齊元歆，朱　華（長春工業(yè)大學，吉林長春130000）

【摘　要】近幾年，隨著我國經(jīng)濟社會的發(fā)展和城市化進程的加快，在全面推進城市文明發(fā)展步伐的同時也造成大量建筑垃圾的出現(xiàn)，每年城市建筑方面的垃圾排放量已經(jīng)占城市固體廢棄物總量的30%以上，對城市環(huán)境建設(shè)產(chǎn)生了一定的不良影響。生命周期評價（LCA）作為一種對區(qū)域廢棄物管理體系環(huán)境效應進行衡量的重要工作方法，其能夠借助對能量、廢棄物的環(huán)境排放以及物質(zhì)消耗等對環(huán)境負載問題進行科學的評估，因此將其應用于建筑廢物資源化再利用分析中具有重要的價值，能夠為我國更好的開發(fā)建筑廢物資源再利用提供特定的支持。

【關(guān)鍵詞】建筑廢物；資源化；再利用；生命周期評價

【中圖分類號】X799.1　【文獻標識碼】A　【文章編號】2095-2066（2016）26-0008-03

建筑廢物資源化再利用的生命周期評價初探

齊元歆，朱華（長春工業(yè)大學，吉林長春130000）

【摘要】近幾年，隨著我國經(jīng)濟社會的發(fā)展和城市化進程的加快，在全面推進城市文明發(fā)展步伐的同時也造成大量建筑垃圾的出現(xiàn)，每年城市建筑方面的垃圾排放量已經(jīng)占城市固體廢棄物總量的30%以上，對城市環(huán)境建設(shè)產(chǎn)生了一定的不良影響。生命周期評價（LCA）作為一種對區(qū)域廢棄物管理體系環(huán)境效應進行衡量的重要工作方法，其能夠借助對能量、廢棄物的環(huán)境排放以及物質(zhì)消耗等對環(huán)境負載問題進行科學的評估，因此將其應用于建筑廢物資源化再利用分析中具有重要的價值，能夠為我國更好的開發(fā)建筑廢物資源再利用提供特定的支持。

【關(guān)鍵詞】建筑廢物；資源化；再利用；生命周期評價

【中圖分類號】X799.1【文獻標識碼】A【文章編號】2095-2066（2016）26-0008-03

本文首先對建筑廢物和生命周期理論進行了簡要的分析，并對我國建筑廢物的生命周期評價（LCA）研究情況進行了相對具體的介紹，然后以建筑廢物中的廢棄混凝土為例對建筑廢物資源化再利用實施了生命周期評價，即對利用廢棄混凝土制作再生骨料在制作再生混凝土這一問題實施生命周期評價，即確定評價目標范圍、對建筑廢棄混凝土再利用過程實施清單分析、結(jié)合文獻數(shù)據(jù)對各類環(huán)境影響數(shù)據(jù)進行計算，明確整個過程對環(huán)境的影響、對應用生命周期方法對廢棄混凝土再利用過程的環(huán)境影響進行分析評價，最終得出了現(xiàn)階段我國建筑廢物資源化再利用的具體措施，希望能夠為建筑廢物資源化再利用提供充分的支持和借鑒。

1　生命周期評價的基本定義和技術(shù)框架

生命周期評價（LCA）是當前已經(jīng)得到國際社會普遍認同的環(huán)境負荷量化評價方式，但是由于研究理論缺乏完善性，因此到現(xiàn)在尚未形成統(tǒng)一的定論?？v觀近幾年的生命周期評價研究，具有典型代表性質(zhì)的主要是國家標準化組織經(jīng)過系統(tǒng)研究做出的定義，其認為生命周期評價（LCA）是對一個特定產(chǎn)品系統(tǒng)整個生命周期中涉及到的輸入、輸出以及潛在環(huán)境影響因素的評價和匯編工作［1］。然而，盡管不同的研究機構(gòu)結(jié)合自身研究結(jié)果對生命周期評價做出了不同的定義，但是其基本研究框架已經(jīng)在研究界達成共識，即具體將生命周期評價的技術(shù)框架劃分為四個大步驟：目標與范圍的限定；清單分析；影響評價和結(jié)果解釋（如圖1所示）。

圖1　生命周期評價（LCA）技術(shù)框架

2　建筑廢物生命周期評價

生命周期評價經(jīng)過長時間的發(fā)展到當今社會已經(jīng)得到了相對廣泛的應用，如工業(yè)企業(yè)部門、政府環(huán)境管理部門以及消費者組織和國際組織等的應用，其不僅能夠?qū)δ茉?、工業(yè)產(chǎn)品等進行深入的分析和研究，還能夠應用于建筑廢物管理方面，為建筑廢物資源化再利用提供一定的支持。Finnveden，G?ran等研究人員首先使用生命周期評價（LCA）對生活垃圾處理技術(shù)進行了適當?shù)姆治?，Lundie和Rivela等研究者也對生活垃圾中的餐飲垃圾以及廢舊木料垃圾進行了適當?shù)哪Ｐ蜆?gòu)建，為使用生命周期評價（LCA）研究建筑廢物資源化再利用問題作出了正確的指引。同時，在我國研究領(lǐng)域中，使用生命周期評價（LCA）對建筑廢物管理工作進行研究，為建筑廢物資源化再利用提供一定的支持具有相對廣泛的研究基礎(chǔ)，現(xiàn)階段的研究重點同樣放置在對生活垃圾的研究方面，在建筑廢物方面的研究還相對較少，王波和楊浩然等人結(jié)合生命周期評價（LCA）對建筑垃圾的處理方式進行了適當?shù)奶剿?，并取得了初步的成果，但是從整體上看我國研究界對建筑廢物的研究仍然停留在垃圾的填埋和焚燒兩個主要方面，對建筑廢物資源化再利用的研究鮮少涉及，因此具有巨大的研究空間，值得研究者進行更為深入的分析和探索，只有明確建筑廢物資源化再利用問題，才能夠真正改善我國建筑垃圾環(huán)境影響現(xiàn)狀，促使我國生態(tài)建設(shè)和環(huán)保建設(shè)獲得更好的發(fā)展。

3　以建筑廢棄混凝土資源化再利用為例實施生命周期評價（LCA）

調(diào)查研究顯示，我國每年的建筑廢物總量已經(jīng)突破21000萬t，而在這些建筑廢物中，混凝土垃圾占一半以上，高達10000萬t［2］。在建筑廢物產(chǎn)生后，我國一般會選擇使用填埋或者焚燒的方式進行銷毀，極大增加了環(huán)境負擔，對城鄉(xiāng)環(huán)境造成了較大的影響，因此必須加強對混凝土再生利用技術(shù)的開發(fā)和研究，以對混凝土廢物資源的再利用改善我國環(huán)境狀況，促使我國環(huán)境建設(shè)工作能夠得到良好的發(fā)展。

3.1混凝土資源化再利用目標和范圍的確定

對混凝土資源化再利用目標和范圍進行確定首先應該對確定的前提條件進行分析，具體來說可以根據(jù)混凝土廢物資源化再利用問題作出如下假設(shè)：假定使用顎式破碎機對建筑廢棄混凝土進行處理；假定本次研究使用的是功能單位1m3再生骨料替代率為50%的再生混凝土資源；假設(shè)在原材料運輸過程中所使用的運輸設(shè)備為5t柴油汽車，并且材料的運輸距離為5km，水泥成品材料的運輸距離為30km；假設(shè)生產(chǎn)一噸水泥需要分別消耗1.3t、0.3t、0.05t的石膏、黏土、石灰石，在此過程中忽略廢渣和廢料的再生利用問題；適當忽略其他生產(chǎn)設(shè)備以及施工中的建筑設(shè)施所能夠造成的其他環(huán)境影響；本次研究清單所使用的相關(guān)研究數(shù)據(jù)為對其他研究者的文獻數(shù)據(jù)進行合理分析所得。

在明確研究前提條件的基礎(chǔ)上還應該對廢棄混凝土的資源化再生利用過程進行分析。由于本次研究所選取的研究對象為再生骨料替代率為50%的混凝土，因此1m3的混凝土目標的應用配合比為水泥、水、砂、天然石子、再生骨料、減水劑分別為400kg/m3、168kg/m3、635kg/m3、518kg/m3、518kg/m3、2kg/ m3。而建筑廢物混凝土的資源化再利用過程圖如圖2所示。

圖2　廢棄混凝土資源化再利用過程圖

3.2廢棄混凝土資源化在利用清單分析

基于生命周期評價（LCA）理論對建筑物廢棄混凝土資源化再利用情況進行清單分析涉及到以下幾個方面的內(nèi)容：

3.2.1生產(chǎn)再生骨料的清單分析

通過對相關(guān)研究文獻進行查閱得到具體的研究數(shù)據(jù)，在再生骨料的生產(chǎn)過程中會消耗大量的電能，一般為13.75kWh/ t。通過對此方面的公用系統(tǒng)環(huán)境數(shù)據(jù)進行適當?shù)难芯靠梢园l(fā)現(xiàn)，每生產(chǎn)1m3的再生混凝土，一般會產(chǎn)生518㎏的再生骨料消耗，因此每次需要生產(chǎn)1m3再生混凝土的過程中都需要在再生骨料的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中消耗一定的電能，這些電能基本為0.518×13.75＝7.12kWh。

3.2.2再生混凝土生產(chǎn)過程清單分析

結(jié)合目標和范圍確定階段前提條件中所提及的第二點和第三點假設(shè)，再結(jié)合本次研究中再生混凝土目標的應用配合比可以發(fā)現(xiàn)在使用原材料——天然骨料和天然石子、砂的質(zhì)量通過具體的計算能夠得到天然骨料的環(huán)境影響數(shù)據(jù)，具體來說，其環(huán)境影響數(shù)據(jù)如表1所示。

表1　再生混凝土生產(chǎn)過程中所需天然骨料的環(huán)境影響數(shù)據(jù)

3.2.3混合所要使用的水泥生產(chǎn)清單分析

結(jié)合目標和范圍確定階段前提條件中所提及的第四點假設(shè)，再結(jié)合公用系統(tǒng)環(huán)境數(shù)據(jù)對生產(chǎn)一噸水泥所產(chǎn)生的各種環(huán)境影響數(shù)據(jù)進行計算，由于生產(chǎn)1t再生混凝土一般需要400kg的水泥，因此可以對400kg水泥所產(chǎn)生的各類環(huán)境影響數(shù)據(jù)進行具體的分析。統(tǒng)計可知，400kg水泥的環(huán)境影響數(shù)據(jù)為：煤耗81.66kg；電耗58.488kWh；柴油消耗0.612L；二氧化碳排放 0.612kg；一氧化碳排放 0.011kg；二氧化硫排放0.142kg；廢棄物16kg。

綜合上述所有數(shù)據(jù)進行具體的研究和分析能夠得出最終的結(jié)論，即生產(chǎn)1m3再生混凝土的產(chǎn)生的各種環(huán)境數(shù)據(jù)，并且這一數(shù)據(jù)就是本次研究所得出的建筑混凝土資源化再生利用清單，如表2所示。

表2　本次研究的廢棄混凝土資源化再生利用清單

3.3分析總結(jié)

本次研究以建筑廢物混凝土為例使用生命周期評價（LCA）方法對建筑廢物的資源化再利用進行分析，并結(jié)合從相關(guān)文獻中搜集和整理的數(shù)據(jù)對混凝土的資源化再利用過程進行具體的計算和研究，最終可以得出以下研究結(jié)論：

（1）建筑廢棄混凝土的資源化再利用過程中會排放一定含量的SO2、CO2以及氮氧化物和烴類，其中CO2的排放量最大，占據(jù)總排放量的90%以上，所以可以看出在此過程中CO2是最為主要的排放物，并且CO2也會對環(huán)境造成較大的影響。因此需要進一步改進工藝，在實施混凝土資源化再利用的過程中適當?shù)臏p少CO2的排放，有效降低CO2排放對環(huán)境的影響，促使建筑廢物混凝土資源化再利用能夠持續(xù)發(fā)展。

（2）建筑廢物混凝土資源在實施再利用的過程中會對環(huán)境產(chǎn)生一定的影響，并且這些影響一般表現(xiàn)在促使全球變暖、環(huán)境酸化問題嚴重、水體富營養(yǎng)化以及光化學煙霧等方面，因此要想切實改善環(huán)境狀況，還應該對混凝土資源化再利用問題進行更為具體的分析，減輕其對環(huán)境的危害，最大限度的維護生態(tài)平衡。

（3）在對建筑廢棄混凝土進行再生利用處理的過程中會消耗大量的電力和煤炭能源，因此要想促使建筑廢物資源化再利用得到有序開展，還應該加大在節(jié)能減排方面的研究，通過降低資源消耗和減少不必要的污染問題為建筑廢物資源化可再生工作的發(fā)展創(chuàng)造良好的條件。

（4）在本次研究過程中發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)1m3再生混凝土所產(chǎn)生的環(huán)境負荷總量為0.064，其中全球變暖所造成的環(huán)境負荷相對較大，占據(jù)總負荷量的53.125%，所以可以確定環(huán)境變暖是其主要影響因素，因此在下一個階段的研究中應該將此問題作為研究重點，探索更為健全的資源化再利用措施，減輕其對環(huán)境變暖問題的影響，進而實施更為科學的建筑廢物資源化再利用。

3.4建筑廢物資源化再利用中的生命周期評價（LCA）分析實例

生命周期評將（LCA）作為一種相對科學、系統(tǒng)的環(huán)境影響評價有效工具，新時期隨著世界各國建筑行業(yè)的飛速發(fā)展，生命周期評價（LCA）也在國內(nèi)外建筑領(lǐng)域的得到了相對廣泛的應用，并且在具體的研究過程中探索出了多種環(huán)境影響因子，對建筑廢物資源化再利用情況產(chǎn)生了一定的積極影響。在我國，生命周期評價（LCA）也得到了相對廣泛的應用，在上海地區(qū)就結(jié)合本地區(qū)垃圾處理情況對其應用進行了適當?shù)姆治?。如高斌等人借助生命周期評價（LCA）方法對上海市的生活垃圾處理問題進行分析，并基于上海市生活垃圾的處理現(xiàn)狀和數(shù)據(jù)分析結(jié)果制定了四個備選處理方案，在一定程度上為上海市垃圾處理工作的開展提供了相應的借鑒。同時，蘇醒等人也針對建筑領(lǐng)域的問題進行分析，并且以建筑行業(yè)中較為常見的鋼板、鋼筋、玻璃和鋁制品以及混凝土等廢棄物為例對這些廢物的資源化可再生工作使用生命周期理論實施清單分析，具體探究了材料回收率能夠產(chǎn)生的影響，為建筑廢物資源化再利用研究工作的開展提供了特定的數(shù)據(jù)支持。王婧等人在生命周期評價（LCA）的指導下借助清單分析建模和計算工作，對12種建筑材料產(chǎn)品在生產(chǎn)周期中的能源消耗以及大氣污染排放問題進行探索，也為建筑廢物資源化再利用研究工作的開展奠定了基礎(chǔ)?，F(xiàn)階段，雖然生命周期評價（LCA）在建筑廢物資源化再利用方面的研究還相對較少，但是可以預見，在其他研究的支持和研究者的努力下，在未來此方面的研究也必然會取得一定的成果。

4　進一步完善我國建筑廢物資源化再利用管理的建議

針對國內(nèi)外建筑廢物資源化再利用現(xiàn)狀以及生命周期評價（LCA）應用研究現(xiàn)狀，對我國建筑廢物實施資源化再利用管理可以從以下幾個方面入手：①對建筑廢物實施資源化再利用管理應該從生產(chǎn)源頭的控制工作入手，在充分了解建筑廢物資源化再利用環(huán)境影響的基礎(chǔ)上，采取一定的措施控制其不良影響，再借助完善法律法規(guī)的支持促使建筑廢物資源化再利用工作得以有序開展。②建筑廢物資源化再利用工作的開展應該堅持走產(chǎn)業(yè)化建設(shè)發(fā)展道路，并且在市場建筑工程中使用相關(guān)建筑材料應該優(yōu)先選擇建筑廢物資源化再利用產(chǎn)品，并由國家制定各項政策鼓勵建筑廢物資源化再利用工作的開展，為建筑廢物資源化再利用的可持續(xù)推進提供全面的支持，最大限度的維護我國生態(tài)環(huán)境。③進一步加強對建筑廢物實施生命周期評價和管理，有效提升生命周期評價（LCA）在我國建筑廢物資源化再利用管理工作中的應用率，進而通過對建筑廢物資源化再利用實施生命周期評價研究，對建筑廢物的資源化再利用環(huán)境效應提出科學的評價，為其資源化再利用工作的開展提供全面、客觀的數(shù)據(jù)支持。

5　結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)階段我國研究界對建筑廢物資源化再利用的研究還相對較少，直接導致在缺乏科學理論指導的情況下我國建筑廢物處理效果相對較差，甚至大量的建筑廢物不合理排放已經(jīng)對生態(tài)環(huán)境造成一定的威脅。因此在當前社會背景下基于生命周期理論對建筑廢物資源化再利用問題進行充分的分析和研究對于提升我國建筑廢物利用情況，進一步改善建筑環(huán)境狀況和我國生態(tài)環(huán)境發(fā)展狀況具有一定的現(xiàn)實意義，值得進行深入的研究和探索。

［1］趙燕楠.建筑廢物資源化再利用的生命周期評價初探［J］.城市建設(shè)理論研究，2015（2）：1320～1321.

［2］羅學明.建筑固體廢棄物資源化利用及可行性技術(shù)分析［J］.房地產(chǎn)導刊，2014（1）：377.

朱 華，男，副教授，研究方向為環(huán)境空間設(shè)計。

2016-9-1

齊元歆（1990-），男，吉林臨江人，碩士研究生，研究方向為空間環(huán)境設(shè)計。