羅智星，于運(yùn)星，張帥帥，倉玉潔，盧 梅，楊 柳

(1.西部綠色建筑國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710055；2.西安建筑科技大學(xué) 建筑學(xué)院，陜西 西安 710055；3.西安建筑科技大學(xué) 管理學(xué)院，陜西 西安 710055)

隨著建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步提高，作為建筑節(jié)能重要環(huán)節(jié)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能[1]，逐漸成為了人們關(guān)注的重點(diǎn)，外墻外保溫技術(shù)與形式也得到了快速發(fā)展與廣泛使用.據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止到2018年，建筑外墻外保溫面積已達(dá)約113.1億m2[2].然而，外保溫系統(tǒng)如此快速發(fā)展的同時(shí)也產(chǎn)生了各種問題，如開裂、脫落、壽命短需要二次更換等，這便增加了外墻外保溫系統(tǒng)使用階段的成本投入，加之現(xiàn)階段我國建筑外墻外保溫防火技術(shù)及施工質(zhì)量難以保證，安全問題時(shí)有發(fā)生，因此建筑外墻外保溫市場迫切需要著新型保溫系統(tǒng)的出現(xiàn).

增強(qiáng)復(fù)合巖棉條板保溫系統(tǒng)為本團(tuán)隊(duì)與當(dāng)?shù)氐湫徒ㄖ脦r棉制品生產(chǎn)廠家合作研發(fā)的新型外墻外保溫系統(tǒng)，其作為保溫結(jié)構(gòu)一體化技術(shù)的產(chǎn)物，憑借可與建筑同壽命、易施工等特點(diǎn)，在一定程度上彌補(bǔ)了傳統(tǒng)外墻外保溫系統(tǒng)的不足，在當(dāng)?shù)厥袌鲆阎饾u推廣應(yīng)用，并建立了楓林九溪、金泰東郡等示范項(xiàng)目.同時(shí)，隨著《建筑外墻外保溫系統(tǒng)的防火性能試驗(yàn)方法》GB/T 29416—2012[3]、《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB 50016—2014[4]等條文的發(fā)布，人們對建筑材料的防火性能提出了更高的要求.巖棉由于其不燃性以及A級燃燒性能等級得到了廣泛的關(guān)注[5]，而增強(qiáng)復(fù)合巖棉條板保溫系統(tǒng)作為其下游產(chǎn)品，在保持了原有的防火性能的同時(shí)更優(yōu)化了熱工性能等，這使其逐漸迎來了廣闊的市場.但與此同時(shí)輕質(zhì)砂漿、鋼制螺栓等組成保溫系統(tǒng)所必須材料的使用無疑會增加產(chǎn)品生產(chǎn)過程中造成的環(huán)境負(fù)荷，在碳達(dá)峰、碳中和雙碳目標(biāo)背景下，對建筑領(lǐng)域開展環(huán)境影響評價(jià)和減排策略制定顯得尤為重要，因此，很有必要對其進(jìn)行生命周期評價(jià)，從而量化其環(huán)境友好度.

為系統(tǒng)化定量分析增強(qiáng)復(fù)合巖棉條板保溫系統(tǒng)整個(gè)生產(chǎn)生命周期中各個(gè)環(huán)節(jié)的原輔材料、能源消耗以及主要環(huán)境影響，本研究采用生命周期評價(jià)方法[6](Life Cycle Assessment，以下簡稱LCA).LCA是一種用于評價(jià)產(chǎn)品相關(guān)的環(huán)境因素及其整個(gè)生命周期環(huán)境影響的工具[7]，現(xiàn)已被納入ISO14040等環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)中[8].因此，對增強(qiáng)復(fù)合巖棉條板保溫系統(tǒng)開展LCA研究是有顯著意義的.

首先，為更為科學(xué)地定量化各保溫構(gòu)造的環(huán)境負(fù)荷，使各材料之間可進(jìn)行橫向的環(huán)境友好度對比，各學(xué)者基于LCA方法對建筑保溫材料開展了各式各樣的研究.其中，馬麗萍等[9]通過生命周期評價(jià)法對巖棉板、聚苯板和硬泡聚氨酯板進(jìn)行了計(jì)算分析，并以單位質(zhì)量為功能單位對其產(chǎn)生的環(huán)境影響做了比較和分析，結(jié)果表明：三類保溫板生產(chǎn)階段環(huán)境影響大小排序?yàn)閹r棉板<聚氨酯板<聚苯板；Nuno Pargana等[10]以從搖籃到大門為系統(tǒng)邊界、單位質(zhì)量保溫材料為功能單位，通過LCA方法對膨脹粘土輕骨料、XPS、EPS、聚氨酯板和膨脹軟木結(jié)塊進(jìn)行了研究，結(jié)果表明EPS的環(huán)境影響較小，且其環(huán)境影響的大多數(shù)都是在原材料開采及加工階段產(chǎn)生的.他們的研究為相關(guān)材料的環(huán)境影響做出了評價(jià)，并為節(jié)能減排等下游研究提供了可參考的具體影響數(shù)值，但是由于材料本身容重存在的較大差異性，導(dǎo)致以單位重量為功能單位時(shí)產(chǎn)生的環(huán)境影響結(jié)果科學(xué)性難以評定.

而另一些學(xué)者考慮到不同保溫材料熱工性能帶來的使用影響，以單位熱阻為功能單位展開了研究.趙薇等[11]基于生命周期評價(jià)方法，以相同保溫效果即1(m2·K)/W熱阻為功能單位，分析了巖棉板、EPS板和XPS板環(huán)境影響的主要貢獻(xiàn)者，并為其關(guān)鍵過程的優(yōu)化提出見解；Carabano, Rocio等[12]通過LCA方法，以1(m2·K)/W熱阻為功能單位，對比評估了XPS板和玻璃棉的環(huán)境影響，結(jié)果表明玻璃棉對“酸化”指標(biāo)的影響較小但是對“臭氧層惡化”指標(biāo)影響較大.這些研究排除了材料本身容重的影響，相比之下科學(xué)性有所提升，然而由于該方式下得到的結(jié)果又會受到材料導(dǎo)熱系數(shù)的影響，并且在實(shí)際材料環(huán)境負(fù)荷比較與選擇中需要先計(jì)算構(gòu)造總傳熱系數(shù)，依舊難以以最佳的功能單位反應(yīng)材料實(shí)際的環(huán)境負(fù)荷，甚至不同功能單位下的研究結(jié)論可能會有所偏差.這便制約了各材料間環(huán)境負(fù)荷的橫向?qū)Ρ刃裕蚨y以為提供科學(xué)指導(dǎo).

相比之下，以單位面積為功能單位進(jìn)行的研究既能排除材料本身特性如容重、導(dǎo)熱系數(shù)等的影響又可與建筑的計(jì)量單位相匹配，同時(shí)也可靈活反應(yīng)不同厚度下材料的環(huán)境影響，因而使材料的環(huán)境負(fù)荷科學(xué)性得到提升.為此，劉宇等[13]以滿足北京市75%節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的1 m2EPS薄抹灰和巖棉薄抹灰保溫系統(tǒng)，利用LCA方法對比分析了兩種保溫系統(tǒng)從礦石開采到最終廢棄的全過程資源消耗與環(huán)境影響，為綠色建筑的選材提供了有利方法；ZHU Li等[14]基于生命周期評價(jià)對巖棉板和EPS板從原材料開采到成品出廠的環(huán)境影響進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，巖棉板每單位平方米生命周期能耗較大且造成的環(huán)境影響比EPS大；Noelia Llantoy[15]運(yùn)用LCA方法，以保溫材料聚氨酯、擠塑聚苯乙烯和礦棉為研究對象，分析了在地中海大陸氣候下的環(huán)境負(fù)荷，結(jié)果表明，以單位面積為功能單位計(jì)，聚苯乙烯保溫材料的環(huán)境影響最大，礦棉的環(huán)境性能最好；SU X等[16]對礦棉、泡沫玻璃和酚醛樹脂等保溫材料進(jìn)行了生命周期評價(jià)，結(jié)果表明泡沫玻璃生命周期能耗和碳排放最大，酚醛樹脂最小.

總之，基于LCA方法對建筑保溫材料開展的研究已經(jīng)較為豐富，但是，由于各研究劃定的功能單位、系統(tǒng)邊界的差別以及數(shù)據(jù)來源等不同，導(dǎo)致得到的研究結(jié)果存在著一定差異，使得各結(jié)果之間難以通過統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比分析，更難以對保溫材料實(shí)際的生產(chǎn)情況進(jìn)行環(huán)境負(fù)荷的評定.因此，本研究采用LCA方法，選定科學(xué)性更高、對比性更優(yōu)的單位面積為功能單位，通過對當(dāng)?shù)氐湫推髽I(yè)的調(diào)研進(jìn)行實(shí)景數(shù)據(jù)收集和取舍，建立增強(qiáng)復(fù)合巖棉條板保溫系統(tǒng)從搖籃到大門的生命周期評價(jià)模型，識別其造成環(huán)境影響的主要階段和關(guān)鍵清單、提出可選擇的優(yōu)化改進(jìn)方案，為增強(qiáng)復(fù)合巖棉條板保溫系統(tǒng)本土化數(shù)據(jù)庫的建立和應(yīng)用提供支持，同時(shí)為建筑外墻外保溫系統(tǒng)的選擇提供新的決策.

1 增強(qiáng)復(fù)合巖棉條板保溫系統(tǒng)及其生產(chǎn)流程簡介

1.1 系統(tǒng)介紹

增強(qiáng)復(fù)合巖棉條板即通過專用設(shè)備、特殊生產(chǎn)工藝，在巖棉條周圍表面覆蓋阻燃聚氨酯發(fā)泡劑、玻璃纖維預(yù)浸水泥基布、耐堿玻璃纖維網(wǎng)格布和抹面膠漿所形成的具有復(fù)合增強(qiáng)作用的保溫板材，如圖1(a).

以增強(qiáng)復(fù)合巖棉條板作為主要保溫材料，再與壓入熱鍍鋅鋼絲網(wǎng)的抹面膠漿復(fù)合而成的抹面層結(jié)合，使其熱工、結(jié)構(gòu)性能等得到提升，便構(gòu)成可參與保溫結(jié)構(gòu)一體化體系的外墻外保溫系統(tǒng).該系統(tǒng)采用機(jī)械錨固為主粘接為輔的方式與基層墻體進(jìn)行連接，其中包括圓形支撐塊、專用連接件和熱鍍鋅電焊網(wǎng)等配件，如圖1(b).

圖1 增強(qiáng)復(fù)合巖棉條板及其保溫系統(tǒng)現(xiàn)場照片

1.2 生產(chǎn)流程簡介

增強(qiáng)復(fù)合巖棉條板保溫系統(tǒng)是以成品巖棉板為原材料的下游產(chǎn)品，經(jīng)實(shí)地調(diào)研了解后可將其具體生產(chǎn)工藝分為三個(gè)單元過程，其中：單元過程一為巖棉板生產(chǎn)流程，見圖2；單元過程二及單元過程三分別為復(fù)合巖棉條板、增強(qiáng)復(fù)合巖棉條板保溫系統(tǒng)的生產(chǎn)流程，見圖3、圖4.

圖2 巖棉板生產(chǎn)流程示意圖

圖3 復(fù)合巖棉條板生產(chǎn)示意圖

圖4 增強(qiáng)復(fù)合巖棉條板保溫系統(tǒng)生產(chǎn)示意圖

單元過程一：將原材料稱重配比后經(jīng)振動篩、提升機(jī)、上料機(jī)后投入沖天爐，利用高溫將原料制成熔體后經(jīng)流槽導(dǎo)入(四輥)離心機(jī)，離心甩絲后經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)將絮棉噴吹至集棉機(jī)中，并通過抽風(fēng)機(jī)使纖維牽落到網(wǎng)帶上形成原氈，后經(jīng)擺錘布棉機(jī)將其鋪疊成較為均勻的狀態(tài)，再經(jīng)打褶機(jī)(縫紉設(shè)備)、固化爐完成最終定型，經(jīng)冷卻機(jī)降溫后通過切割機(jī)進(jìn)行切割，吹渣清潔并待其溫度冷卻適宜即可完成包裝入庫；

單元過程二：將成型巖棉板用裁條機(jī)切條后經(jīng)翻板機(jī)旋轉(zhuǎn)九十度，使其成為豎向棉絲以增強(qiáng)其抗拉能力，后經(jīng)上條機(jī)、推板機(jī)運(yùn)輸并完成與水泥基布的貼合，再經(jīng)發(fā)泡機(jī)對巖棉條板進(jìn)行添加劑的復(fù)合，之后通過層壓機(jī)和燃?xì)鉄犸L(fēng)爐完成固化定型，噴涂界面劑并切割成需求尺寸，最后經(jīng)熱縮包裝機(jī)完成包裝入庫，同時(shí)使用光氧機(jī)對油霧等廢氣進(jìn)行處理；

單元過程三：將所需原料從儲料罐中提取后經(jīng)沙料提升機(jī)和上料絞籠運(yùn)輸至計(jì)量倉，后經(jīng)混合倉、攪拌倉處理制成水泥漿料，通過下料倉和刮板機(jī)完成對復(fù)合板正面的材料復(fù)合，同時(shí)在刮板機(jī)前方將玻璃網(wǎng)格布鋪設(shè)于板材表面，待養(yǎng)護(hù)穩(wěn)定后經(jīng)翻板機(jī)翻至背面進(jìn)行相同處理，穩(wěn)定后經(jīng)切割機(jī)制成所需尺寸，最后將鋼制螺栓等連接構(gòu)件固定后即可完成增強(qiáng)復(fù)合巖棉條板保溫系統(tǒng)的生產(chǎn)制備.

2 研究方法

依據(jù)GB/T 24044[7]、ISO 14040[17]等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，本研究采用LCA技術(shù)框架：(1)目的和范圍；(2)清單分析；(3)影響評價(jià)；(4)結(jié)果解釋，對增強(qiáng)復(fù)合巖棉條板保溫系統(tǒng)的LCA結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)分析和定量評價(jià).為對其生命周期每個(gè)具體流程的資源、能源投入與環(huán)境影響進(jìn)行詳細(xì)分析并識別需要優(yōu)化改進(jìn)的階段，本文選用基于過程的LCA展開研究.另外，將增強(qiáng)復(fù)合巖棉條板保溫系統(tǒng)的生命周期模型劃分為背景過程即資源、能源的生產(chǎn)及所包含的運(yùn)輸過程和實(shí)景過程即研究對象的生產(chǎn)制備和各過程的主要排放.

2.1 目的和范圍

考慮到增強(qiáng)復(fù)合巖棉條板保溫系統(tǒng)生產(chǎn)制備過程中體積變化以及與建筑物的評價(jià)協(xié)調(diào)性等因素，研究選定單位面積即1 m2為功能單位.70 mm厚巖棉作為所調(diào)研企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模、市場流通量最大且目前既有建筑中使用較為廣泛的規(guī)格型號，具有很大的研究價(jià)值，因此，本研究選取70 mm厚巖棉芯材作為其主要保溫層.以民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50176-2016[18]給定的參數(shù)計(jì)算，此時(shí)該保溫系統(tǒng)能滿足大多數(shù)省市正在使用的65%建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)造大樣如圖5.需要說明的是，鋼筋混凝土剪力墻作為保溫系統(tǒng)的重要組成部分，對其熱工及力學(xué)性能均起到了一定作用，但由于剪力墻中鋼筋與混凝土的配比難以確定且存在地方性差異，故不考慮此部分產(chǎn)生的環(huán)境影響.

圖5 增強(qiáng)復(fù)合巖棉條板保溫系統(tǒng)構(gòu)造大樣

選取氣候變化(GWP)、初級能源消耗(PED)等9個(gè)常用的環(huán)境影響類別為評價(jià)指標(biāo)，對增強(qiáng)復(fù)合巖棉條板保溫系統(tǒng)進(jìn)行生命周期評價(jià)與定量分析，識別其造成環(huán)境影響的關(guān)鍵階段并提出可選擇的改進(jìn)方案.另外，eq是equivalent的縮寫，意為當(dāng)量.例如氣候變化指標(biāo)(GWP)是以CO2為基準(zhǔn)物質(zhì)，其他各種溫室氣體按溫室效應(yīng)的強(qiáng)弱都有各自的CO2當(dāng)量因子，因此，產(chǎn)品生命周期的各種溫室氣體排放量可以各自乘以當(dāng)量因子，累加得到氣候變化指標(biāo)總量，其單位為kgCO2eq，詳見表1.

表1 環(huán)境影響類型指標(biāo)選取

2.2 系統(tǒng)邊界

研究選定從原材料開采運(yùn)輸至增強(qiáng)復(fù)合巖棉條板成品出廠(從搖籃到大門)的生命周期評價(jià)模型，劃定系統(tǒng)邊界為：(1)原輔材料(玄武巖、酚醛樹脂等)的生產(chǎn)及運(yùn)輸階段；(2)電力、天然氣等能源的生產(chǎn)及運(yùn)輸階段；(3)70 mm厚巖棉板的生產(chǎn)制備過程(擺錘法)即單元過程一；(4)復(fù)合巖棉條板的生產(chǎn)制備過程即單元過程二；(5)增強(qiáng)復(fù)合巖棉條板生產(chǎn)制備過程即單元過程三，其中包括構(gòu)成該保溫結(jié)構(gòu)一體化系統(tǒng)所必需的材料，如輕質(zhì)砂漿等造成的環(huán)境負(fù)荷，具體如圖6.

圖6 系統(tǒng)邊界

2.3 取舍準(zhǔn)則

以ISO 14044[19]標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)則，參考中國CLCD數(shù)據(jù)庫引介的相關(guān)研究[20-21]，本文的取舍準(zhǔn)則以各項(xiàng)材料投入占產(chǎn)品重量或過程總投入的重量比為依據(jù)，即對于重量<1%產(chǎn)品重量的普通物料以及低價(jià)值廢物原料(秸稈等)，可忽略其上游生產(chǎn)數(shù)據(jù)，且總共忽略的物料重量不超過5%.

2.4 清單分析

2.4.1 背景數(shù)據(jù)

背景數(shù)據(jù)來源于國內(nèi)外公開數(shù)據(jù)庫，對于部分材料如酚醛樹脂、聚氨酯膠等，由于國內(nèi)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的缺乏，本研究酌情采用歐洲數(shù)據(jù)庫進(jìn)行匹配.詳見表2：

表2 背景數(shù)據(jù)庫

2.4.2 實(shí)景數(shù)據(jù)

陜西華遠(yuǎn)尚潤新型建材有限公司是當(dāng)?shù)氐湫偷慕ㄖ脦r棉制品生產(chǎn)廠家，其生產(chǎn)產(chǎn)品廣泛銷售到全國各處，并與本研究團(tuán)隊(duì)共同開發(fā)了增強(qiáng)復(fù)合巖棉條板保溫系統(tǒng)等專利產(chǎn)品，因此，本研究以功能單位1 m2增強(qiáng)復(fù)合巖棉條板保溫系統(tǒng)計(jì)，通過對該企業(yè)實(shí)地調(diào)研收集生產(chǎn)過程中的實(shí)景數(shù)據(jù)，其中，運(yùn)輸距離為所調(diào)研企業(yè)至周邊典型原輔料生產(chǎn)廠家的行駛距離，主要排放數(shù)據(jù)由企業(yè)環(huán)評報(bào)告獲得.具體見表3～5.

表3 巖棉板生產(chǎn)消耗與主要排放

表4 復(fù)合巖棉條板生產(chǎn)消耗與主要排放

表5 增強(qiáng)復(fù)合巖棉條板生產(chǎn)消耗與主要排放

3 影響評價(jià)與結(jié)果解釋

3.1 生命周期影響評價(jià)

eFootprint軟件是由億科環(huán)境科技有限公司研發(fā)的在線LCA分析軟件，支持全生命周期過程分析，并內(nèi)置了中國生命周期基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(CLCD)、歐盟ELCD數(shù)據(jù)庫和瑞士的Ecoinvent數(shù)據(jù)庫[22]，本研究采用eFootprint軟件，建立了1 m2增強(qiáng)復(fù)合巖棉條板保溫系統(tǒng)生產(chǎn)階段的生命周期模型并計(jì)算得到其LCA結(jié)果，詳見表6：

表6 整體LCA結(jié)果

3.2 各單元過程結(jié)果解釋

進(jìn)一步對主要單元過程進(jìn)行分析，可以看出在整個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)生命周期中巖棉板生產(chǎn)過程和復(fù)合巖棉條板的增強(qiáng)過程對各項(xiàng)指標(biāo)的貢獻(xiàn)較大，結(jié)合其具體生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)投入可得：

(1)對于AP、EP、RI、ODP、POFP五類環(huán)境影響指標(biāo)，三個(gè)單元過程數(shù)值均較小，分析可知在增強(qiáng)復(fù)合巖棉條板保溫系統(tǒng)的生產(chǎn)過程中基本不涉及此類指標(biāo)的主要清單物質(zhì)，其中單元過程二由于復(fù)合巖棉條板生產(chǎn)過程相比較為簡單、能源和原料消耗較少，因而環(huán)境影響更??；

(2)對于單元過程一即巖棉板生產(chǎn)流程，由于生產(chǎn)線上較多的運(yùn)行設(shè)備以及沖天爐熔融效率、擺錘布棉機(jī)集棉效率的有限性，造成此過程的電力消耗最多，同時(shí)由于環(huán)境友好度較差的粘結(jié)劑——酚醛樹脂等材料的使用，最終導(dǎo)致此單元過程非生物資源消耗較多，因而PED、ADP影響指標(biāo)較大；

(3)對于復(fù)合巖棉條板的增強(qiáng)過程，較多的生產(chǎn)原材料投入如輕質(zhì)砂漿、抹面膠漿等的使用，導(dǎo)致該過程對于PED、ADP指標(biāo)的貢獻(xiàn)較大，加之熱鍍鋅鋼絲網(wǎng)和鋼制螺栓等連接構(gòu)件生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的碳排放等環(huán)境影響，使該過程相比之下對GWP指標(biāo)產(chǎn)生了最多的貢獻(xiàn)，具體結(jié)果見表7.

表7 各單元過程LCA結(jié)果

4 基于GWP指標(biāo)的單元過程關(guān)鍵清單識別與改進(jìn)

由人類活動引起的氣候變化帶來的挑戰(zhàn)已逐漸引起了全球性的關(guān)注[23]，而氣候變化指標(biāo)(GWP)作為評價(jià)環(huán)境影響的關(guān)鍵參數(shù)，對于材料環(huán)境友好度的評測有著重要意義.因此選定該指標(biāo)對產(chǎn)品的整個(gè)生產(chǎn)流程進(jìn)行關(guān)鍵清單即碳排放主要貢獻(xiàn)者的識別，并提出可選擇的優(yōu)化改進(jìn)方案，旨在降低生產(chǎn)過程碳排放，改善其環(huán)境友好度.

4.1 單元過程一的關(guān)鍵清單識別

巖棉板生產(chǎn)過程中產(chǎn)生8.32 kgCO2eq，占總體碳排放貢獻(xiàn)的27.44%；其中酚醛樹脂、電力清單分別產(chǎn)生了3.50和3.07 kgCO2eq碳排放，在該單元過程的GWP貢獻(xiàn)分別為42.07%和36.90%，為此過程主要貢獻(xiàn)者，具體如圖7.

圖7 單元過程一GWP貢獻(xiàn)圖

4.2 單元過程二的關(guān)鍵清單識別

復(fù)合巖棉條板的生產(chǎn)過程即以巖棉板作為主要原材料的復(fù)合過程，該過程共產(chǎn)生3.40 kgCO2eq碳排放，占總體貢獻(xiàn)的11.21%.可見復(fù)合過程對于整個(gè)生產(chǎn)過程的GWP指標(biāo)貢獻(xiàn)較小.其中聚氨酯膠、異氰酸酯分別產(chǎn)生1.09、1.07 kgCO2eq，在該單元占比為32.06%和31.47%，為此過程的主要貢獻(xiàn)者，如圖8.

圖8 單元過程二GWP貢獻(xiàn)圖

4.3 單元過程三的關(guān)鍵清單識別

增強(qiáng)復(fù)合巖棉條板保溫系統(tǒng)生產(chǎn)過程產(chǎn)生18.60 kgCO2eq，占總體貢獻(xiàn)的61.35%.其中輕質(zhì)砂漿、抹面膠漿及該過程材料的運(yùn)輸在此單元過程的貢獻(xiàn)分別為26.02%、23.28%及22.27%，各自產(chǎn)生4.84、4.33及4.14 kgCO2eq碳排放，為該過程的較大貢獻(xiàn)者即關(guān)鍵清單，如圖9.

圖9 單元過程三GWP貢獻(xiàn)圖

由于輕質(zhì)砂漿、抹面膠漿生產(chǎn)配料及工藝相近，故以輕質(zhì)砂漿為例進(jìn)行進(jìn)一步追溯和分析：該過程中共產(chǎn)生4.84 kgCO2eq碳排放，其中，水泥作為該制備流程的主要參與者，碳排放貢獻(xiàn)達(dá)3.74 kgCO2eq，占比77.27%，為此流程最大貢獻(xiàn)者即關(guān)鍵清單，如圖10.

圖10 抹面膠漿生產(chǎn)過程GWP貢獻(xiàn)圖

4.4 可選擇的改進(jìn)方案

基于GWP指標(biāo)對增強(qiáng)復(fù)合巖棉條板保溫系統(tǒng)生產(chǎn)流程進(jìn)行分析可以得出：巖棉板的生產(chǎn)過程及復(fù)合巖棉條板的增強(qiáng)過程為GWP指標(biāo)的主要貢獻(xiàn)階段，分別貢獻(xiàn)27.46%、61.30%的碳排放，也是為降低其環(huán)境影響可選擇的主要改進(jìn)流程.因此，對于該企業(yè)或相似生產(chǎn)工藝下的其他巖棉制品企業(yè)，若想減少其生產(chǎn)過程碳排放，優(yōu)化其環(huán)境影響，可選擇以下改進(jìn)方案：

1.對于巖棉板的生產(chǎn)過程可考慮使用更高效的酚醛樹脂種類，減少其用量進(jìn)而減少碳排放，或采用有相同功能的環(huán)境友好度更高的粘結(jié)劑進(jìn)行替代；

2.改進(jìn)巖棉板的生產(chǎn)工藝，如采用更高效的“三維法”替代“擺錘法”，以提高車間生產(chǎn)效率，從而減少設(shè)備用電；

3.對于增強(qiáng)過程中由輕質(zhì)砂漿、抹面膠漿產(chǎn)生的碳排放，應(yīng)考慮選用更高強(qiáng)的漿料或選用采用更先進(jìn)水泥生產(chǎn)工藝，以減少其在生產(chǎn)制備過程中產(chǎn)生的影響；

4.對于由于運(yùn)輸產(chǎn)生的碳排放，可考慮就近購買原材料，或者采用排量較小的貨車進(jìn)行運(yùn)輸；

5.改進(jìn)車間用電來源如使用太陽能光伏發(fā)電等，進(jìn)而減少電力生產(chǎn)造成的碳排放.

5 結(jié)論

基于過程LCA方法，對增強(qiáng)復(fù)合巖棉條板保溫系統(tǒng)進(jìn)行了分析研究，得到了其整體及各主要生產(chǎn)流程的環(huán)境負(fù)荷，并以GWP指標(biāo)為關(guān)鍵參數(shù)對各單元過程進(jìn)行了清單識別，主要結(jié)論如下：

(1)以從搖籃到大門為系統(tǒng)邊界、1 m2為功能單位計(jì)，運(yùn)用eFootprint軟件得到了增強(qiáng)復(fù)合巖棉條板保溫系統(tǒng)生產(chǎn)流程所產(chǎn)生的LCA結(jié)果：氣候變化3.03E+01 kgCO2eq、初級能源消耗3.66E+02 MJ、非生物資源消耗潛值2.16E-03 kgantimony eq、水資源消耗3.45E+01 kg、酸化1.50E-01 kgSO2eq、富營養(yǎng)化潛值0.30E-01 kgPO43-eq、可吸入無機(jī)物0.40E-01 kgPM2.5 eq、臭氧層消耗1.32E-06 kgCFC-11 eq、光化學(xué)臭氧合成0.70E-01 kgNMVOC eq；

(2)基于GWP指標(biāo)對增強(qiáng)復(fù)合巖棉條板保溫系統(tǒng)生產(chǎn)過程進(jìn)行分析可以得出：單元過程一巖棉板的生產(chǎn)過程及單元過程三即復(fù)合巖棉條板的增強(qiáng)過程為GWP指標(biāo)的主要貢獻(xiàn)階段和改進(jìn)流程；

(3)酚醛樹脂、電力(巖棉板生產(chǎn)階段)、水泥及材料運(yùn)輸清單為整個(gè)生產(chǎn)生命周期環(huán)境影響的關(guān)鍵清單，為改善產(chǎn)品的環(huán)境友好度，可考慮將對應(yīng)材料更換為具有相同功能的更高效的材料，或改進(jìn)車間生產(chǎn)工藝，提高生產(chǎn)效率等.