建筑評估系中的建筑材料回收價(jià)值

1、建筑評估系中的建筑材料回收價(jià)值Mohammad Djavad Saghafi, Zahra Sadat Hosseini Teshnizi建筑學(xué)校建筑部門；伊朗德黑蘭大學(xué)美術(shù)學(xué)院摘要：綠色建筑材料及制品的選擇是迄今為止可持續(xù)發(fā)展建設(shè)中最具爭議性的項(xiàng)目就其回收價(jià)值確定建筑材料 及產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，這似乎是一件簡單的事情，但在建筑評估體系中卻是一個(gè)非常有爭議的話題。這篇文章提出了一 種評估通過回收建筑材料進(jìn)行能源節(jié)約的方法，這是一個(gè)回收利用價(jià)值的潛在指標(biāo)。該方法考慮了材料選擇、施 工、解構(gòu)技術(shù)和回收的頻率。這項(xiàng)研究的成果作為一種獨(dú)立于蘊(yùn)含能量的因素，可以用作評估工具。因?yàn)樘N(yùn)含能 量影響潛在回收能量，而另

2、一個(gè)因素是確定的，根據(jù)這些因素，去更可能準(zhǔn)確的比較和選擇材料，以體現(xiàn)能源和 回收利用的潛力。ElsevierB.V.版權(quán)所有 2011 年關(guān)鍵詞：建筑材料、環(huán)境評估體系、回收利用、能源、潛在回收能量收稿日期：2011年7月5日發(fā)表日期：2011年8月11日一、介紹比人類的其他任何行為更甚，建筑環(huán)境對生物圈 有著更直接、復(fù)雜和長久的影響：2。這些影響（例如， 全球變暖，化石燃料和臭氧耗竭，水的使用，大氣、 水、土地的酸化和毒化這些問題）在建筑材料的整 個(gè)生命周期是非常顯著的，但通常又是不可見的3。每年全球有超過三十噸的原材料用于制造建筑材 料及產(chǎn)品。這大約占全球經(jīng)濟(jì)總量的4050%3。這 其中建

3、筑材料對資源的隱性消耗1估計(jì)要是這的兩倍 左右3。建筑階段包括建設(shè)、運(yùn)營和拆遷，使用大約 30-40%的全球可利用一級能源4、15%的全球淡水資 源5和排放占全球總量40-50%的溫室氣體4。世界能源協(xié)會(huì)的一份調(diào)查指出，隨著世界人口的 增長和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的日益頻繁，能源的使用量會(huì)在未來 50年增長300%6。因此，建筑行業(yè)有著特別的義務(wù)積 極、迅速地從浪費(fèi)、有害的行為中轉(zhuǎn)移出來，做一個(gè) 建筑與自然和諧發(fā)展的范例，而不是對抗。這一新模 式的可持續(xù)建筑稱為高性能綠色建筑2。為一個(gè)高性能的綠色建筑項(xiàng)目選擇建筑材料和產(chǎn) 品是迄今為止項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)面臨的最困難和最具挑戰(zhàn)性的 任務(wù)。根據(jù)建筑材料和產(chǎn)品如何影響環(huán)境去

4、決定他們 的優(yōu)點(diǎn)是綠色建筑運(yùn)動(dòng)為解決的中心問題。這種新型 材料還沒有一個(gè)清晰地定義能準(zhǔn)確的描述它的評判標(biāo) 準(zhǔn)。根據(jù)目前的評估體系，一種材料或產(chǎn)品似乎是有 益的，但使用后就不一定可回收或便于處理2。在伊朗，拆建廢料的產(chǎn)生比在其他國家的多，尤 其是發(fā)達(dá)國家。例如建筑廢料的平均產(chǎn)生率，美國平 均每人每天0.77千克2 7，而根據(jù)德黑蘭市政廢料管 理中心3的報(bào)告，德黑蘭的這一比例要高的多。除了高 拆遷率，還有對建筑物的鑒定需求，尤其是住宅部門 （這主要由于人口的增長，人口年輕化4和建筑物的平 均壽命低5 ）。因此，在不久的將來，我們將面臨著大 量的建筑垃圾。為了克服這一危機(jī)，必須從現(xiàn)在開始 研究新的技

5、術(shù)、推行新的法規(guī)并且對民眾進(jìn)行教育。 伊朗的房屋研究中心13,14 已經(jīng)開始研究這個(gè)項(xiàng)目， 但是在伊朗建筑業(yè)很難找到一個(gè)有效的方法去解決環(huán) 境問題，尤其是回收利用。這其中的一個(gè)難題就是缺符號說明EE 蘊(yùn)含能量：材料或產(chǎn)品從制造到出長門所消耗的全部初級能量。ED量Edem摧毀能量：在拆毀階段結(jié)束生命周期所需的能拆遷能量：拆除建筑物所需的能量Eext提取能量：提取原材料所需的能量ET4將廢物運(yùn)送到垃圾填埋場所需的能量Ep材料生產(chǎn)能量：將原材料加工成建筑材料所需Ew廢物處理能量：廢物從建筑物生命周期中去除1的能量的能量Ep產(chǎn)品生產(chǎn)能量：將建筑材料加工成建筑產(chǎn)品所ERe c.回收能量：在每種結(jié)束產(chǎn)品使

6、用周期類型中再2需的能量回收利用所需的能量ET i運(yùn)輸能量：運(yùn)輸材料或產(chǎn)品所需的全部能量i回收類型EC建造能量EDec解構(gòu)能量：每種材料在建造中而不是拆除階EL周期能量:在建筑物生命周期中所消耗的全部段所消耗的能量能量EPr oc加工能量：在每種回收類型中加工材料的能量Eo運(yùn)行能量：保持建筑物舒適條件和日常維護(hù)需求所需的能量。即用于供暖、通風(fēng)和空調(diào)（HVAC）E T i把拆除的材料運(yùn)送到加工地點(diǎn)所需的能量系統(tǒng)、EEi生活熱水、照明和設(shè)備運(yùn)行的全部能量從產(chǎn)品被回收到在制造直到出工廠大門所需_i將再生材料用于建筑物的某個(gè)部分加入建筑 物生命周期中所消耗的能量的全部能量TB建筑壽命;每種建筑類型的平

7、均壽命（例如商EPot潛在回收能量：回收建筑材料或產(chǎn)品所節(jié)約業(yè)或住宅建筑）的能量Eend處理建筑物中不能再利用的拆除下來材料的為了在將來材料或產(chǎn)品被回收更加容易、可能量能性更大，在生產(chǎn)階段額外消耗的能量a回收概率n最高回收頻率m0材料的原始物質(zhì)Tm材料壽命：這段時(shí)間的長短主要依據(jù)舒適性要求的高低、氣候條件和運(yùn)行時(shí)間的長短1mRe c回收物質(zhì)EM維護(hù)能量：在建筑產(chǎn)品的生命周期中維護(hù)和P每單位蘊(yùn)含能量中所含的潛在回收能量修復(fù)所消耗的能量入回收概率因素：入越高，回收可能性越大乏一個(gè)對材料的評估體系。評估體系被認(rèn)為是一種通 過教育民眾有關(guān)建筑環(huán)境問題的最好的方法去推動(dòng) “綠色建筑”運(yùn)動(dòng)，并且同時(shí)還能為

8、可持續(xù)建設(shè)提供 市場需求15。為了取得更高的市場價(jià)值，業(yè)主與開發(fā) 商之間為了實(shí)現(xiàn)高層建筑評估等級的競爭，最終會(huì)創(chuàng) 造出一種高品質(zhì)、高性能的建筑材料2。本文簡要介紹了在建筑產(chǎn)品的生命周期中的能量 消耗并提供了一種計(jì)算通過回收建筑產(chǎn)品得到的那部 分能量（潛在回收能量）。此研究結(jié)果作為建筑產(chǎn)品和 材料的一個(gè)回收價(jià)值指標(biāo)可用于評估系統(tǒng)中Gao et al16計(jì)算了使用回收材料減少的能源消耗。托馬克 15提出了一種評估材料、產(chǎn)品和建筑物回收潛力的方 法，她還提出了根據(jù)回收潛力比較建筑物的方法。本 研究提出了一種方法計(jì)算潛在回收能量，關(guān)于：回收 頻率、在回收中材料的丟棄和拆建中的技術(shù)應(yīng)用。為 了能更準(zhǔn)確的

9、比較材料和產(chǎn)品，能源和潛在回收能量 被建議采用。因?yàn)楸疚膶τ谝晾势毡槭褂貌牧系奶N(yùn)含 能量不能使用，所以本研究僅限于理論分析。二、現(xiàn)有評估體系和工具中的回收利用對于大多數(shù)設(shè)計(jì)者來說建筑材料和建筑技術(shù)的環(huán) 境因素是超出時(shí)間和技術(shù)限制的3。此外，建筑和材 料的環(huán)境評估是十分復(fù)雜的。由于主觀性、復(fù)雜性和 不同用戶的不同需要，在過去的20年里，許多工具應(yīng) 經(jīng)開發(fā)出來或正在開發(fā)15。材料的選擇標(biāo)準(zhǔn)就保持目標(biāo)功能方面在構(gòu)建評估 體系中無疑是個(gè)顯著的失敗。事實(shí)上，界定“可持續(xù) 材料”并鼓勵(lì)大家使用似乎是綠色建筑評定系統(tǒng)的開 發(fā)人員所面臨的最大難題之一17。為了獲得一個(gè)合適 的評估體系，材料和產(chǎn)品生命周期中對的

10、環(huán)境影響和 他們重要性的相對大小都應(yīng)該被考慮到。確定一個(gè)給 定環(huán)境影響的比重是很具有挑戰(zhàn)性的，并且不同的比 重會(huì)產(chǎn)生不同的結(jié)果3?；厥盏膬?nèi)容和材料和產(chǎn)品的回收能力是影響評估 的一個(gè)因素。這里簡要介紹被用于評估系統(tǒng)中的兩個(gè)著名材料評估方法（例如LEED18、BREEAMp19和 GBTool20），特別介紹回收的如何操作。（一）生命周期評估法LCA是最全面的評估材料和產(chǎn)品對環(huán)境影響的方法 3，并且大多數(shù)建筑評估工具都或多或少以LCA為基 礎(chǔ)15。通常情況下，上游（開采、生產(chǎn)、運(yùn)輸和建設(shè)） 的使用，下游（解構(gòu)和處置）的產(chǎn)品流動(dòng)或是服務(wù)體 系，都會(huì)事先登記在冊，然后根據(jù)能源消耗和廢料的 產(chǎn)生等計(jì)算出

11、對全球和/或者對區(qū)域的影響（例如全球 變暖、臭氧層耗竭、水體富營養(yǎng)化和酸化）1。LCA的限制是它沒有充分解決材料的環(huán)流問題。它既沒有闡述產(chǎn)品或建筑物是否可以拆除或者回收， 也沒有說明它們的可回收性2。在LCA，回收的影響 是通過配置（對于一個(gè)系統(tǒng)的不同功能，物質(zhì)和能源 的分配流程和相關(guān)的一個(gè)系統(tǒng)對環(huán)境的排放）處理的。 這個(gè)過程在材料回收時(shí)時(shí)不會(huì)準(zhǔn)確的，因?yàn)榛厥帐且?種從一種用途中“廢物”轉(zhuǎn)變到隨后用途中的“原料” 的體系。盡管總影響的一部分會(huì)被分配到后續(xù)的用途（回收產(chǎn)品）中，但如果在未來沒有回收產(chǎn)品，這部 分影響將不會(huì)考慮15。一個(gè)100千克的鋼梁例子可以 說明分配的影響：如果梁的60千克被分

12、配給后續(xù)回收 梁作為原材料，這根梁不會(huì)以任何原因回收利用，然 后在評估中這60千克的鋼是不會(huì)被考慮的。因?yàn)榻ㄖ?材料的回收在遙遠(yuǎn)的將來才會(huì)發(fā)生，如果是這樣的話， 回收的作用只能看做潛在作用15。此外，使用這種方法比較不同材料和回首選項(xiàng)的 影響非常困難，往往是不可行的15。（二）蘊(yùn)含能量（EE）和一體碳（EC）蘊(yùn)含能源（碳）可以作為總的初級能源消耗（碳 釋放）在建筑材料的整個(gè)生命周期中。這通常包括（至 少）挖掘、生產(chǎn)和運(yùn)輸。這被成為“從搖籃到大門” 包含所有初級能源，知道產(chǎn)品出工廠大門。理想的界 線設(shè)定將從原材料（包括燃料的提取到產(chǎn)品生命周期（包括制造、運(yùn)輸、工廠的取暖和照明、維修、清理 等等）

13、的盡頭，被成為時(shí)“從搖籃到墳?zāi)埂?1。就其復(fù)雜性和其巨大，在蘊(yùn)含能量的分析中考慮建筑 壽命的終結(jié)比其他工業(yè)產(chǎn)品都要困難。沒有一個(gè)能被 普遍接受的方法，這就是為什么這個(gè)問題如此廣泛的 被爭論，方法也經(jīng)常受爭議的部分原因。在現(xiàn)有的方 法中，材料回收利用（如節(jié)能）的所有優(yōu)點(diǎn)被分為初 級產(chǎn)品或回收產(chǎn)品，確切的說是50： 50621。因?yàn)樵?未來，回收是個(gè)不確定的過程，這些方法有二、（一） 中所提到的同樣的問題。因?yàn)樵谠S多材料和產(chǎn)品的生命周期中，化石燃料 是能源的主要來源，高EE意味著溫室氣體的高排放， 高環(huán)境危害3（還有些例外，例如鋁，因?yàn)檫@些能源 不是化石燃料對于這個(gè)問題另一方面，更耐用的 產(chǎn)品會(huì)有

14、一個(gè)更低的蘊(yùn)含能量使用率2。）本文中，蘊(yùn) 含能量將作為回收價(jià)值的一個(gè)指標(biāo)。對于不同的材料，一些原料表現(xiàn)出不同的EE值 2,3,22,23，因此，蘊(yùn)含能源數(shù)據(jù)庫被可變性（有時(shí)達(dá) 到到 100%3）和不兼容性所困擾23?？勺冃园ǎ旱?區(qū)和國家的情況、制造工藝、回收利用內(nèi)容、能源和 數(shù)據(jù)參數(shù)3。因此，為了建筑材料普遍使用國內(nèi)的生 產(chǎn)者和研究中心應(yīng)該依據(jù)伊朗國內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)精確地計(jì) 算這些數(shù)據(jù)。但是就目前來說，要被接受，還要依賴與國際數(shù) 據(jù)庫。三、潛在回收能源潛在回收能量可以被簡單的描述為通過回收材料 或產(chǎn)品節(jié)省下能源的一種措施。托馬克將“回收潛力 定義為在拆除后通過回收利用可用的那部分蘊(yùn)含能量 和產(chǎn)品

15、中使用自然能源的多少15。（一）潛在回收能源的應(yīng)用建筑“垃圾”可以作為新產(chǎn)品材料的潛在原 料，回收建筑材料可以有效地減少資源和自然能源的 使用，同時(shí)也可有效減少因垃圾填埋和資源開采的土 地使用15,24。然而，評價(jià)使用回收能源和純凈能源 那個(gè)問題更簡單是非常有爭議的。一個(gè)學(xué)派認(rèn)為，這 里被稱為生態(tài)學(xué)派，像在生態(tài)系統(tǒng)里一樣，將原料用 于生產(chǎn)是頭等重要的，而將能源和其他資源用于回 收系統(tǒng)是次等重要。另一個(gè)學(xué)派認(rèn)為，即LCA學(xué)派， 只有當(dāng)使回收利用使用的原料和產(chǎn)生的排放物超過使 用純凈原料時(shí)，才應(yīng)該使用純凈能源2。這個(gè)學(xué)派堅(jiān) 信，回收利用只是一種手段而非目的，而過多的關(guān)注 回收利用將給固體廢料問題和

16、資源消耗問題施加比對 全球變暖和其他措施更大的壓力17。另一方面，為了加快社會(huì)上綠色建筑的發(fā)展趨勢， 有必要更好的促進(jìn)和加強(qiáng)環(huán)境問題同成本以及其他傳 統(tǒng)決策標(biāo)準(zhǔn)的整合本文因此，需要一種方法去評 價(jià)和比較材料的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境價(jià)值。目前，在評估工具 中關(guān)于回收利用還沒有一個(gè)能被普遍接受的方法 21。正如第一部分所述，在伊朗的建筑工業(yè)中缺乏一 種有效的方法用于回收。本文提出一種方法可實(shí)現(xiàn)第 一步，即更實(shí)際的去看待回收利用和更普遍的對待環(huán) 境問題目標(biāo)的第一步，通過實(shí)現(xiàn)一下目標(biāo)：衡量回收建筑材料的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保價(jià)值針對回收的可能性，比較建筑材料、拆建技術(shù)鑒別在生產(chǎn)中對環(huán)境產(chǎn)生巨大危害回收潛力卻很 小的材料在建筑

17、標(biāo)簽、編碼和指南中標(biāo)出計(jì)算結(jié)果，并確 定材料和建筑稅（二）建筑產(chǎn)品生命周期中的能量分析為了解釋本文怎樣評估“潛在回收能源”這里簡 要介紹下建筑組建生命周期中的能量使用。然而，真 實(shí)的數(shù)據(jù)應(yīng)該從現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫中提取或考慮氣候、技 術(shù)條件等因素后進(jìn)行精確的實(shí)驗(yàn)得出。一個(gè)建筑產(chǎn)品的生命周期分為三個(gè)階段（見圖 一）：生產(chǎn)、建造、運(yùn)行和拆除。生產(chǎn)階段這個(gè)階段包括提取原料，生產(chǎn)建筑材料/產(chǎn)品、運(yùn) 輸，這一階段使用的能量在“從搖籃到大門”方法中 相當(dāng)于“蘊(yùn)含能量”。EE = E + E + E + 22 E（1）eXtP1P2Tii = 0例如，在鋼梁的生產(chǎn)過程中，礦石是原料，鋼筋是建筑材料，鋼梁是建筑產(chǎn)品。

18、對于轉(zhuǎn)移到一個(gè)地方不需要額外加工的建筑材料，例如水泥，E = 0。P2建造和運(yùn)行階段此階段包含運(yùn)送建筑材料/產(chǎn)品到建筑工地的和建設(shè)、運(yùn)行、維修、修復(fù)所消耗的所有能量。S Ee + %El = E o + Em（3）拆除階段回收。3.1翻新。在這種方法中，建筑物會(huì)被修復(fù)并重新使 用，而不是被拆除。這是建筑工業(yè)減少對環(huán)境危害最 有效的方法25，本文將不做介紹。3.2拆除（銷毀）。在此方案中，建筑物的主體部分將 成為一個(gè)垃圾堆。方程（4）估算了建筑物在此種方法 結(jié)束壽命時(shí)的能量。ED= Edem + E + Ew4為了簡化計(jì)算，假設(shè)在拆除方案中沒有材料回收。3.3回收。如果在工業(yè)生態(tài)學(xué)7中使用的回收

19、利用方案 應(yīng)用在建筑環(huán)境中，那么拆除階段就可以被解構(gòu)代替。 改變這些一次性材料的不可在使用性以便使其再次回 收利用25。下面舉例簡要介紹一下此方案。（1）產(chǎn)品回收。在這種方法中，產(chǎn)品（例如梁、磚 塊、玻璃等）能夠在不改變形狀和性質(zhì)的情況下重復(fù) 利用16,25。（2）材料回收。在此方法中，材料被加工成新的構(gòu) 件。包括用于制造新構(gòu)件的情況良好的材料和產(chǎn)品。一個(gè)很好的例子就是：一根木梁可以再加工成一根小 一點(diǎn)的梁16,25。（3）原料回收。這是指拆除的材料被加工成原料代 替自然能源加工成新的建筑材料。最常見的例子就是 打碎鋼筋混凝土再聚合起來16,25。上述每種回收類型中的能量消耗，能用以下公式估算

20、:假設(shè)建筑物有三種方式結(jié)束壽命：翻新、拆除和圖1:此循環(huán)中產(chǎn)品的生命周期和能量消耗。產(chǎn)品的循環(huán)使用有效地減少了制造階段（對下一級產(chǎn)品）和拆毀 階段（對現(xiàn)有產(chǎn)品）的能量損耗。在拆毀階段，回收利用代替了材料清理，如圖所示：E = E + E + E + E + EE (5)Re %Dec Pr 件T；T 一；i每個(gè)回收類型的EE由以下公式計(jì)算:iEE = 0EE 2=%EE 3 =+ ET 2+ ET2在回收利用中，一定百分比的原料會(huì)被加到循環(huán)產(chǎn)品1圖2：回收和清理階段的能量損耗。產(chǎn)品的潛在回填埋處理回吸收能量就是通過回收代替再制造而節(jié)省出的能量。利用中。為了評估再生材料的EE，總能量應(yīng)該乘以 回

21、收材料的百分?jǐn)?shù)。Ept值等于在拆毀（清理）階段的能量使用減去回 首階段的能量使用（見公式（6）。四、潛在回收能量的評估本文中所有方程中建筑材料/產(chǎn)品的能量都必須用同一種計(jì)量單位進(jìn)行測評。必須要注意的是，在建圖2就產(chǎn)品生產(chǎn)中所消耗的能量比較了兩種類似筑工業(yè)中材料的計(jì)量單位根據(jù)不同的功能而不同。在的建筑產(chǎn)品（使用天然或是再生原料。這表明，通過國際單位制中，可以用1kg,1m, 1m 2,1m3來測量該物回收利用，在生產(chǎn)（EE）和維修舊產(chǎn)品（ED）中消耗質(zhì)的重量、長度、面積、體積。例如，用平方米來測的能量可以節(jié)省下來。節(jié)省的潛在能量（潛在回收能量地板面積，用米測量梁的長度。使用標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量單位量）可以估

22、算如下:可以就同一種功能比較不同的材料。E = (EE + E ) - (E+)（6）如果在設(shè)計(jì)階段解構(gòu)概念沒有被接受，那么假設(shè)圖3：材料兩次循環(huán)使用在回收和拆毀階段的能量損失。當(dāng)一個(gè)產(chǎn)品被回收利用兩次時(shí)可以節(jié)省兩次制造中能量消耗、三次拆毀中能量消耗，回收節(jié)省兩次能量（見公式8）。s = 0.公式6適用于在建筑使用壽命中部會(huì)被替代的材 料，即材料比建筑物的壽命更長（例如那些在建筑物 結(jié)構(gòu)層中使用的材料）。材料每被回收一次，EE和ED 就會(huì)少消耗一些。（一）回收頻率如二、（二）中所述，依據(jù)EE值，材料的耐久性 是非常重要的。因此，材料的回收頻率越高，就會(huì)擁 有更高的日尸。值。建筑材料使用的理想方

23、式是像生物 圈的營養(yǎng)環(huán)路循環(huán)，沒有一點(diǎn)浪費(fèi)。有很少的浪費(fèi)和 負(fù)面影響，二有很多積極的影響。生物體的浪費(fèi)就是 被食物鏈的下一環(huán)作為食物，而元素和能量將永遠(yuǎn)的 留在閉合環(huán)路中。沒有廢棄在自然中的，廢棄的就等 于食物6。然而對于常見的材料和技術(shù)，許多材料的 質(zhì)量在使用壽命和回收過程中逐漸減少。因此回收的 頻率是有限的。公式7給出了計(jì)算材料能被回收的次 數(shù)：n =（7）TB回收的加工過程中材料的壽命會(huì)增加，在評估材料壽命的過程中，這應(yīng)該被考慮在內(nèi)。為了估算材料科回收的最高頻率，假設(shè)再生材料 和天然材料材料在相同使用壽命的情況下，用在同種 類型的建筑物中（例如天然和再生材料都用于住宅建 筑中，Tb =

24、35）。生產(chǎn)商和組織應(yīng)該通過實(shí)驗(yàn)獲得材料綏值。B如果n不是整數(shù)，在再生材料的使用壽命到期之 前就應(yīng)該換掉它。在建筑物的一些部分，例如結(jié)構(gòu)部 分，n的整數(shù)部分是可以接受的，應(yīng)為在建筑物的運(yùn)行 期間，這些是不可能被替換的。材料的回收頻率有限并且最終會(huì)被釋放到環(huán)境 中，所回收利用應(yīng)該遵循自然規(guī)律。也就是說，環(huán)境 允許它們被循環(huán)使用并且最終會(huì)將它們分解為生態(tài)系 統(tǒng)中的元素。如果一種材料被循環(huán)利用了 n次，那么它的潛在 回收能量的計(jì)算方法如下（見圖3）：E = nEE + （n + 1）E = （nE+8+ E ）（8）End = EL ET 4 + Ew圖4：根據(jù)回收損失，當(dāng)材料被回收兩次時(shí)，在回收和

25、拆毀階段的能量損耗。a值表示原始材料未被損壞， 在每次再利用中不需要被天然材料所代替的未被損壞率（見公式12）假設(shè)在公式（9）中，所有原始材料都可以回收，且回a數(shù)值取決于材料的類型和工程技術(shù)，并且應(yīng)該收過程中的損失忽略不計(jì)，并且在每次回收中，回收經(jīng)過制造商和專業(yè)組織根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行評估。它可的類型和具有的能量相同。能是材料或施工技術(shù)的一個(gè)特征參數(shù)。在未來，回收是件不確定的事，因此，因?yàn)槟承┕剑?）可以考慮a因素進(jìn)一步計(jì)算E值（見Pot原因材料的回收次數(shù)少于可能可能回收次數(shù)，那么圖4）：日皿的值將低于公式（8）中的計(jì)算值。因此，此數(shù)值僅代表材料回收潛力并只在評估中避免差錯(cuò)時(shí)使用，EPot并應(yīng)該

26、同評估體系中的蘊(yùn)含能量區(qū)分開。公式（10）考慮了每次回收類型的不同，估算EReend(一 (1 -了潛在回收能量:(12)EPot=nEE +(n + 1)E -寸 E + E +i=1Re c iend假設(shè)在所有回收步驟中E是相同的。Re c(10)公式（12）使用一種計(jì)量單位計(jì)算材料的潛在回（二）回收處理收能量，它只考慮廢棄材料的能量消耗而不考慮原始在回收過程中材料被丟棄就會(huì)影響E的值，考Pot材料的。慮EPg值的這種影響，a值的計(jì)算如下:五、比較材料和產(chǎn)品,Rec(11)一個(gè)問題隨著將EE和Ept作為兩個(gè)獨(dú)立參數(shù)對待而出現(xiàn)，它們兩個(gè)是都應(yīng)該加在一起呢？換句話說， 我們?nèi)绾胃鶕?jù)材料的回收價(jià)

27、值確定哪種材料才是最好的15?以被回收，那么如果鋼梁被回收了三次，每次有90%的鋼材可根據(jù)它們的回收價(jià)值比較兩種材料，可能Epot值 會(huì)變得高一些，僅僅是因?yàn)镋E得比率變高了。這不能 被視為一種優(yōu)勢。事實(shí)上，一座理想的建筑在建造階 段僅消耗很少的能量（低EE），而大部分都用于回收中 （高時(shí)九因此，為了比較更有意義，這兩個(gè)量應(yīng) 該放在一起比較：p = -ot（13）P值越高，每單位蘊(yùn)含能量中就會(huì)有更多的能量用 于回收利用。因此，根據(jù)EE和EpE兩個(gè)因素會(huì)更好 些?；厥盏目赡苄院涂梢曰ハ嗖鹕⒑头蛛x材料的范 圍，是影響回收價(jià)值評估的另一些重要因素。盡管未 來需要回收，但材料和產(chǎn)品在實(shí)際中是否真的被回

28、收 利用還取決于很多因素，這些因素可能會(huì)相互影響甚 至相互制約。此外，每個(gè)因素的可能性是不同的，綜 合所有因素組成了一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)15。這些因素可 能會(huì)變得清晰通過引入）因子如下：人EP = Pot（14）EE入的值越大，材料回收的可能性就越大。入應(yīng)該 通過分析一些因素被量化，例如：時(shí)間要求、在該地 區(qū)工作的風(fēng)險(xiǎn)、使用材料的各種可能性15、材料重 要性程度的不同和它們之間的相互作用。這些步驟都 需要大量實(shí)用的實(shí)驗(yàn)?，F(xiàn)在，我們以鋼梁為例：EE = 30MJ/kg： 島勺=WMJ/kg; Eend = 7MJ/kg：ED = 5 MJ/k菖；e = 5 MJ/kgEPot = |30(0.9 +

29、0.92 + O.93)4- 5(1 + 0.9+ 0.92 + 0.93)-10(0.9 - 0.92 + 0.93) + 5 + 7(0.1 + 0.192 + 0.273)+0.66 = 52.34 Mj/kg六、討論本文提出了一種方法，建議將回收能量（Ept ）與 建造能量（EE）和拆除能量（ED）分開考慮。這是非 常重要的，因?yàn)榛厥盏暮锰幐牧线x擇和應(yīng)用技術(shù)的 影響隨后會(huì)變得很明顯。因此，就像托馬克提出15 的那樣，在評估工具中，產(chǎn)品和材料廢物處理所產(chǎn)生 的影響（EE,ED）應(yīng)該單獨(dú)對待在原始生產(chǎn)中計(jì)算，而 再生產(chǎn)品（E應(yīng)該在回收過程中被考慮?；厥盏臐?在好處應(yīng)該被作為產(chǎn)品的一種獨(dú)立

30、的性育置E）。既 然這樣，即使材料在將來沒有被回收，但在最初的評 估中將不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。以往的研究考慮了材料壽命、能源消耗和回收頻 率。本文提出了一種新的方法：根據(jù)建筑物的壽命決 定材料的壽命。在回收期間材料的丟棄也被考慮了進(jìn) 去。一種新的方法提出，根據(jù)材料/產(chǎn)品回收的潛力、 蘊(yùn)含能量、回收的可能性去比較它們。本文作者承認(rèn)，這種方法在追蹤材料的過程中受 到限制。主要材料在回收時(shí)應(yīng)結(jié)合一些新的材料。此 外，推測的那些回收類型實(shí)行也非常困難或者根本不 可能發(fā)生。方程中定義的假設(shè)減少了計(jì)算潛在回收能量的準(zhǔn) 確性和全面性?？赡苤挥性诓牧鲜褂脡勖Y(jié)束的時(shí)候 才會(huì)對它的回收能量有精確地計(jì)算。然而，這些不確

31、定的數(shù)據(jù)可以代表建筑材料/產(chǎn)品回收價(jià)值和建筑/拆除技術(shù)的一般觀點(diǎn)并可以應(yīng)用在評估工具中。對于伊朗的一般材料，缺乏材料使用壽命、每個(gè) 階段的能量消耗總量、在回收過程中材料的丟棄都不 能算是給出方法的弱點(diǎn)。隨著回收越來越多的被關(guān)注， 會(huì)出現(xiàn)更多、更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。能量是本文研究的唯一參數(shù)，其他參數(shù)如能量類 型、排放物、經(jīng)濟(jì)因素等其他影星都沒有考慮。作為 一個(gè)經(jīng)驗(yàn)法則，能量是建筑材料對環(huán)境影響的一個(gè)綜 合因素。然而，為了獲得材料回收能力的一個(gè)全面評 估，能量不應(yīng)該是唯一的考慮因素。通過總結(jié)建筑物 和其裝配中使用的不同材料的價(jià)值，方程可以為他們 做些調(diào)整。使用不可再生資源、在其使用壽命中釋放有毒物 質(zhì)或者

32、不遵循自然規(guī)律，不考慮EE和Ept值回收的 材料或產(chǎn)品，不是首選的環(huán)保材料。在高性能綠色建筑項(xiàng)目中，減少運(yùn)行能量（通過 提高質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)），提高用于生產(chǎn)能量的重要性。（Hernandez和Kenny26提供了一個(gè)計(jì)算在運(yùn)行中蘊(yùn) 含能量同其他能量一起使用的公式。）全面評估應(yīng)該考 慮EE、OE和Epm的最佳平衡狀態(tài)。在設(shè)計(jì)階段考慮回收能力（解構(gòu)設(shè)計(jì)）的影響可 以用給出的公式計(jì)算。通常情況下，這種方法會(huì)減少 ERe，增加 的數(shù)值，因此，Ept的值也會(huì)增加。 換句話說，它增加了回收的質(zhì)量和數(shù)量。七、結(jié)論回收利用和閉合的物質(zhì)循環(huán)利用有效地減少了建 筑工業(yè)對環(huán)境的危害。然而，目前還沒有一個(gè)國際認(rèn) 可的，全面

33、的、實(shí)際的方法去評估和比較材料的回收 潛力。本文中，潛在回收能量被作為一個(gè)參數(shù)去評估 材料的回收價(jià)值。這項(xiàng)與蘊(yùn)含能量不同的參數(shù)可以應(yīng) 用于評估體系。在未來，材料及時(shí)沒有得到回收，這 種方法也能有效地阻止初期評估中錯(cuò)誤的發(fā)生。關(guān)于 潛在回收能量和蘊(yùn)含能量之間的相互作用于關(guān)系，參 數(shù)A （表示每單位蘊(yùn)含能量中潛在回收能量的多少）的 提出使材料和產(chǎn)品之間的比較成為可能。這些因素會(huì)幫助設(shè)計(jì)師和承包商比較和選擇綠色 建筑材料。同時(shí)，它們也能根據(jù)材料回收能力的，用 于建筑法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)之中去定義稅收和折價(jià)。注釋*通訊作者:伊朗，伊斯法翰，Kaveh街，ShahidRajayi 巷，44號。電話：+98 311

34、 4592017；傳真：+98 311 5275155；手機(jī)：+989131698537； E-mail: HYPERLINK mailto:zh.hoseiniut.ac.ir zh.hoseiniut.ac.ir, HYPERLINK mailto:zh.hoseini zh.hoseini （Z.S. Hosseini Teshnizi）1隱性消耗或者間接消耗的物質(zhì)，例如：未列入經(jīng)濟(jì) 交易中的采礦負(fù)擔(dān)過重、水土流失、礦物浪費(fèi)、排放 到土地、空氣、水中的廢水和排放物。實(shí)際上對于許 多產(chǎn)品，隱性消耗遠(yuǎn)比直接消耗大的多3。2這是美國報(bào)到的平均拆建廢料產(chǎn)生率，一些數(shù)據(jù)是 根據(jù)最新的廢物特性研究得

35、出。因?yàn)槭遣皇遣鸾◤U料 的評定不同，數(shù)據(jù)中給出的廢料產(chǎn)生率呈現(xiàn)出很大的 不同（在一些情況下，廢料包括回收利用的部分，而 在另一些情況下，廢料卻不包含回收利用的部分。此 外，在土地清理和挖掘中產(chǎn)生的土壤被排除在一些數(shù) 據(jù)庫外）；地區(qū)差異（國家地區(qū)發(fā)展的快慢）每年數(shù) 據(jù)的集中（經(jīng)濟(jì)狀況的不同）7。3根據(jù)德黑蘭廢棄物管理中心2009的年度報(bào)告，德黑 蘭市的拆遷率是46655m 3,每平方米產(chǎn)生的拆建廢料 是863千克8。這個(gè)比率包括了土地清理、挖掘和回 收材料所產(chǎn)生的土壤。在2009年中，德黑蘭每人產(chǎn)生 40.26噸的拆建廢料（共8067萬噸9），平均每天 4.64kg 每天。4根據(jù)2006年的人口

36、普查，伊朗的總?cè)丝跒?0.49萬， 增長率為1.62。在1996-2006年間，平均年齡為23.89,45%的人口年齡在10-45歲。伊朗有17.5萬個(gè)家庭，不考慮所有權(quán)的情況下，有16萬套房屋，這表明住宅 嚴(yán)重短缺10。5在伊朗，建筑物的平均使用壽命是30年11，而在 美國是60年12。這種現(xiàn)象說明：在遵守建筑法規(guī)和 制度的情況下，建筑維修欠佳，建筑物交易過快11。6此方法僅包括材料一個(gè)循環(huán)周期中的回收能力和回 收內(nèi)容，而不考慮其整個(gè)生命周期中的，不考慮產(chǎn)品 可以回收的次數(shù)。這只是簡單的劃分了原始產(chǎn)品和再 生產(chǎn)品（在一個(gè)循環(huán)周期中）的環(huán)境負(fù)荷。例如，金 屬可以回收利用很多次，這是這種產(chǎn)品的優(yōu)

37、勢，但此 方法（50:50）中不予考慮21。7工業(yè)生態(tài)學(xué)是在20世紀(jì)80年代末出現(xiàn)的，它研究 了物理、化學(xué)、生物之間的相互作用和工業(yè)和生態(tài)學(xué) 之間的相互聯(lián)系2。參考文獻(xiàn)T. Ramesh, R. Parakash, K.K. Shukla, Life cycle energy analysis of buildings: an overview, Energy and Buildings 42 (10) (2010) 1592 -1600.C.J. Kibert, Sustainable Construction: Green Building Design and Delivery, Joh

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