏板、鋁塑板及單鋁板、聚苯板、銅塑鋁板和純銅板等建筑材料開(kāi)展了環(huán)境負(fù)荷研究。

國(guó)外學(xué)者也基于生命周期評(píng)價(jià)方法對(duì)節(jié)能建筑材料開(kāi)展了相關(guān)研究。Afif Hasan[13]計(jì)算了外墻保溫材料的全生命周期節(jié)能成本，結(jié)果顯示，根據(jù)墻體結(jié)構(gòu)的不同，巖棉保溫材料的投資回收期在1年到1.7年之間，而聚苯板的投資回收期在1.3年到2.3年之間；Amaryllis Audenaert[14]用Eco-indicator 99方法對(duì)一棟19層低能耗建筑進(jìn)行生命周期評(píng)價(jià)，結(jié)果顯示，保溫隔熱材料的選擇影響建筑的生態(tài)指數(shù)，使用聚苯板比使用巖棉板的建筑生態(tài)指數(shù)高15%；Ashwin Sabapathy[15]、Christopher Koroneos[16]分別對(duì)印度與希臘的燒結(jié)磚產(chǎn)品進(jìn)行了環(huán)境影響對(duì)比； Mueller A[17]、 Kurama H[18]、 Huberman N[19]等人則對(duì)加氣混凝土砌塊從礦物開(kāi)采到循環(huán)回收過(guò)程的環(huán)境負(fù)荷開(kāi)展了相關(guān)研究。

本文從建筑選材的角度出發(fā)，以對(duì)建筑保溫性能具有關(guān)鍵作用的外墻外保溫材料、建筑玻璃窗與墻體三類節(jié)能建筑材料產(chǎn)品為研究對(duì)象，利用生命周期評(píng)價(jià)方法定量分析典型節(jié)能建材產(chǎn)品從礦石開(kāi)采、材料生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用直至最終廢棄全生命周期過(guò)程的資源消耗與環(huán)境影響，據(jù)此進(jìn)行低環(huán)境負(fù)荷材料的擇優(yōu)，為綠色建筑的選材提供理論與數(shù)據(jù)支撐。

2 研究方法

本文基于ISO14040系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的生命周期評(píng)價(jià)方法與技術(shù)框架開(kāi)展研究。按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織的定義，生命周期評(píng)價(jià)是對(duì)一個(gè)產(chǎn)品系統(tǒng)的生命周期中輸入、輸出及其潛在環(huán)境影響的匯編和評(píng)價(jià)[20]。這里的產(chǎn)品系統(tǒng)是通過(guò)物質(zhì)和能量聯(lián)系起來(lái)的，具有一種或多種特定功能的單元過(guò)程集合。生命周期是指產(chǎn)品系統(tǒng)中前后銜接的一系列階段，從原材料的獲取或自然資源的生成，直至最終處置。

節(jié)能建筑材料產(chǎn)品的生命周期涉及多個(gè)環(huán)節(jié)，需要大量數(shù)據(jù)來(lái)支撐整個(gè)評(píng)價(jià)過(guò)程。通過(guò)與相關(guān)行業(yè)專家進(jìn)行研討，制定環(huán)境負(fù)荷數(shù)據(jù)的收集計(jì)劃、系統(tǒng)邊界與質(zhì)量控制規(guī)范，見(jiàn)表1所示。數(shù)據(jù)收集階段將行業(yè)協(xié)會(huì)、企業(yè)、設(shè)計(jì)部門的調(diào)研數(shù)據(jù)與統(tǒng)計(jì)資料(年鑒、行業(yè)報(bào)告)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)相結(jié)合，涵蓋礦石開(kāi)采、能源生產(chǎn)、運(yùn)輸、材料生產(chǎn)與廢物處置等重要環(huán)節(jié)。通過(guò)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制與評(píng)價(jià)方法對(duì)所收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行審核、表征并分析數(shù)據(jù)的代表性、完整性、準(zhǔn)確性和時(shí)效性。

表1 數(shù)據(jù)收集范圍與方式Table 1 The scope and methods of data collection

根據(jù)節(jié)能建筑材料的環(huán)境負(fù)荷特點(diǎn)，構(gòu)建環(huán)境影響評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，見(jiàn)表2所示。通過(guò)數(shù)據(jù)收集定量化典型外保溫材料、建筑玻璃窗、墻體材料全生命周期的資源、能源消耗與污染物排放量，利用評(píng)價(jià)模型與指標(biāo)體系將由此造成的重要環(huán)境問(wèn)題基于自然科學(xué)進(jìn)行綜合表征，據(jù)此比較同一種建筑結(jié)構(gòu)采用不同材料對(duì)建筑整體環(huán)境負(fù)荷的影響，實(shí)現(xiàn)對(duì)節(jié)能建筑材料的科學(xué)擇優(yōu)。

表2 環(huán)境影響評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Table 2 Environmental impact assessment indicators system

3 基于生命周期評(píng)價(jià)的典型外墻外保溫材料選材研究

墻體外保溫技術(shù)是建筑節(jié)能的重要手段，可有效消除墻體中的熱橋，達(dá)到優(yōu)異的絕熱效果，同時(shí)消除冷凝，保持室溫穩(wěn)定性，提高居住舒適性。從材料可燃性的角度，墻體外保溫材料主要分為三類，即可燃的有機(jī)保溫材料、難燃的有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合型保溫材料和不可燃的無(wú)機(jī)保溫材料。有機(jī)保溫材料以聚苯乙烯泡沫(EPS)板為代表，具有優(yōu)越的保溫隔熱性能，但防火性能相對(duì)較差；無(wú)機(jī)保溫材料以巖棉板為代表，其保溫性能弱于有機(jī)保溫材料，但具有良好的防火性能。本文通過(guò)分析EPS板和巖棉板的全生命周期環(huán)境負(fù)荷，對(duì)比兩類典型外墻外保溫材料在達(dá)到相同保溫性能與防火等級(jí)情況下的環(huán)境影響，據(jù)此指導(dǎo)外墻外保溫材料的科學(xué)擇優(yōu)。

3.1 相同保溫效果下兩種保溫系統(tǒng)的環(huán)境影響比較

根據(jù)北京地區(qū)居住建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)與對(duì)墻體圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工設(shè)計(jì)的要求，將目標(biāo)建筑的外墻傳熱系數(shù)設(shè)定為0.40W/(m2·K)，基層墻體設(shè)定為200mm的鋼筋混凝土墻，保溫板與基層墻體通過(guò)聚合物水泥砂漿粘結(jié)，且粘結(jié)面積不小于40%。功能單位選取為安全粘貼在200mm鋼筋混凝土墻基層墻體上，且保證墻體傳熱系數(shù)為0.40W/(m2·K)的1m2EPS薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)以及巖棉薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)。為達(dá)到設(shè)定的外墻傳熱系數(shù)，兩種保溫系統(tǒng)的EPS板和巖棉板用量分別為9kg/m2和17.33kg/m2；粘結(jié)砂漿用量分別為7.5kg/m2和9kg/m2；抹面砂漿、錨栓、玻璃纖維網(wǎng)格布和涂料的用量均為9,0.18,0.2和0.2kg/m2。據(jù)此計(jì)算相同保溫性能時(shí)兩種外保溫系統(tǒng)的環(huán)境影響，見(jiàn)圖1所示。

圖1 具有相同保溫性能時(shí)兩種外保溫系統(tǒng)的環(huán)境影響歸一化結(jié)果Fig.1 The environmental impact of two external thermal insulation composite systems in the same insulation performance

結(jié)果顯示，酸化和光化學(xué)煙霧為外保溫系統(tǒng)最主要的環(huán)境影響，主要是由材料生產(chǎn)過(guò)程排放的SO2與NOx所致；兩種系統(tǒng)中不可再生資源消耗和水體富營(yíng)養(yǎng)化影響相差不大，原因?yàn)閷?duì)這兩種環(huán)境影響起決定作用的干混砂漿用量基本相同；巖棉外保溫系統(tǒng)的溫室效應(yīng)和人體健康損害兩種環(huán)境影響明顯高于EPS系統(tǒng)，由于巖棉板在生產(chǎn)過(guò)程的能耗遠(yuǎn)高于相同功能單位的EPS板，直接導(dǎo)致大量溫室氣體的排放和人體健康損害的產(chǎn)生。綜合環(huán)境影響指標(biāo)的對(duì)比結(jié)果顯示，巖棉外保溫系統(tǒng)的環(huán)境影響比相同保溫性能的EPS外保溫系統(tǒng)高23.3%。

3.2 綜合考慮保溫性能和阻燃性能的兩種保溫系統(tǒng)的環(huán)境影響比較

外墻外保溫系統(tǒng)在滿足圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能的同時(shí)，還應(yīng)兼顧系統(tǒng)本身的阻燃性能。因此，對(duì)比兩種保溫系統(tǒng)環(huán)境影響時(shí)，需要綜合考慮材料的隔熱性和阻燃性。本文設(shè)定表征材料隔熱性能和阻燃性能的綜合指標(biāo)：1/(導(dǎo)熱系數(shù)×材料燃燒增長(zhǎng)速率指數(shù))，單位為[(m2·K·s)/W2]。巖棉為A級(jí)不燃材料，導(dǎo)熱系數(shù)0.040W/(m2·K)，燃燒增長(zhǎng)速率指數(shù)≤120W/s， EPS板導(dǎo)熱系數(shù)0.039W/(m2·K)，燃燒性能等級(jí)B1，燃燒增長(zhǎng)速率指數(shù)≤250W/s。以此為基準(zhǔn)，對(duì)比相同保溫和阻燃性綜合指標(biāo)下EPS外保溫系統(tǒng)和巖棉外保溫系統(tǒng)的環(huán)境影響，見(jiàn)圖2所示。結(jié)果顯示，EPS外保溫系統(tǒng)的環(huán)境負(fù)荷比巖棉外保溫系統(tǒng)高15.8%。

圖2 綜合指標(biāo)下兩種外保溫系統(tǒng)的環(huán)境影響歸一化結(jié)果Fig.2 The environmental impact of two external thermal insulation composite systems in the composite indicator

綜上，若僅考慮墻體的保溫性能，EPS薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)的環(huán)境協(xié)調(diào)性優(yōu)于巖棉薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)；但是在綜合考慮保溫性能和阻燃性能的情況下，巖棉外保溫系統(tǒng)則優(yōu)于EPS外保溫系統(tǒng)。

4 基于生命周期評(píng)價(jià)的典型建筑玻璃窗選材研究

玻璃窗是建筑的重要組成部分，不僅起到美觀裝飾作用，還具有采光、保溫、隔聲等功能。本文以鋁合金窗、斷橋鋁合金窗、塑鋼窗、木塑復(fù)合窗和再生木塑復(fù)合窗5類典型玻璃窗為研究對(duì)象，其規(guī)格為1500mm×1500mm外墻用平開(kāi)窗，玻璃類型為5+12A+5Low-E中空玻璃，使用增塑PVC密封膠條和硅酮密封膠，五金件均選用Q235鋼材。生產(chǎn)每平米各類型玻璃窗所需材料見(jiàn)表3所示。

根據(jù)確定的數(shù)據(jù)調(diào)研方案，對(duì)表3中各類材料生產(chǎn)的基礎(chǔ)清單、玻璃窗組裝電耗、以及部件運(yùn)輸過(guò)程的能耗與污染物排放進(jìn)行計(jì)算，據(jù)此分析5種玻璃窗生產(chǎn)造成的主要環(huán)境影響，見(jiàn)表4所示。

表3 生產(chǎn)每平米窗所需材料(kg)Table 3 Materials requirement of the 1m2 window(kg)

表4 各玻璃窗生產(chǎn)過(guò)程的環(huán)境影響評(píng)價(jià)結(jié)果Table 4 The environmental impact assessment results of the windows

在建筑玻璃窗的使用階段，因兩側(cè)存在溫差引發(fā)熱交換，需要由空調(diào)或暖氣提供額外熱量來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償以維持適宜的室內(nèi)環(huán)境，用其表征玻璃窗在使用階段的能源消耗。對(duì)于夏季制冷建筑物中玻璃窗產(chǎn)生的能耗，同時(shí)考慮內(nèi)外溫差引起的玻璃窗熱傳導(dǎo)以及太陽(yáng)輻射引起的傳熱；對(duì)于冬季采暖建筑中玻璃窗產(chǎn)生的能耗，僅考慮內(nèi)外溫差引起的玻璃窗熱傳導(dǎo)。鋁合金窗、斷橋鋁合金窗、塑鋼窗、木塑復(fù)合窗和再生木塑復(fù)合窗的傳熱系數(shù)分別為2.6,2.1,2.0,1.9和1.9W/(m2·K)。假定建筑內(nèi)制熱和制冷均通過(guò)空調(diào)完成，空調(diào)的制冷系數(shù)為2.6，制熱系數(shù)為1.8，據(jù)此計(jì)算出玻璃窗造成的夏季制冷和冬季制暖能耗，見(jiàn)表5所示。

由于各類型玻璃窗壽命不同，因此需要將它們放置在整個(gè)建筑的生命周期中考慮。假定建筑壽命為70年，鋁合金窗、斷橋鋁合金窗的使用壽命分別為40年和50年，塑鋼窗、木塑復(fù)合窗以及再生木塑復(fù)合窗的使用壽命為30年，玻璃窗在使用壽命到期后需要更換。以此計(jì)算出每類玻璃窗在建筑服役周期中的年平均環(huán)境影響，見(jiàn)圖3所示。

表5 各類型玻璃窗使用階段每年的能耗 (MJ)Table 5 Energy consumption of the windows in use phase per year (MJ)

結(jié)果顯示，各類玻璃窗的使用階段均占全生命周期環(huán)境影響的90%以上，因此玻璃窗的隔熱性能對(duì)其環(huán)境影響具有主導(dǎo)作用。由于使用階段對(duì)環(huán)境影響的支配性貢獻(xiàn)，各類玻璃窗的環(huán)境影響分布基本相同，其中AP、GWP和POCP貢獻(xiàn)較大，分別為48%，28%和15%左右，而ADP、HTP和EP所占比例均低于5%，各類環(huán)境影響均主要源于使用階段的電耗以及發(fā)電過(guò)程的污染物排放。各類玻璃窗的對(duì)比結(jié)果顯示，再生木塑復(fù)合窗的環(huán)境影響最小，其次是木塑復(fù)合窗和塑鋼窗，鋁合金窗的環(huán)境影響最大。斷橋鋁合金窗、塑鋼窗、木塑復(fù)合窗以及再生木塑復(fù)合窗的環(huán)境影響分別比鋁合金窗減少13%、18%、23%和23%。

圖3 玻璃窗的年平均環(huán)境影響評(píng)價(jià)結(jié)果Fig.3 The annual average environmental impact assessment results of the windows

5 基于生命周期評(píng)價(jià)的典型墻體材料選材研究

近些年來(lái)，我國(guó)以保護(hù)土地、節(jié)約能源為目的，大力開(kāi)展墻體材料改革，新型墻體材料不斷涌現(xiàn)。本文選取粘土實(shí)心磚、利廢空心磚、加氣混凝土砌塊和輕集料混凝土砌塊4類典型墻體材料為研究對(duì)象，對(duì)比不同墻體材料的選取對(duì)建筑環(huán)境負(fù)荷的影響，其基本信息見(jiàn)表6所示。系統(tǒng)邊界定義為從原料開(kāi)采至材料出廠，即“從搖籃到大門”。

研究的功能單位定義為1m2具有相同保溫性能的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。由于4種典型墻體材料的導(dǎo)熱系數(shù)不同，由它們砌筑的具有相同保溫性能的圍護(hù)結(jié)構(gòu)也有所差異。調(diào)研的4種墻體材料的導(dǎo)熱系數(shù)分別為0.8,0.5,0.2和0.28W/(m·K)，以粘土實(shí)心磚砌筑成三七墻為基準(zhǔn)，將利廢空心磚砌筑的二四墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)、加氣混凝土砌塊砌筑的150mm厚圍護(hù)結(jié)構(gòu)以及輕集料混凝土砌塊砌筑的190mm厚圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成與基準(zhǔn)具有同樣的保溫效果。不同材料圍護(hù)結(jié)構(gòu)的環(huán)境影響評(píng)價(jià)結(jié)果如圖4所示。

表6 典型墻體材料產(chǎn)品的基本信息Table 6 Basic information of typical wall materials

圖4 不同材料圍護(hù)結(jié)構(gòu)的環(huán)境影響評(píng)價(jià)結(jié)果Fig.4 The environmental impact of the building envelopes with different materials

各類環(huán)境影響的分析結(jié)果顯示，粘土實(shí)心磚生產(chǎn)造成的不可再生資源耗竭影響最大，主要源于大量粘土的消耗，空心磚與輕集料混凝土砌塊次之；兩類燒結(jié)磚的溫室效應(yīng)影響較大，主要源于能源燃燒產(chǎn)生的CO2和CH4排放，而加氣混凝土砌塊在石灰生產(chǎn)和水泥生產(chǎn)中碳酸鹽礦物的分解會(huì)排放大量溫室氣體，導(dǎo)致其溫室效應(yīng)大于輕集料混凝土砌塊；酸化效應(yīng)主要由化石能源燃燒所排放的SO2和NOx引起，粘土實(shí)心磚與利廢空心磚的酸性氣體排放主要來(lái)自燒磚過(guò)程煤的燃燒，而輕集料混凝土中陶粒的燒結(jié)及水泥生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生大量SO2和NOx，導(dǎo)致其酸化效應(yīng)也較顯著，加氣混凝土砌塊的酸化效應(yīng)最小；在光化學(xué)煙霧影響中，利廢空心磚和輕集料混凝土砌塊圍護(hù)結(jié)構(gòu)由于生產(chǎn)過(guò)程中NMVOC和CO的排放量較大，其影響大于粘土實(shí)心磚圍護(hù)結(jié)構(gòu)；粘土實(shí)心磚的水體富營(yíng)養(yǎng)化影響最大，其主導(dǎo)物質(zhì)是化石能源燃燒造成的NOx排放；人體健康影響的主導(dǎo)物質(zhì)是粉塵、SO2和NOx，兩類燒結(jié)磚的人體健康影響大于兩類砌塊。

不同墻體材料的環(huán)境影響的對(duì)比結(jié)果顯示，粘土實(shí)心磚作為傳統(tǒng)建筑材料，其生產(chǎn)能耗高、資源消耗多、環(huán)境污染大，使用粘土實(shí)心磚的圍護(hù)結(jié)構(gòu)具有最大的環(huán)境影響。相比粘土實(shí)心磚，采用利廢空心磚、加氣混凝土砌塊和輕集料混凝土砌塊的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，環(huán)境影響分別降低34%、70%和56%。在具有相同保溫性能的情況下，采用加氣混凝土砌塊圍護(hù)結(jié)構(gòu)具有最優(yōu)的環(huán)境表現(xiàn)。

6 結(jié) 論

本文以對(duì)建筑保溫性能具有關(guān)鍵作用的外墻外保溫材料、建筑玻璃窗與墻體材料為研究對(duì)象，通過(guò)收集典型節(jié)能建材從礦石開(kāi)采、材料生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用、直至最終廢棄全生命周期過(guò)程的資源、能源消耗與污染物排放數(shù)據(jù)，利用生命周期評(píng)價(jià)方法定量分析其環(huán)境影響，據(jù)此進(jìn)行低環(huán)境負(fù)荷材料的擇優(yōu)。

對(duì)于建筑外墻外保溫材料，若僅考慮墻體的保溫性能，EPS薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)的環(huán)境協(xié)調(diào)性優(yōu)于巖棉薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)；但是在綜合考慮保溫性能和阻燃性能的情況下，巖棉外保溫系統(tǒng)則優(yōu)于EPS外保溫系統(tǒng)。

對(duì)于建筑玻璃窗，再生木塑復(fù)合窗和木塑復(fù)合窗的年平均環(huán)境影響較低，比鋁合金窗減少23%左右；5類玻璃窗使用階段的環(huán)境影響均占據(jù)主導(dǎo)地位，采用新型材料降低傳熱系數(shù)是改善玻璃窗全生命周期環(huán)境表現(xiàn)的有效途徑。

對(duì)于建筑墻體材料，在具有相同保溫性能的情況下，加氣混凝土砌塊的總環(huán)境影響最小，實(shí)心粘土磚最大，為加氣混凝土砌塊的3倍以上。

綠色建筑的選材不僅需要考慮材料生產(chǎn)相關(guān)過(guò)程的資源消耗與環(huán)境排放，還需要考慮材料在具體建筑結(jié)構(gòu)中的性能，兩者缺一不可。生命周期評(píng)價(jià)方法能科學(xué)、全面地定量評(píng)價(jià)建筑材料全生命周期的環(huán)境影響，確定在實(shí)現(xiàn)相同功能的前提下采用何種建筑材料能夠獲得最優(yōu)的環(huán)境效益。基于生命周期評(píng)價(jià)方法對(duì)節(jié)能建材的環(huán)境影響分析，不僅有助于新型建筑材料的開(kāi)發(fā)，而且可對(duì)綠色建筑的選材提供有力方法與數(shù)據(jù)支持。

References

[1] Chang Yuan(常 遠(yuǎn))，Wang Yaowu(王要武).ChinaCivilEngineeringJournal(土木工程學(xué)報(bào))[J],2011(05): 136-143.

[2] Qian Bozhang(錢伯章)，Zhu Janfang(朱建芳).BuildingEnergyEfficiency(建筑節(jié)能)[J],2009(02): 56-60.

[3] Liu Wanwen(劉萬(wàn)聞).NewTechnology&NewProductsofChina(中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品)[J],2010(10): 193.

[4] Zhou Jungui(周駿貴)，Hu Qilong(胡啟龍)，Lv Peijuan(呂佩娟)，etal.BuildingBlock&BlockConstruction(建筑砌塊與砌塊建筑)[J],2011(06): 50-54.

[5] Li Bing(李 斌)，Zhang Chunnan(張春囡).BuildingScience(建筑科學(xué))[J],2007(06): 28-31.

[6] Xiao Jun(肖 君)，Zhao Ping(趙 平)，Liu Rui(劉 睿).JournalofSafetyandEnvironment(安全與環(huán)境學(xué)報(bào))[J],2013(01): 138-141.

[7] Chen Wenjuan(陳文娟).DissertationforMaster(碩士論文) [D]. Beijing: Beijing University of Technology,2007.

[8] Ma Lili(馬麗麗).DissertationforMaster(碩士論文) [D]. Beijing: Beijing University of Technology,2012.

[9] Zhao Chunzhi(趙春芝).DissertationforMaster(碩士論文) [D]. China: China Building Materials Academy,2005.

[10] Ma Liping(馬麗萍)，Jiang Quan(蔣 荃)，Zhao Chunzhi(趙春芝).NewBuildingMaterials(新型建筑材料)[J],2014(01): 18-21.

[11] Guo Lu(郭 鹿).ChinaBuildingMaterialsScience&Technology(中國(guó)建材科技)[J],2007(06): 7-11.

[12] Wang Bo(王 波)，Wang Yanfei(王燕飛)，Cui Ling(崔 玲).ChineseandOverseasArchitecture(中外建筑)[J],2003(6): 107-109.

[13] Hasan A.AppliedEnergy[J],1999,63(2): 115-124.

[14] Audenaert A,De Cleyn S H,Buyle M.EnergyandBuildings[J],2012,47: 68-73.

[15] Sabapathy A,Maithel S.BuildingandEnvironment[J],2013,64: 107-117.

[16] Koroneos C,Dompros A.BuildingandEnvironment[J],2007,42(5): 2114-2123.

[17] Mueller A,Sokolova S N,Vereshagin V I.ConstructionandBuildingMaterials[J],2008,22(4): 703-712.

[18] Kurama H,Top U B,Karakurt C.JournalofMaterialsProcessingTechnology[J],2009,209(2): 767-773.

[19] Huberman N,Pearlmutter D.EnergyandBuildings[J],2008,40(5): 837-848.

[20] International Organization for Standardization (ISO),ISO 14044.EnvironmentalManagement-LifeCycleAssessment-RequirementsandGuidelines[S],2006.

(編輯 惠 瓊)

《中國(guó)材料進(jìn)展》2016年度編委會(huì)暨理事會(huì)在南京召開(kāi)

在“2016新材料國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)高層論壇”舉辦期間，《中國(guó)材料進(jìn)展》第三屆編委會(huì)暨理事會(huì)第二次會(huì)議于2016年9月24日晚在南京國(guó)際青年交流中心成功召開(kāi)。會(huì)議由雜志社副社長(zhǎng)賈豫冬主持，主編周廉院士，編委會(huì)副主任、西北有色金屬研究院院長(zhǎng)張平祥教授，編委會(huì)副主任、化學(xué)工業(yè)出版社周偉斌社長(zhǎng)，副主編、中國(guó)材料研究學(xué)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)韓雅芳教授，常務(wù)副主編劉建章教授，丁文江院士、騫錫高院士、謝建新院士、王玉忠院士、王迎軍院士等近50位編委/理事及代表參加會(huì)議。

主編周廉院士首先介紹了本屆編委會(huì)暨理事會(huì)的4個(gè)議題：① 針對(duì)雜志存在問(wèn)題及改進(jìn)措施展開(kāi)討論；② 增加主編工作室力量，增強(qiáng)辦刊力度，聘任年輕副主編；③ 加強(qiáng)電子版的出版，促進(jìn)網(wǎng)站建設(shè)，發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)傳播優(yōu)勢(shì)；④ 整合新材料戰(zhàn)略咨詢資源，恢復(fù)新材料戰(zhàn)略咨詢委員會(huì)的工作，通過(guò)“3個(gè)出口”+“3本雜志”+“1個(gè)大會(huì)與若干小會(huì)”的形式開(kāi)展活動(dòng)?！?個(gè)出口”就是指咨詢委員會(huì)工作要面向國(guó)家各部委、省市地方和民間企業(yè)高校共3個(gè)部分；“3本雜志”是指《中國(guó)材料進(jìn)展》、《新材料產(chǎn)業(yè)》和《材料導(dǎo)報(bào)》，加強(qiáng)活動(dòng)的媒體宣傳；“1個(gè)大會(huì)與若干小會(huì)”就是指“新材料國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)高層論壇”及若干個(gè)專題會(huì)議。

隨后，主編周廉院士為雜志新聘副主編頒發(fā)了聘書(shū)。聘任西安交通大學(xué)材料學(xué)院院長(zhǎng)單智偉教授為雜志副主編。雜志原副主編，中國(guó)工程院化工、冶金及材料學(xué)部左家和處長(zhǎng)因崗位調(diào)整，由新任王愛(ài)紅主任接替副主編一職。兩位新任副主編分別表態(tài)，將用行動(dòng)來(lái)回報(bào)主編及各位編委的信任。

常務(wù)副主編劉建章教授就雜志2015～2016年度的各項(xiàng)工作進(jìn)行了詳細(xì)的工作報(bào)告，重點(diǎn)介紹了雜志一年來(lái)，落實(shí)編委會(huì)精神，采取的改進(jìn)措施以及取得的成效。會(huì)上，針對(duì)雜志的繼續(xù)發(fā)展展開(kāi)熱烈討論，各編委/理事紛紛獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策，總結(jié)歸納主要有以下幾點(diǎn)：①要從活力、實(shí)力、影響力3個(gè)方面提升雜志的綜合競(jìng)爭(zhēng)力；②堅(jiān)持雜志的辦刊宗旨，堅(jiān)持與高層論壇的緊密結(jié)合。③目前國(guó)際同行非常認(rèn)可中國(guó)科學(xué)家所做的研究工作，我們應(yīng)更加自信；④堅(jiān)持組約稿，加強(qiáng)每期的規(guī)劃，進(jìn)一步體現(xiàn)編委會(huì)的思想；⑤雜志應(yīng)保持特色鮮明，不能同質(zhì)化等等。

主編周廉院士作了總結(jié)發(fā)言，對(duì)編輯部高度重視歷屆編委及理事提出的90余條意見(jiàn)和建議、認(rèn)真整理和歸納并逐步落實(shí)給予了充分的肯定。同時(shí)對(duì)雜志今后的發(fā)展進(jìn)行了部署，針對(duì)2017年編委會(huì)改選提出了意見(jiàn)和建議，希望建立一支更加高效的編委隊(duì)伍，共同辦好《中國(guó)材料進(jìn)展》！

(本刊通訊員 王 方)

Materials Selection for Green Building Based on Life Cycle Assessment

LIU Yu,ZHANG Yufeng,SUN Yanqiong,GONG Xianzheng

(College of Materials Science and Engineering,Beijing University of Technology,Beijing 100124,China)

Over 40% society energy consumption is contributed by the construction industry,where the building materials play an important role in the energy saving performance of a building. Research reveals that the energy consuming of air conditioning and heating system has taken 70% of the overall building energy consumption through all its life cycle,mainly due to the thermal transmission of building envelope structure. Therefore,this paper focuses on the exterior heat insulators,windows and wall materials,which are critical to building heat-insulating property,to study their resource consuming and environment impact during the life cycle from mining,production,transportation,utility,until disposal. In the end,the author aims to provide a robust rationale and database to optimize environmental friendly material selection for the green building.

building materials; life cycle assessment; green building

2016-02-07

北京市自然科學(xué)基金(2164056)，

劉 宇，男，1984年生，博士， Email:liuyu@bjut.edu.cn

10.7502/j.issn.1674-3962.2016.10.02

TU5；X820.3

A

1674-3962(2016)10-0769-07