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目前地球环境恶化愈演愈烈,建筑业对全球环境的影响非常显著,各国相继掀起了建筑节能减排的热潮。运用生命周期评价方法全面研究建筑各阶段的环境影响,而不仅仅局限于建筑使用阶段,对于绿色建材应用和绿色建筑意义重大。 研究采用生命周期分析方法,量化了中国典型建筑材料产品的环境负荷清单,并将其应用于北京某高校典型学生宿舍建筑;通过建立建筑物化阶段、运营维护阶段和废弃处置阶段的环境负荷计算模型,开展建筑全生命周期的环境影响分析;并进一步研究了建筑外保温系统优化对建筑生命周期环境负荷的影响。研究获得了中国水泥、混凝土、水泥砂浆、空心砖和塑钢窗等典型建材产品“摇篮到大门”的生命周期编目清单;研究建筑的环境热点依次为:化石能源耗竭效应(FDP)、全球变暖效应(GWP)、颗粒物形成效应(PMFP)和人体毒性效应(HTP),分别占总环境影响的43.94%、39.13%、14.27%和2.63%;其中,FDP主要来源于原煤、天然气和原油消耗,建筑生命周期总能耗为4.29×104GJ,对FDP贡献较大的过程是电力生产、天然气生产和公路运输,分别占FDP总值的68.88%、15.43%和7.42%;建筑生命周期碳排放为3.39×106kgCO2-eq,GWP主要来源于电力使用,占GWP总值的81.04%;对PMFP贡献最大是电力生产过程,占PMFP总值的89.82%;对HTP贡献最大的是电力生产过程,占HTP总值的98.26%;对建筑环境综合指标贡献大小的过程依次为:建筑运行、建材生产、建筑维护、施工建造、建筑拆除、建材运输、填埋过程和回收过程,分别占总环境影响的86.55%、10.01%、1.76%、1.03%、0.62%、0.53%、0.05%和-0.54%。 最后,研究了外保温系统对建筑生命周期环境负荷的优化,提出“能耗/碳排放补偿年限”的概念,用于评价降低相同幅度的传热系数对提高建筑运营维护阶段节能减排效果的影响,建议在满足传热要求的条件下,尽量不要采用降低传热系数以追求运行过程的节能减排;在相同传热系数下,对于物化阶段和废弃处置阶段,岩棉外保温系统的建筑能耗和碳排放比EPS外保温系统的更大,而运营维护阶段变化并不明显;对于不同的传热系数,随着传热系数的增加,建筑物化阶段和废弃处置阶段的能耗和碳排放随之减小,与建筑运营维护阶段增加的趋势正好相反,存在传热系数对建筑全生命周期环境负荷的最优值,当EPS和岩棉外保温系统的传热系数分别为0.25W/(m2·K)和0.3W/(m2·K)时,建筑生命周期能耗和碳排放最小,对应的EPS板和岩棉板厚度分别为157mm和151mm。