基于全寿命周期理论(LCA)下生态绿屋面形式的比较研究2012318.doc
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1、基于全寿命周期理论(LCA)下生态绿屋面形式的比较研究摘 要:生态绿屋面的环境效益是绿色建筑的重要方面,通过应用生命周期评价(LCA)方法评价生态绿屋面环境协调性,加强对生态绿屋面基础性工作研究,对推动城市环境的可持续发展大有裨益。 关键词:生命周期评价生态绿屋面 比较研究一、生态绿屋面的形式研究绿屋面是生态建筑(绿建筑)评估体系中一个重要的评价指标,但长期以来,人们对“绿屋面”的理解却各不相同。通常人们会把绿屋面与屋顶花园或屋面草坪视为相同的东西,认为所谓绿屋面或者生态绿屋面就是在屋面上种植了绿色植物,实际上这是一个错误的观念。按德国FLL的分类法,生态绿屋面被划分为三大类:密集型绿屋面、半
2、密集型绿屋面和拓展型生态绿屋面。绿屋面从定义上较为广泛,因国家或地区不同而有不同的定义,且属于绿屋面定义范畴内的绿屋面也不一定就是绿色的。在USA西部地区(包括俄勒冈州和华盛顿州)较早开始了绿屋面的研究,因气候干热和降雨量下的原因,拓展型生态绿屋面上所种植的本地植物的颜色基本变成褐色或是枯黄色,不以绿色呈现。故如果以色彩来称之,实有不当之处,也正因此,美国将其称之为“生态屋面”。这其中暗含它的生态型和对生态系统(ECOsystem)的良好调节功能;此外,还将其经济性(ECO同时也是Economic(经济的)一词的前缀。)表现了出来。二、生态绿屋面生产、施工阶段全寿命周期比较分析生态绿屋面全寿命
3、周期管理的整体系统分析目标是使所建成生态绿屋面,根据系统分析原理将绿色屋面全过程分为投资决策、规划、设计、施工、竣工验收、使用维修、等各阶段,在考虑它们之问的相互支持和制约的条件下进行分析。A、分析计算条件:根据全生命周期评价技术框架的内容,本文把生态绿屋面的整个生命周期边界划定为建材的生产、建筑的施工、使用、拆除以及建筑废料回收和废物处理5 个阶段。本文生态绿屋面整个生命周期能耗对比从生态绿屋面以及传统建筑的施工材料生产阶段的能耗、生态绿屋面施工阶段的能耗记性分析对比B、分析对象总能耗生态绿屋面整个生命周期能耗的计算公式如下:QT = Qm + Qe + Qo + Qd + Qp (1)式中
4、,QT为生态绿屋面整个生命周期的能耗;Qm为生态绿屋面施工材料生产阶段的能耗;Qe为生态绿屋面施工阶段的能耗;Qo为生态绿屋面运行阶段的能耗;Qd为生态绿屋面拆除阶段的能耗;Qp为建筑废料回收和废物处理阶段的能耗。1) 生态绿屋面材料生产阶段的能耗生态绿屋面施工材料生产阶段能耗的计算见下式:Qm= (2)2) 生态绿屋面施工阶段的能耗生态绿屋面施工阶段的能耗由2 部分组成,即生态绿屋面施工材料运输到施工现场的运输能耗和生态绿屋面施工过程中的能耗,其计算见式(3) (5)。Qe = Qe,t + Qe,p (3) Qe,t= (4)Qe,p= (5)式中,Qe,t为生态绿屋面施工材料运输到施工现
5、场的运输能耗;Qe,p为生态绿屋面施工过程中的能耗;di为生态绿屋面施工材料从生产地到施工现场的运输距离;Tc为单位生态绿屋面施工材料运输单位距离的能耗;mi为施工过程中不同施工类型的数目;pi为施工总量;Pi为每种施工类型的单位能耗;其余参数含义同前。式中,Qo,y为生态绿屋面运行阶段中的年使用能耗;Ai为生态绿屋面在运行阶段使用不同能源形式的时间;A 为生态绿屋面的使用寿命;其余参数含义同前。C、清单分析在清单分析中,收集分析对象的所用材料清单,并对各类构造做法的材料进行统计,然后依据上述分析模型的计算原理对不同构造体系生态绿屋面建筑材料生产阶段分析施工阶段的环境负荷包括施工过程和运输过程
6、中材料的使用量、能耗和CO2排放量。运输能耗可以根据运输距离等计算单位能耗和排放量;施工阶段的材料消耗量可以根据施工模板、脚手架等的使用量及其折旧率进行估算。本文主要分析绿屋面的建筑材料生产、施工阶段的能耗和CO2排放量。在生态绿屋面建筑材料的生产、施工阶段,以资源消耗、能源消耗和CO2排放量这3 个指标为对象进行清单分析。主要建筑建材生产阶段的资源消耗、能源消耗和CO2排放量见表1。经过统计计算,传热系数0. 40 0. 60 W/ (m2K) 所对应的资源消耗最低的三种绿屋面形态,能源消耗最低详见图表2。表2 绿屋面主要生态绿屋面建筑材料生产、施工阶段的资源消耗、能源消耗和CO2排放量材料
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