周志武 王旭 Julián Alcalá Victor Yepes 吳姍姍 彭文娟

【摘? 要】面對(duì)全球建筑業(yè)環(huán)境污染問(wèn)題，論文選用斜拉橋作為研究案例，應(yīng)用數(shù)據(jù)建模、影響因子對(duì)比、數(shù)值思維導(dǎo)圖、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等科學(xué)方法，通過(guò)軟件分析17620多組數(shù)據(jù)得出成果，成果顯示全球變暖占總污染量的98.3%。要重點(diǎn)控制材料運(yùn)輸、通行車輛尾氣排放。最后，通過(guò)優(yōu)化方案降低了材料運(yùn)輸污染總量的75%，論文提出降低建筑行業(yè)碳貢獻(xiàn)的未來(lái)趨勢(shì)。

【Abstract】Facing the problem of environmental pollution in the global construction industry， this paper selects cable-stayed bridge as a case study， applies scientific methods such as data modeling， impact factor comparison， numerical mind map， Bayesian network optimization， etc.， through the software analysis of more than 17620 groups of data， the results are obtained. The results show that global warming accounts for 98.3% of the total pollution amount. It is necessary to focus on controlling the exhaust emissions of materials transportation and passing vehicles. Finally， 75% of the total pollution amount of materials transportation is reduced through the optimization scheme. The paper puts forward the future trend of reducing carbon contribution of construction industry.

【關(guān)鍵詞】LCA研究;環(huán)境貢獻(xiàn);數(shù)據(jù)建模;影響因子;成果分析

【Keywords】LCA research; environmental contribution; data modeling; impact factor; results analysis

【中圖分類號(hào)】U442;X82? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2020）10-0188-07

1 引言

伴隨城鎮(zhèn)化快速普及，工業(yè)化也在飛速發(fā)展，數(shù)據(jù)顯示，2050年將有66%世界人口城市化[1]，人為溫室氣體排放是造成全球變暖的主要原因，使全球升溫約1.0℃，2030-2050年全球升溫將達(dá)到1.5℃[2]。

基礎(chǔ)建設(shè)溫室氣體排放占全球能源的40%，歐盟建筑物溫室氣體排放占能源消耗的40%，占總溫室氣體的36%。歐盟制訂《2050年低碳經(jīng)濟(jì)線路圖》，提出歐盟將在2020年實(shí)現(xiàn)CO2減排25%，同時(shí)將現(xiàn)有能效提高20%[3]。

針對(duì)建筑業(yè)對(duì)環(huán)境貢獻(xiàn)加劇，劉沐宇等運(yùn)用生命周期平均和成本分析量化橋梁生命周期環(huán)境影響，按照五階段進(jìn)行簡(jiǎn)潔分析[4]。Vicent等研究在不同維護(hù)方案下最優(yōu)后張砼箱梁式公路橋，得出制造、維護(hù)階段環(huán)境貢獻(xiàn)影響[5]。以上成果奠定了研究方法與思路，欠缺之處是研究系統(tǒng)性不全面、缺乏詳細(xì)數(shù)據(jù)分析、不確定性評(píng)估較多、沒(méi)有將研究分析精細(xì)化并提出合理優(yōu)化策略。

國(guó)際橋梁設(shè)計(jì)多樣化與美學(xué)、人文自然景觀要完美結(jié)合。節(jié)能材料選擇、施工方案優(yōu)化、先進(jìn)設(shè)備研發(fā)、大數(shù)據(jù)開發(fā)以及環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)和要求提高等諸多因素都對(duì)橋梁全生命周期提出新評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)與研究理念。系統(tǒng)、嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致、貼近實(shí)體結(jié)構(gòu)的研究更具重要性、指導(dǎo)性。這也是文章研究初衷與基礎(chǔ)。

鑒于此，本文引用歐洲成熟OpenLCA1.10.1系統(tǒng)、Ecoinvent和Bedeck等數(shù)據(jù)庫(kù)，選取擇典型斜拉橋案例，應(yīng)用中點(diǎn)與端點(diǎn)建模，從初期規(guī)劃開始，定量各類影響參數(shù)與建模數(shù)據(jù)。全面按照案例結(jié)構(gòu)形式、服役期限、耐久設(shè)計(jì)參數(shù)、外界環(huán)境影響因素等全面展開研究，分析成果，為基礎(chǔ)設(shè)施節(jié)能轉(zhuǎn)型，設(shè)計(jì)減排、緩解排放并最終實(shí)現(xiàn)凈零能耗目標(biāo)奠定研究基礎(chǔ)。

2 LCA方法

世界各國(guó)加大交通基礎(chǔ)建設(shè)力度，伴隨環(huán)境日益惡化，2006年芬蘭、瑞典和挪威啟動(dòng)ETSI項(xiàng)目，2009年丹麥加入。項(xiàng)目旨在經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和美學(xué)上優(yōu)化橋梁生命周期并開發(fā)橋梁環(huán)境生命周期評(píng)估（簡(jiǎn)稱Bridge LCA）[6]，至此開始對(duì)LCA進(jìn)行深入研究。

2.1 目標(biāo)與范圍

2.1.1 Ecoinvent數(shù)據(jù)庫(kù)

研究采用的Ecoinvent數(shù)據(jù)庫(kù)由瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院（ETH Zurich）和洛桑（EPF）、Paul Scherrer研究所（PSI）、瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室（Ekpe）和Macroscope進(jìn)行更新和管理，是全球最齊全、最先進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù)之一，定期準(zhǔn)確更新數(shù)據(jù)庫(kù)，追溯性強(qiáng)。

2.1.2 不確定性

LCA中引入數(shù)學(xué)模糊指標(biāo)來(lái)分析解決部分?jǐn)?shù)據(jù)不確定性、實(shí)踐性差、一維數(shù)據(jù)分析等不足，引用Ecoinvent數(shù)據(jù)庫(kù)可以優(yōu)化數(shù)據(jù)質(zhì)量[7]。ISO14040與14044也定義了LCA中數(shù)據(jù)質(zhì)量與特征。

2.1.3 階段劃分

橋梁全壽命設(shè)計(jì)于20世紀(jì)90年代提出，由于建造、維護(hù)成本影響因素諸多，雖然研究人員建立可靠性模型與最佳結(jié)合點(diǎn)，但需大量觀測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證。

斜拉橋研究分五個(gè)階段：勘測(cè)設(shè)計(jì)、材料制造、建設(shè)、維護(hù)運(yùn)營(yíng)、拆除清理。

2.2 評(píng)估流程與數(shù)據(jù)分析

2.2.1 勘測(cè)設(shè)計(jì)階段

勘測(cè)設(shè)計(jì)是減少環(huán)境貢獻(xiàn)的關(guān)鍵，決定建筑物能耗。Adalbert等研究北歐50年壽命建筑能耗發(fā)現(xiàn)材料占總能耗10～15%[8]。對(duì)此，各國(guó)修訂《建筑產(chǎn)品法規(guī)》來(lái)統(tǒng)一建筑產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范。

首先，橋梁材料選用要滿足設(shè)計(jì)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、安全性、可持續(xù)發(fā)展、綠色節(jié)能環(huán)保要求;其次，材料用量決定LCA，在滿足規(guī)范（例如，中國(guó)JTJ 021—89、JTJ 024—85、JTJ 004—89等）基礎(chǔ)上減少材料用量，降低物化能;最后，中國(guó)設(shè)計(jì)圖紙標(biāo)注施工方案經(jīng)濟(jì)性與環(huán)境影響貢獻(xiàn)最少量化不足。

機(jī)械與運(yùn)輸設(shè)備環(huán)境影響貢獻(xiàn)：

Em=∑（Tim×Dim×Vm×λ？滋+…+Tjm×Djm×Vm×λ？滋）? ? ? ? ? ? （1）

式（1）中：

Em為車輛環(huán)境影響貢獻(xiàn)（kg）;

Tim、Tjm為i、j類車輛油耗（L/100km）;

Dim、Djm為i、j類行駛數(shù)（km）;

Vm為i、j類車輛數(shù)量（輛）;

λ？滋為？滋類油料物化環(huán)境排放系數(shù)（kg/kg）。

Er=∑[（Rim×Ti×Li）×λi+…+（Rjm×Tj×Lj）×λj]? ? ? ?（2）

式（2）中：

Er為機(jī)械設(shè)備環(huán)境影響貢獻(xiàn)（kg）;

Rim、Rjm為i、j類鉆機(jī)耗油量（kg/h）;

Ti、Tj為i、j類機(jī)械設(shè)備工作時(shí)間（h）;

λi、λj為i、j類油料物化環(huán)境排放系數(shù)（kg/kg）。

管理與技術(shù)工人環(huán)境貢獻(xiàn)：

Pm=Wm×λp×Tp? ? ? ? ?（3）

式（3）中：

Pm為技術(shù)工人環(huán)境影響貢獻(xiàn)（kg）;

Wm為管理與技術(shù)工人數(shù)量（人次）;

λp為工人環(huán)境影響系數(shù)（kg/工日·每人）;

Tp為工作時(shí)間（工日）。

設(shè)計(jì)階段是工程師按照設(shè)計(jì)規(guī)范和勘測(cè)資料繪制設(shè)計(jì)、施工圖紙，經(jīng)內(nèi)、外審核合格交付過(guò)程。

Wm=∑{[Fim×Ti×（1+Li）×λi]+…+[Fjm×Tj×（1+Lj）×λj]}? ? ?（4）

式（4）中：

Wm為辦公設(shè)施環(huán)境影響貢獻(xiàn)（kg）;

Fim、Fjm為i、j類辦公設(shè)施耗電量（kW·h）;

中國(guó)電力中火電占82.9%;

Ti、Tj為i、j類辦公設(shè)備工作時(shí)間（h）;

Li、Lj為i、j類設(shè)備電損系數(shù)（%、公用事業(yè)取值8%）。

管理與技術(shù)工人垃圾和排污環(huán)境影響貢獻(xiàn)：

Mp=Pa×Tm×Tn×λp+Sm×Pa×λx×Tn? ? ? ? ? ? （5）

式（5）中：

Mp為人員生活垃圾和排污環(huán)境影響貢獻(xiàn)（kg）;

Pa為人員數(shù)量（人次）;

Tm為生活垃圾數(shù)量（kg/d）;

Tn為在崗人員工作時(shí)間（d）;

λp為生活垃圾環(huán)境排放系數(shù)（kg/工日·每人）;

Sm為人員排污數(shù)量（kg/d）;

λx為排污環(huán)境排放系數(shù)（kg/kg）。

勘測(cè)設(shè)計(jì)分野外作業(yè)與室內(nèi)設(shè)計(jì)，斜拉橋Tn共5個(gè)月。設(shè)計(jì)與服務(wù)階段環(huán)境影響貢獻(xiàn)分施工期技術(shù)服務(wù)和勘設(shè)時(shí)間：

Sm=（4）+（5）? ? ? ? ? ? ? ? ? （6）

式（6）中：

Sm為設(shè)計(jì)與服務(wù)階段環(huán)境影響貢獻(xiàn)（kg）。

2.2.2 材料制造階段

材料制造是橋梁物化影響階段，斜拉橋主材為砼、鋼筋、鋼絞線，輔助材料和施工材料（鋼、木模板、支架等）。1970年后中國(guó)主要采用低能耗、低污染和低排放新型懸浮式預(yù)熱器窯生產(chǎn)水泥。美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2017年中國(guó)水泥產(chǎn)量約2400t，占全球總量58.54%，新工藝生產(chǎn)占95%。Jun等研究中國(guó)水泥生產(chǎn)中CO2排放量為576.02kg/t[9]。

中國(guó)鋼鐵分轉(zhuǎn)爐和電爐冶煉鋼兩種方式，轉(zhuǎn)爐煉鋼占90%，電爐煉鋼占10%。電爐煉鋼噸鋼CO2排量3.209t，轉(zhuǎn)爐煉鋼噸鋼CO2排量1.8t[10]，案例研究考慮轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)。

材料制造階段環(huán)境影響貢獻(xiàn)：

Em=∑{[M（1-Ri）×Pi×λi×GWPi]+…+[M（1-Rn）×Pn×λn×

GWPn]}? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （7）

式（7）中：

Em為材料環(huán)境影響貢獻(xiàn)（kg）;

M為i～n種材料混合質(zhì)量（kg）;

Ri、Rn為i、n類材料可回收比例（%）;

Pi、Pn為i、n類材料配合比;

λi、λn為i、n類溫室氣體排放系數(shù)（kg/kg）;

GWPi、GWPn為i、n類溫室氣體全球變暖趨勢(shì)。

2.2.3 建設(shè)階段

橋梁建設(shè)階段分下部、上部、附屬三部分。建設(shè)階段主要分析材料運(yùn)輸設(shè)備、施工機(jī)械、電力消耗以及人員生活垃圾和污水排放造成環(huán)境影響貢獻(xiàn)。Ecoinvent數(shù)據(jù)考慮到材料環(huán)境影響貢獻(xiàn)，對(duì)于缺失數(shù)據(jù)依據(jù)GWP框架引入Bedeck數(shù)據(jù)庫(kù)[11]。

建設(shè)階段環(huán)境影響貢獻(xiàn)：

材料運(yùn)輸排放耗能計(jì)算：

Ev=∑[（Tm×λm×GWPm）+…+（Tn×λn×GWPn）]? ? （8）

式（8）中：

Ev為材料運(yùn)輸耗能（kg）;

Tm、Tn為m、n類車輛運(yùn)輸消耗量（kg）;

m、n為車輛類型;

k為車輛能源類型（汽油、柴油、電力）;

λm、λn為使用m、n型車輛能源排放系數(shù)（kg/kg）;

GWPm、GWPn為m、n類車輛排放氣體全球變暖趨勢(shì)。

材料加工設(shè)備耗能計(jì)算：

Em=∑[（Ta×λk，a×GWPa）+…+（Tb×λk，b×GWPb）]? ? ? （9）

式（9）中：

Em為材料加工設(shè)備耗能（kg）;

Ta為a類加工設(shè)備工作消耗量（kg）;

a、b為設(shè)備類型;

λk，a、λk，b設(shè)備使用a、b能源后溫室氣體k排放系數(shù)（kg/kg）;

GWPa、GWPb為a、b類設(shè)備排放氣體全球變暖趨勢(shì)。

機(jī)械設(shè)備：

Ed=Em? ? ?（10）

電力能源耗能計(jì)算：

Ee=P×？濁×？酌m? ? ? ? ? ? ? ? ?（11）

式（10）和式（11）中：

Ed、Ee為機(jī)械、電力耗能（kg）;

P為耗電量（kW·h）;

η為電力環(huán)境影響貢獻(xiàn)排放系數(shù)（kg/kW·h）;

？酌m為電能損耗系數(shù)（%）。

人員生活垃圾與排放污水耗能：Ep中國(guó)當(dāng)量基準(zhǔn)：8700kg CO2 eq/（人·年）[12]。

參考Ecoinvent數(shù)據(jù)庫(kù)和劉沐宇等研究成果[13]。建設(shè)項(xiàng)目人員46名、技術(shù)工人360名、后勤服務(wù)20名，車輛6輛。拌合站工作人員12名，進(jìn)場(chǎng)1個(gè)月，施工高峰期10個(gè)月，竣工驗(yàn)收3個(gè)月，總工期16個(gè)月。

斜拉橋承臺(tái)與墩柱各2套鋼模板、重13.029t，橋臺(tái)1套重6.158t，可重復(fù)使用。主塔外模木模板，可重復(fù)2次。箱梁搭設(shè)滿堂支架現(xiàn)澆。鋼管選用d=48mm、t=0.3mm防銹鋼管，重112.04kg/m3，總重147892.8kg，鋼管租賃期12個(gè)月。

2.2.4 維護(hù)運(yùn)營(yíng)階段

維護(hù)和運(yùn)營(yíng)階段環(huán)境影響貢獻(xiàn)，運(yùn)行期間通行車輛造成環(huán)境影響貢獻(xiàn)依據(jù)交通部門監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析。

Vm=Vn×Tm×Lm×Tm? ? ? ? ? ? ?（12）

式（12）中：

Vm為運(yùn)營(yíng)期間環(huán)境影響貢獻(xiàn)（kg）;

Vn為每月車輛通行量（輛）;

Lm為橋梁長(zhǎng)度（km）;

Tm為運(yùn)營(yíng)時(shí)間（年）。

運(yùn)營(yíng)期內(nèi)氣候環(huán)境影響考慮雨天、雪天、降塵、惡劣氣候。按照通車期環(huán)保部門發(fā)布數(shù)據(jù)分析[14]。

Mm=Rm×λn×Tn? ? ? ? ? ? ? ?（13）

橋梁砼碳化，影響碳化因素有環(huán)境溫度、相對(duì)濕度、砼水灰比等。

（14）

式（14）中，x為砼碳化深度（mm）;RH為環(huán)境相對(duì)濕度（%）;W/C為砼水灰比;T為環(huán)境溫度（℃）。

余波等結(jié)合砼碳化理論模型和多場(chǎng)耦合數(shù)值模型進(jìn)行了量化與定量分析，普通硅酸鹽水泥砼按照式（15）計(jì)算[15]。

m0=（1-α）×8.22B? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（15）

式（15）中：

m0為碳化后單位體積砼吸收CO2量（mol/m3）;

B為砼膠凝材料用量（kg/m3）;

α為水泥中混合材料摻量（%）。

斜拉橋維護(hù)歸屬高速公路養(yǎng)護(hù)部門管理，日常維護(hù)人員12名，管理人員3名，車輛2輛?？蛙?、貨車數(shù)據(jù)采集官網(wǎng)，按照式（12）計(jì)算。

依據(jù)最新2019年數(shù)據(jù)分析可靠，載重車輛環(huán)境影響貢獻(xiàn)參照[16]客車305.4g/km、貨車271.8g/km計(jì)算，車輛環(huán)境影響貢獻(xiàn)量：113.44t×100年=11344t。

雨天、雪天、降塵依據(jù)環(huán)保部門監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)所示，計(jì)算環(huán)境影響貢獻(xiàn)：1.86kg/m2×10m×110m×100年=204.6t。

砼碳化選用Ecoinvent數(shù)據(jù)庫(kù)C50普通硅酸鹽水泥、C30和C25硅酸鹽水泥，按照式（14）計(jì)算。

m0（C50）=（1-3.47%）×8.22×344=2729.45mol/m3、m0（C30）=8.22B=8.22×376=3090.72mol/m3、m0（C25）=8.22B=8.22×270=2219.4 mol/m3，C50、C30、C25碳化量為3.579t、3.315t、5.017t。

2.2.5 拆除清理階段

橋梁滿足運(yùn)營(yíng)100年進(jìn)行拆除，拆除分爆破、機(jī)械拆除[17]。廢料車輛外運(yùn)到指定填埋場(chǎng)地與再生料加工廠。

中國(guó)工程拆除中產(chǎn)生500～600t/萬(wàn)米2建筑垃圾，老舊建筑物7000～12000t/萬(wàn)米2建筑垃圾。拆除砼少量用于基礎(chǔ)換填與低等級(jí)道路建設(shè)、再生料生產(chǎn)，大部分采取填埋和露天堆放。2020年，廢棄砼總量達(dá)6.38億t，年均增長(zhǎng)8%。令人擔(dān)憂的是建筑垃圾再生利用率只有5%。

中國(guó)國(guó)務(wù)院于2016年印發(fā)《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見》要求到2020年，力爭(zhēng)將垃圾回收利用率提高到35%以上。

3 環(huán)境影響類別參數(shù)確定

橋梁LCA采用中點(diǎn)和端點(diǎn)建模共同分析。中點(diǎn)建模注重過(guò)程細(xì)節(jié)與整體調(diào)查。端點(diǎn)建模是系統(tǒng)之間影響分析。按照ISO標(biāo)定核心參數(shù)。主要分析：全球變暖（GWP）、酸化（AP）、富營(yíng)養(yǎng)化（FEP）、顆粒物形成（煙塵和粉塵PMFP）、固體廢棄物（WP）影響。選用Ecoinvent、Bedeck數(shù)據(jù)庫(kù)和發(fā)表研究成果。

4 案例數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)與分析

4.1 斜拉橋基本情況

案例為高速公路斜拉橋，凈寬7m上跨車行天橋，全長(zhǎng)110m，采用（20+32+32+20m）預(yù)應(yīng)力鋼筋砼連續(xù)梁組合體系，設(shè)計(jì)壽命100年，材料為砼、鋼筋、鋼絞線、輔助零星材料，材料為建設(shè)單位指定材料廠。斜拉橋各階段環(huán)境貢獻(xiàn)分布示意見圖1。

4.2 斜拉橋環(huán)境貢獻(xiàn)分析

圖2、表1所示環(huán)境影響貢獻(xiàn)27499.48t，勘測(cè)設(shè)計(jì)階段48156.26kg、材料制造階段2423648.71kg、建設(shè)階段10260473.81kg、維護(hù)使用階段14233118.11kg、拆除處理階段534087.72kg。

如圖3所示，維護(hù)使用階段環(huán)境影響貢獻(xiàn)最大，占總量51.76%，建設(shè)階段占37.31%，材料制造階段占8.81%。五大環(huán)境影響貢獻(xiàn)參數(shù)中全球變暖占總量98.32%，為27038256.64kg。減少CO2是降低橋梁環(huán)境影響貢獻(xiàn)的關(guān)鍵。

4.3 斜拉橋環(huán)境貢獻(xiàn)影響因子分析

如圖4所示，斜拉橋五項(xiàng)參數(shù)影響因子分布區(qū)域中，Ⅰ區(qū)顯示三個(gè)比例因子為全球變暖環(huán)境貢獻(xiàn)數(shù)值在0.29%～8.84%，對(duì)應(yīng)的每個(gè)階段全球變暖數(shù)值在94.13%～99.88%。Ⅱ區(qū)顯示一個(gè)比例因子為全球變暖數(shù)值37.19%，對(duì)應(yīng)建設(shè)階段全球變暖數(shù)值為97.99%。該點(diǎn)是斜拉橋環(huán)境貢獻(xiàn)第二位影響因子。Ⅲ區(qū)顯示一個(gè)比例因子為全球變暖數(shù)值51.83%，對(duì)應(yīng)建設(shè)階段全球變暖數(shù)值為98.47%。該點(diǎn)是斜拉橋環(huán)境貢獻(xiàn)最大影響因子。

4.4 斜拉橋環(huán)境貢獻(xiàn)思維導(dǎo)圖分析

如圖5所示，斜拉橋每個(gè)階段環(huán)境影響貢獻(xiàn)數(shù)值中，維護(hù)使用階段車輛通行環(huán)境影響貢獻(xiàn)數(shù)值為11344t，占維護(hù)使用階段總量79.70%、占斜拉橋總量41.25%。建設(shè)階段項(xiàng)目管理以及施工人員日常排放垃圾、生活污水產(chǎn)生環(huán)境影響貢獻(xiàn)為5011.2t，占建設(shè)階段總量48.84%、占斜拉橋總量18.22%。兩項(xiàng)指標(biāo)需引起重視。

斜拉橋總量中車輛運(yùn)輸環(huán)境影響貢獻(xiàn)13073.5t，占斜拉橋環(huán)境影響貢獻(xiàn)總量47.54%，維護(hù)使用階段100年車輛通行環(huán)境影響貢獻(xiàn)占運(yùn)輸總量86.77%。新型燃料研發(fā)與減少汽車溫室氣體排放已迫在眉睫。

4.5 斜拉橋環(huán)境貢獻(xiàn)優(yōu)化創(chuàng)新研究

研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)材料運(yùn)輸對(duì)橋梁環(huán)境影響較大，主要材料在運(yùn)輸中貨車排放大量尾氣，研究線路發(fā)現(xiàn)運(yùn)輸方式和交通工具可以合理優(yōu)化。

目前，鐵路運(yùn)輸是最有效、最環(huán)保的運(yùn)輸方式。項(xiàng)目距離中國(guó)焦作貨運(yùn)站31km、遂平縣汝河碼頭5km。采用貝葉斯推算設(shè)計(jì)和建立一個(gè)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)，繪制信度網(wǎng)絡(luò)有向無(wú)環(huán)圖，選擇節(jié)點(diǎn)代表運(yùn)輸隨機(jī)變量，向邊代表運(yùn)輸路線。每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)概率分布P（x|π（x））建立概率聯(lián)合分布：

（16）

式（16）中：

x為節(jié)點(diǎn);

P為概率分布。

對(duì)于線路的選擇要確定貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的敏感性，假設(shè)線路變量E選擇影響環(huán)境貢獻(xiàn)F數(shù)值變化，相反兩者互相制約，變量E與F滿足式（17）：

（17）

式（17）中：

P（E）為E概率分布函數(shù);

P（F）為F概率分布函數(shù);

P（E，F(xiàn)）為聯(lián)合概率分布;

T（E，F(xiàn)）為E與F相互影響關(guān)系。

可以依據(jù)T來(lái)判定變量間關(guān)系。

經(jīng)分析確定水泥、鋼材等由始發(fā)地經(jīng)鐵路運(yùn)輸至貨運(yùn)站，卸料后貨車短途運(yùn)輸?shù)巾?xiàng)目地。碎石、河砂水運(yùn)至碼頭，貨車短運(yùn)拌合站。

如圖6所示，線路與運(yùn)輸優(yōu)化前后斜拉橋環(huán)境影響貢獻(xiàn)數(shù)值，優(yōu)化后的運(yùn)輸環(huán)境影響貢獻(xiàn)數(shù)值457.9t，降低原量75%，極大降低GWP環(huán)境影響貢獻(xiàn)數(shù)值，開展大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下全渠道供應(yīng)鏈優(yōu)化創(chuàng)新分析意義重大、效果顯著。

5 結(jié)論

綠色建筑、節(jié)能材料、可持續(xù)發(fā)展、裝配式建筑開啟了建筑業(yè)降低環(huán)境貢獻(xiàn)大門，面對(duì)基礎(chǔ)建設(shè)快速發(fā)展步伐，科學(xué)研究環(huán)境貢獻(xiàn)需強(qiáng)化，研究結(jié)論如下：

①研究分五個(gè)階段全面分析斜拉橋環(huán)境貢獻(xiàn)，數(shù)據(jù)顯示GWP貢獻(xiàn)最大，總值27038.3t，占斜拉橋總量98.32%。其中，建設(shè)和維護(hù)使用階段排名一、二，環(huán)境貢獻(xiàn)數(shù)值14233.1t、10260.5t，占總值51.76%、37.31%。

②維護(hù)階段通行車輛尾氣排放體現(xiàn)優(yōu)勢(shì)，百年運(yùn)營(yíng)排出11344t，占總車輛通行量86.77%、占斜拉橋總量41.25%。加大車輛節(jié)能燃料研發(fā)力度與減少尾氣排放量可有效降低污染。

③建設(shè)階段砼生產(chǎn)排放廢料57.6t、廢水82.22m3。項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)與砼生產(chǎn)、供應(yīng)流程中嚴(yán)格控制廢料損耗，并集中處理回收與購(gòu)進(jìn)自動(dòng)化先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備。

④斜拉橋材料運(yùn)輸產(chǎn)生近13073.5t環(huán)境貢獻(xiàn)、占斜拉橋總量47.54%。優(yōu)化創(chuàng)新后降低了1359.6t環(huán)境貢獻(xiàn)數(shù)值。大型材料遠(yuǎn)距離運(yùn)輸要編訂數(shù)據(jù)優(yōu)化方案，鐵路、航運(yùn)、短距離轉(zhuǎn)運(yùn)可有效降低環(huán)境貢獻(xiàn)。今后大數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)籌劃、減少運(yùn)距、合理交通、綠色燃料是減少污染的有效途徑。

文章對(duì)比分析17620多組數(shù)據(jù)，選用單塔斜拉橋進(jìn)行LCA全程研究，依據(jù)橋梁實(shí)際參數(shù)應(yīng)用數(shù)據(jù)影響因子優(yōu)化、中、端點(diǎn)過(guò)程建模、思維導(dǎo)圖、優(yōu)化創(chuàng)新等科學(xué)方法得出以上成果，并提出設(shè)計(jì)節(jié)能化、建設(shè)精細(xì)化、交通低碳化、廢料再生化是降低建筑業(yè)環(huán)境貢獻(xiàn)的未來(lái)走向，為今后該研究領(lǐng)域科研與建設(shè)者提供類似橋梁研究思路和參考。

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