朱颖心:以全新视角评估建筑是否“绿色”

 在小区里多铺些草坪、多种些树并不代表里面的房子就是绿色建筑。建设部科技司负责人曾在接受记者采访时指出:即使是那些依据国外的评价标准建设的所谓绿色建筑、生态建筑也不一定真正适合中国国情。

  那么,我们又该如何对绿色建筑进行评估呢?

  清华大学建筑科学系教授朱颖心长期从事绿色建筑评估体系的研究,她认为:对建筑来说,值得关注的不仅是节能,还包括建筑的节地、节材、节水、减少建造和拆卸过程对环境的污染等等问题。朱颖心的最新研究从全生命周期的角度剖析了建筑活动的环境影响,提出了综合量化的计算方法,建立了用于评价我国建筑生命周期环境影响的终点破坏模型。

  “从摇篮到坟墓”的全过程评估

  朱颖心告诉记者:“降低建筑能耗和建设活动对环境的不利影响是我国可持续发展策略的重要组成方面。建筑不仅在运行阶段直接或间接地消耗各种能源、资源,排放污染物,在建材生产、建造施工等阶段也是如此。因此,要合理制定建筑设计方案,正确引导建筑可持续发展,就需要对建筑整个生命周期的环境性能进行综合量化评价。”

  生命周期分析(LCA) 研究起源于20世纪60年代,它是一种用于评价产品在其整个生命周期中,即从原材料的获取,产品的生产、使用直至产品使用后的处置过程中,对环境产生的影响的技术和方法。70年代初期,LCA研究还主要集中在包装废物问题上;随着方法论和应用方面研究的不断深入,LCA在各个方面都得到了大量应用。

  朱颖心指出,LCA已经是目前国际上公认的量化评价产品系统环境负荷的方法。近年来,随着建筑环境性能重要性的凸显,生命周期评价越来越多地用于建筑领域。

  为量化评价建筑相关活动的节能及综合环境影响。朱颖心和她的博士生顾道金、谷立静等提出了适合中国国情的建筑生命周期评价方法,分析了在原料获取、建材生产、施工、运行、报废处置这5个阶段分别带来的能耗、资耗、污染等方面的环境影响,并结合我国国情和建筑业特点,选取了资源耗竭、能源耗竭、人类健康受损和生态破坏四个终点环境影响类型,确定了各终点的算法、标准化背景值以及其他相关参数,最终建立了用于评价我国建筑生命周期环境影响的终点破坏模型。

  评价指标体系的中国化

  朱颖心强调:“在LCA方法中,清单数据和环境影响指标均具有很强的地域性。因此,国外的成果不能直接用于我国的研究。能源、建材的清单数据需要针对我国的工艺过程进行分析和重新计算,评价指标更需要依据我国的特殊国情进行选取和计算。”

  “有些国家的学者进行建筑LCA研究时会选用单一环境影响作为评价指标。”朱颖心说,“比如日本学者用建筑生命周期二氧化碳排放量的指标来评判建筑节能方案、衡量建筑生命周期的环境性能。”

  然而就我国来说,用这些单一环境影响指标衡量建筑的环境性能却是不可取的。朱颖心指出,我国特殊的资源条件决定了我国能源结构以煤为主,煤炭利用是我国二氧化碳排放的主要源头。因此,我国建筑LCA选取的评价指标,应该利于促进现有能源的高效利用。

  而只用能源消耗作为评价指标也是不够的。朱颖心解析其中的原因时指出:首先,建筑材料和设备的生产消耗的大量资源中,有些是紧缺资源,有些是严重依赖进口的资源。其次,我国的酸雨、富营养化、粉尘、固体废弃物等问题也日趋严重。所以除能源外,资源和各种污染物的环境影响也都需要考虑。这就决定了我国必须采用LCA方法较完整的方式对多种环境影响类型进行综合评价。

  朱颖心还大量使用到了建筑材料和部件的含能数据。所谓含能是指单位质量的产品从自然界原始材料的掘取经过运输、加工、组装直至成品出厂前的所有相关过程的能耗总和。

  为了得到上述含能数据,课题组进行了大量的数据调研工作。谷立静说:“目前国内这方面的数据较少。研究中采用的数据部分来源于国内研究成果。部分从其他国家的数据推导。推导依据是国内外主要产品单位能耗的对比情况,国内平均水平比国外先进水平多耗能40%~50%。”

  建造维护阶段环境影响不可忽视

  在建筑生命周期环境影响的终点破坏模型建立后,朱颖心用其对十几栋办公建筑或住宅楼进行了实验性评估。

  评估结果显示:建筑物建造过程对环境的影响与它本身的结构体系有比较大的关系。砖混、钢筋混凝土和钢结构这几种房屋结构中,钢结构房屋虽然造价最高,但它在建造阶段对环境的影响反而最小,因为建造它所使用的材料大部分是可以回收再利用的。

  另外,朱颖心还对房屋生命周期全过程中建造阶段的环境影响与运行阶段环境影响所占比例进行了比较。研究显示,该比例与建筑的功能和用途有关:普通住宅上述两者的比例大约是1∶1;而公共建筑由于在运行阶段能耗较大,环境影响在整个生命阶段所占比例较大。

  “在我们建筑界的传统做法里,节能主要是建筑运行阶段的工作,从我们的研究结果来看,建材生产和建筑施工过程的能耗也是不可忽视。”朱颖心说。

  朱颖心指出,该模型还可以计算出某个特定的建筑物的窗墙比(窗户占墙面积的比例)、保温层的厚度和位置的最优值,从而实现最好的节能效果。

  不仅如此,朱颖心告诉记者,他们的研究成果可以从单体建筑扩展到建筑群乃至整个城市的环境影响评估。

  “比如说现在很火的城市热网集中供暖建设,就可以使用我们的模型进行预判,看它是否能够实现节能环保,经济地供热。”

  来源:《科学时报》 2008-12-10

2008年12月11日 08:36:39  清华新闻网

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