绿色建材产品环境影响评价模型研究.pdf
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1、131造纸装备及材料 第 53 卷 总第 226 期 2024 年 1 月 造纸选材及绿色发展绿色建材产品环境影响评价模型研究*段兴梅1,陈彦苏21.宁夏建设职业技术学院,宁夏 银川 7500212.宁夏建筑科技与产业化发展中心,宁夏 银川 750000摘要:为了实现绿色建材产品的环境影响评价,文章介绍了绿色建材产品的环境影响评价现状,概述了全生命周期评价法的内涵,构建了绿色建材产品环境影响评价模型,此模型可以将建材产品的全生命周期对资源、能源消耗及对环境的影响以可量化的数值表示,表示建材产品对资源、能源消耗及对环境造成影响的大小。此环境影响评价模型能对不同的绿色建材产品进行环境影响评价,为绿
2、色建材的绿色度比较奠定基础。文章以宁夏地区三星级烧结煤矸石页岩砖为研究对象,分别对资源消耗、能源消耗和生态环境影响进行评价,通过计算确定产品最终环境影响,以此为基础可搭建重点绿色建材产品全生命周期碳排放数据库,提高企业全生命周期质量管理数字化水平。关键词:绿色建材产品;全生命周期评价法;层次分析法;环境影响;评价模型分类号:TU50;X322绿色建材是绿色建筑的基本要素,使用绿色低碳建材有助于人们形成绿色低碳的生活方式。我国对绿色建材产品的定义是指在全生命周期内可减少对天然资源的消耗和减轻对生态环境的影响,具有“节能、减排、安全、便利和可循环”特征的建材产品1。绿色建材应在全生命周期中(包括原
3、料开采、生产制造、产品使用及拆除等所有环节)都应具有安全、健康、环保特性。“十四五”期间,国家要求建材企业的生产制造要不断提升产品的绿色度,为实现“双碳”目标提供保障。在建材产业结构转型升级的进程中,如何科学合理地评价建材企业资源与能源消耗,降低环境负荷,是政府、绿色评价组织、绿色建材生产企业应关注的问题,只有全员重视全生命周期的认证与评价,才能树立企业发展与生态发展协同的理念,助推建材行业高质量发展2。1 绿色建材产品环境影响评价的现状我国绿色建材产品实行产品认证制度。经过认证的绿色建材产品分为一星级、二星级、三星级,其中,三星级是最高级别。目前,我国绿色建材认证指标包括资源属性、能源属性、
4、环境属性、品质属性,这些指标总称为绿色属性指标。绿色建材产品认证是评价建材产品绿色性的关键环节,只有经过认证且符合国家标准的产品才能按标准评定星级。第三方评价机构在进行绿色建材产品认证时,首先由绿色建材产品生产企业向具有资格的第三方认证机构提出申请,由第三方机构按照标准要求,经过资料审核、产品检验、现场检查等环节,最后给予认证决定3。在开展认证时,需要依据绿色建材评价系列标准和绿色建材产品分级认证实施细则,查阅企业近一年或有效期内的相关文件,包括环保达标、安全生产、废弃物处置、工艺装备、管理体系认证、环境产品声明和碳足迹、产品性能等资料;对企业单位产品能耗、原材料运输能耗进行评价时,则需要查阅
5、主要原材料的供应商、产地、供应量、运输方式、运费等清单或统计表,逐一核对采购合同、出入库统计台账等。评价工作时间长,工作量大,整个工作需要查阅大量的资料和数据,还需要进行计算最后得出评价结论。认证机构所做的绿色建材产品认证基本上是基于产品的生产阶段所做的定性与定量相结合的评价,评价产品是否符合绿色建材的指标要求。绿色建材的绿色特性要求评价工作应从建筑材料的全生命周期进行综合评价,只有对人和社会安全健康的产品,才是真正的绿色产品。因此,在生产企业制造出品质高、功能优、符合国家产品标准产品的前提下,科学合理地对产品进行环境影响评价才是评价产品绿色性的最关键环节4。文章编号:2096-3092(20
6、24)01-0131-03*基金项目:2023 年宁夏建设科技计划项目“基于绿色低碳建材产品环境影响评价模型的研究”(JSKJ2023-27)作者简介:段兴梅,女,本科,教授,研究方向为新型建材。132 造纸选材及绿色发展 2024 年 第 1 期 总第 226 期 造纸装备及材料2 全生命周期(LCA)评价法概述目前国际上对环境影响评价方法有多种,如环境指数法、环境分数法、单位消耗的物质强度方法、环境优先级法等。在 ISO 组织制定的环境管理标准中,LCA 评价法既可用于生态环境辨识、产品生态改进设计,也可用于环境影响评价。LCA 评价法已在全球范围内被广泛应用于材料环境影响评估。绿色建材产
7、品评价的核心在于产品的绿色属性,即环境影响评价,因此有必要通过运用 LCA评价法来引导产品的绿色设计和绿色建材产品的生产。LCA 评价法的主要思路是通过收集与产品相关的全产品寿命周期环境清单数据,应用 LCA 评价法定义的一套计算方法,从资源消耗、人体健康和生态环境影响等方面对产品的环境影响做出定性和定量的评估,并进一步分析和寻找改善产品环境表现的途径。LCA 评价法是建立在具体的环境清单数据上的,这是LCA 评价法最基本的特性之一,是实现 LCA 评价法客观性和科学性的必要保证,是进行量化计算和分析的基础5。3 绿色建材产品环境影响评价模型评价绿色建材产品是否绿色,要对产品从原料开采、生产加
8、工、销售运输、拆除回收等全过程来评价是否符合生态及环保要求。因此,环境影响评价是绿色建材评价的关键,评价采用清单分析法对产品全生命周期影响环境因子进行定量计算,并确定各指标项的权重,综合定性和定量分析进行系统评分,得出评价产品的环境影响分值。如建材产品综合环境影响最终得分越低,则其节约资源、节约能源、环境保护的效果就越好。因此,根据前述分析,待评价的绿色建材产品综合环境影响评价模型可用以下公式表示:111nnniiiiiiiiiLsdELIWADPWEDPW=+(1)式中:Lsd 为待评价建材产品的综合环境影响;i为若干评价指标;Wi为对应评价指标的权重值;ELI、ADP、EDP 分别为能源消
9、耗、资源消耗、环境负荷的相对指数。4 绿色建材产品环境影响评价模型应用案例选用目前宁夏地区框架结构或框架剪力墙结构填充墙中使用最多的三星级烧结煤矸石页岩空心砖研究为对象,采用 LCA 评价法,应用公式(1)对某三星级烧结煤矸石砖墙体材料进行环境影响评价6。首先,确定产品的评价指标:(1)该产品的品质属性(包括放射性核素、可浸出重金属、抗冻性、强度、密度等指标)均满足或优于国家相关标准的技术指标,以第三方出具的产品检测报告为准;(2)评价的烧结煤矸石页岩砖质量为 1 t,容重 800 kg/m3;(3)评价周期从烧结砖空心砖原材料开采开始到运输再到施工结束,不考虑能源生产环节对环境的影响;(4)
10、不考虑产品生产设备的环境影响;(5)不考虑水资源消耗和粉尘排放的影响。4.1 烧结煤矸石页岩砖的生产流程烧结煤矸石页岩砖中煤矸石占 71%,页岩占 29%。烧结煤矸砖页岩砖生产流程如下:原料配比粗破细破筛分加水搅拌真空挤出成型切条、切坯、码坯干燥烧成成品检查入库7。4.2 烧结煤矸石页岩砖环境负荷清单烧结煤矸石页岩砖环境负荷清单主要如下:(1)能源消耗:电力、柴油;(2)矿物资源消耗:煤矸石、页岩;(3)废气排放:二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物。按清单分析法对上述影响进行归类,烧结煤矸石页岩砖环境负荷清单如表 1 所示。表 1 烧结煤矸石页岩砖环境负荷清单环境影响类别环境负荷项目GWPCO2AP
11、SO2、NOxNPNOxHCACO、SO2、NOx、烟尘、粉尘ADP煤矸石、页岩EDP电力、柴油POCPCxHy注:GWP 为温室效应;AP 为环境酸化;NP 为富营养化作用;HCA 为人类健康损害;ADP 为资源消耗;EDP 为能源消耗;POCP 为光化学烟雾。根据国家发展改革委等部门关于发布煤炭清洁高效利用重点领域标杆水平和基准水平(2022 年版)的通知,确定公用系统的电力消耗标准煤按基准水平的平均值计为 340 g 标准煤/kWh,火力发电的煤以焦煤、烟煤、褐煤为主,其中碳含量为 25.8 kg/GJ;按1 t(约为 1 211 L)柴油产生 CO2为 3.16 t 计算,宁夏某煤矸厂
12、的综合电耗为 7.3 kWh/t,原煤生产的综合能耗取 13.89 kWh,页岩开采的综合能耗参照原煤数据,则污染物排放数据如表 2 所示。133造纸装备及材料 第 53 卷 总第 226 期 2024 年 1 月 造纸选材及绿色发展4.3 烧结煤矸石页岩砖环境负荷核算考虑煤矸石与页岩的烧失量,生产 1 t 煤矸石砖平均需煤矸石 1 011 kg,需页岩 262 kg,其他不予考虑。其中,页岩原料开采的运输距离为 16.5 km,煤矸石的运输距离为 18 km,烧结煤矸石页岩砖销售平均运距以50 km 计算,不考虑拆除及回收产生的环境负荷8。根据企业统计报表和企业能源审计报告,生产及运输 1
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