目前,建筑节能工作既是社会经济发展的需要,又是改善人类生存环境的需要;既是推动建筑业发展的关键步骤,又是实施国家节能战略的重要环节[1]。为了降低建筑能耗,减轻环境压力,提高人们对建筑节能的认识,使建筑节能成为全社会、全人类关注的事情,世界上很多国家和地区都发布了建筑节能的标准。我国现有的建筑节能标准在设计和评价过程中,缺少有效的建筑体系耗能分析评价方法,而只是直观地给出了一些综合性指标(如建筑物的耗热量)和辅助性指标(如围护结构的热工性能指标等)。但是这些参数只满足设计要求并不能判断整栋建筑满足节能要求。其他国家的经验告诉我们,建筑是否达到节能标准或者其节能效果是需要后续评价的。为此,需要建立相应的评价体系。本文认为在评价建筑节能方案的时候应采取全寿命周期分析(LCA)的方法来评估节能体系。
1 建筑产品寿命周期的概念及阶段划分
传统的建筑物的概念是指人造的、相对于地面固定的、有一定存在时间的、且是人们要么为了其形象、要么为了其空间使用的物体。本文是从建筑物的寿命周期的角度来研究建筑节能问题,为与寿命周期这一概念相统一,本文将建筑物这一概念推广为建筑产品。
1.1 建筑产品寿命周期的概念
寿命周期是指产品“从摇篮到坟墓”各阶段的总和,包括产品从 自然界中获得的最初资源、能源,经过开采、冶炼、加工、再加工等生产过程形成最终产品,又经过产品储存、批发、使用等过程,直至产品报废或处置所构成的一个物质转化的全过程[2]。
本文将这一术语运用到建筑产品中指建筑物从最初的原材料的获取,建筑材料的制造、运输和安装,建筑系统的建造、运行、维护直到最后的拆除等一个完整的寿命周期全过程。在这一过程中,建筑系统与环境之间进行着不断的相互作用和影响,都要从自然界中获取大量的材料和能源,同时必然会对自然界造成极大的影响。因此,对“节能建筑”的定义应考虑到建筑产品的整个寿命周期。
1.2 建筑产品寿命周期的阶段划分
作为建筑产品,当前对其阶段的划分根据写作意图的不同而各有不同,由于笔者考虑到在下文中要涉及到LCA方法的系统边界的划分,为使他们达到一致,所以本文将建筑产品寿命周期划分为以下六个阶段:
(1)原材料开采和运输阶段。在建筑产品形成之前,必须做好构成产品所需的资源准备,包括能源与原材料的选取,必要时还必须进行新兴能源或原材料的开发以及将原材料运往材料加工地点。
(2)建筑材料加工制造阶段。在原材料准备齐全的条件下,将其加工制造成建筑产品所需的各类零部件的过程。
(3)建筑规划、设计和施工阶段。此阶段为建筑产品形成阶段,包括产品的设计过程和生产过程。
(4)建筑运行、使用和维护阶段。此阶段指建筑产品投入使用后的运营阶段,以及对建筑物定期的修缮和保养。
(5)拆除和报废阶段。此阶段为将经过鉴定的寿命达到“终点”的建筑进行拆除,并宣告建筑物报废,停止对其地使用。
(6)回收和循环利用阶段。此阶段为回收利用拆除报废后的建筑废弃物,将其转化为再生资源和再生产品。