不同建筑外墙系统在整个住宅生命周期产生的环境影响

本文重点分析了单层住宅使用不同建筑外墙系统产生的环境影响。该类环境影响贯穿住宅的整个生命周期,对其进行测定和比较的评价指标有:空气污染指数,能源消耗(物化能耗和运行能耗),全球暖化潜势,资源利用,固体废物排放以及水体污染指数。外墙系统主要针对混凝土砌块,现浇混凝土,绝缘混凝土,0.05m×0.1m、高0.4m(2英寸×4英寸,高16英寸)的传统型中心木制结构框架,0.05m×0.15m、高0.6m(2英寸×6英寸,高24英寸)的传统型中心木制结构框架以及钢立柱框架进行分析。此外,结构绝缘板作为建筑物运行能耗的建模依据。文中每一处案例中,设计均基于国际建筑规范所规定的最低R值标准。利用ATHENA(一种生命周期的评估软件)和eQuest(一种测算建筑物运行能耗的能源使用建模软件),评估每个案例中建筑物生命周期各阶段的环境影响,包括施工期、使用期和弃用期。结果表明,在试运行阶段,绝缘混凝土建筑物产生的环境影响最大,其次是混凝土砌块,现浇混凝土和钢立柱框架结构的建筑物。仅考虑试运行阶段,传统木制结构框架的建筑物环境影响最小。而在使用阶段,绝缘混凝土建筑物产生的环境影响最小,因为外墙系统需要较低的运行能耗,但是混凝土砌块,现浇混凝土,0.05m×0.15m、高0.6m(2英寸×6英寸,高24英寸)的传统型中心木制结构框架,0.05m×0.15m、高0.6m(2英寸×6英寸,高24英寸)的传统型中心木制结构框架以及钢立柱框架产生的环境影响却会随时间逐渐增大。和其他时段相比,建筑物弃用期的环境影响可忽略不计。一般而言,完整的生命周期评估(LCA)时间为50年,与传统的0.05m×0.15m、高0.6m(2英寸×6英寸,高24英寸)的中心木制结构框架外墙相比,绝缘混凝土材料的外墙保温性能会减少大约700GJ(5%)的能源消耗。研究结果还表明,外墙热容量对建筑能源性能的重要性,尤其是对炎热气候区域的城市建筑,如亚利桑那州凤凰城,以及运用整体分析法,如LCA方法,恰当评价不同技术对环境的负面影响的重要性。