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1、建筑全生命周期评价-1,北京建筑大学王瑞祥2014.9,1,引言,问题的提出：为什么要从全生命周期对建筑进行评价社会经济、生态环境的可持续发展建筑业的能源消耗与环境影响大基于可持续性的要求，需要将生命周期评价（Life Cycle Assessment，LCA）引入到建筑业，从全生命周期对建筑进行评价如何用全生命周期理论对建筑进行评价全生命周期评价的含义LCA理论和建筑评价方法,2,目 录,1、建筑设计与建筑产品的全生命周期评价2、建筑产品的全生命周期建模3、建筑产品全生命周期模块化设计的基本方法4、建筑产品的全生命周期评价5、建筑产品的生命周期过程模型6、建筑产品的LCA仿真案例探讨,3,1
2、、建筑设计与建筑产品的全生命周期评价,1.1 可持续发展与现有的产品设计思想设计：为了实现一定的需求，将与设计对象（产品）相关的信息（如构想、属性、状态、功能、性能等）逐步明晰化的决策和实施过程。设计科学：通过对设计过程的建模来理解设计的学问。具有一般性和抽象性设计理论及方法：基本思想资源无穷“从自然界中获取有用资源来满足设计需要”,4,1、建筑设计与建筑产品的全生命周期评价,1.1 可持续发展与现有的产品设计思想设计：为了实现一定的需求，将与设计对象（产品）相关的信息（如构想、属性、状态、功能、性能等）逐步明晰化的决策和实施过程。需求(requirements)规定设计对象应具有的属性、状态
3、、功能等；功能(function)以设计者主观地观察设计对象时认为其应发挥的作用或效力,5,1、建筑设计与建筑产品的全生命周期评价,1.1 可持续发展与现有的产品设计思想设计科学：通过对设计过程的建模来理解设计的学问。具有一般性和抽象性一般性：对任何设计领域均适用的性质抽象性：具体设计描述的抽象化，如数学模型等设计研究的范围：设计方法论、设计原理、设计方法和设计学设计方法论：一般的应用领域中，针对具体目标的体系化设计方法设计原理：设计策略或设计决策是的指导方法设计方法：具体对象的设计设计学：从抽象性和一般性的视角研究设计对象,6,基本思想 资源无穷,1、建筑设计与建筑产品的全生命周期评价,1.
4、2 建筑全生命周期设计可持续发展的必然要求建筑全生命周期设计过程：“设计制造使用废弃” “规划/设计制造使用维护再利用”考虑：经济性、技术性、市场性、环境性产品合理的全生命周期设计及其在全过程中合理使用及管理满足用户需求+实现资源的合理利用,7,1、建筑设计与建筑产品的全生命周期评价,1.2 全生命周期设计（Life Cycle Design, LCD）1990s LCD成体系的概念和结论初步形成。主要标志如下：Office of Technology AssessmentGreen Products by Design：Choices for a Cleaner Environment ，U
5、S CongressWashington DC：US Government Printing Office, 1992Life Cycle Design Guidance manual, 1993 USA：Greg K，Dan MLife Cycle Design Guidance Manual：Environmental Requirements and the Product SystemWashington DC：US Environmental Protection Agency (EPA)，1993“产品全生命周期设计的基本学术问题”，2000，日本日本设计工学专门委员会21世纪人工
6、物设计生产提言，2003“Integrated Products Poilcy, IPP”， EU,8,1、建筑设计与建筑产品的全生命周期评价,1.3 全生命周期评价（Life Cycle Assessment, LCA）1990s LCD体系形成，提出了产品的全生命周期评价要求；LCA最初是被用来评估设计方案的环境性能，其含义是“对某一产品体系全生命周期的输入/输出的过程对环境影响进行评价”；1.3.1 LCA 的定义：1.3.2 LCA的原理及基本框架,9,生命周期评价就是对某物从产生到消亡以及消亡后所产生的效应进行全过程的评价。,1.3.1 LCA 的定义,四种代表性的定义1、国际环境毒
7、理学和化学学会： 生命周期评价是一个评价与产品、工艺或行动相关的环境负荷的客观过程，它通过识别和量化能源与材料使用和环境排放，评价这些能源与材料使用和环境排放的影响，并评估和实施影响环境改善的机会。该评价涉及产品、工艺或活动的整个生命周期，包括原材料提取和加工，生产、运输和分配，使用、再使用和维护，再循环以及最终处置2、国际标准化组织： 生命周期评价是对一个产品系统的生命周期中输入、输出及其潜在环境影响的汇编和评价,10,1.3.1 LCA 的定义,四种代表性的定义3、联合国环境规划署： 生命周期评价是评价一个产品系统生命周期整个阶段，从原材料的提取和加工，到产品生产、包装、市场营销、使用、再
8、使用和产品维护，直至再循环和最终废物处置的环境影响的工具4、US EPA（Environmental Protection Agency ）： 生命周期评价是一种对产品、生产工艺及服务从“摇篮到坟墓”生命期过程的环境负荷和资源消耗进行评估的方法或工具US EPA（2010）Defining Life Cycle Assessment（LCA）,www.gdrc.org/uem/lca/lca-define.html,11,1.3.2 LCA的原理及基本框架,生命周期评价主要包括四个阶段 GB/T 24041-20XX：,12,1.3.2 LCA的原理及基本框架,生命周期评价主要包括四个阶段 G
9、B/T 24041-20XX： （1）目的和范围的确定涉及到对研究目标、接受人群和系统边界的确定，以满足潜在应用的要求。根据研究目的的不同，生命周期评价可分为3类：概念的初步的全面的产品生命周期评价 出处：EPA. Guidelines for Assessing the Quality of Life-cycle Inventory AnalysisR. EPA 530-R-95-010, PB95-191: 235, 1995,13,1.3.2 LCA的原理及基本框架生命周期评价主要包括四个阶段 GB/T 24041-20XX：,（2）清单分析（Life Cycle Inventory，L
10、CI）涉及到对每一个功能单元相关投入、产出数据的收集，这些数据主要是产品自身内部以及产品与外部自然环境系统间的物质流和能量流。步骤包括对建筑系统物质和能量投入与产出的定量计算，所得出的结果将用于生命周期能源环境影响评估。生命周期清单分析的方法主要有三类*：*出处：Roger, F., Graham, T., Usha, I. R. Life-cycle energy analysis of buildings: a case studyJ. Building Research and Information, 2008, 28(1):31-41过程生命周期清单分析投入产出生命周期清单分析混合生
11、命周期清单分析，清单分析方法也决定了生命周期评价的三种模型形式。,14,1.3.2 LCA的原理及基本框架生命周期评价主要包括四个阶段 GB/T 24041-20XX：,（3）生命周期影响评价（Life Cycle Impact Assessment，LCIA）阶段建立数学模型，对系统的潜在环境影响、资源使用和能源消耗情况进行评估和分析，分析各阶段或产品各组成部分对环境、能源影响量大小。主要包括三个要素：选择影响类型、将清单进行分类、建立模型影响类型因子（特征化）。对清单分析结果的分类将空气排放物、固体排放物和使用的资源分配到选择的影响类型中，如将大气排放物中所有能造成全球变暖的气体归为一类。
12、特征化则是将同属一类的清单结果汇总到特征化因子的过程。特征化因子是引起某种环境影响变化的具体表现。如对温室效应，全球变暖潜力（Global Warming Potential，GWP）通常作为该环境类型的特征化因子。,15,1.3.2 LCA的原理及基本框架生命周期评价主要包括四个阶段 GB/T 24041-20XX：,（3）生命周期影响评价（Life Cycle Impact Assessment，LCIA）阶段建立数学模型，对系统的潜在环境影响、资源使用和能源消耗情况进行评估和分析，分析各阶段或产品各组成部分对环境、能源影响量大小。主要包括三个要素：除上述3 个必备要素, ISO14042 标准中，还将归一化、分组、加权以及数据质量评价作为可选步骤。需要注意的是生命周期评价阶段存在主观性，主要表现为影响类型的选择和进行模式化及评价过程。在影响评估时，应尽量保证数据的准确性。,16,1.3.2 LCA的原理及基本框架生命周期评价主要包括四个阶段 GB/T 24041-20XX：,（4）结果释义 生命周期释义阶段是将清单分析和影响评估的结果形成结论与建议的过程。,17,
