Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Đánh giá vòng đời của vật liệu xây dựng: ảnh hưởng của các giả định trong mô hình hóa giai đoạn kết thúc vòng đời
Tóm tắt
Bản chất của các quy trình kết thúc vòng đời (EoL) là rất không chắc chắn đối với các công trình được xây dựng ngày nay. Sự không chắc chắn này thường bị bỏ qua trong các đánh giá vòng đời (LCA) của vật liệu xây dựng. Bài báo này kiểm tra cách các giả định EoL ảnh hưởng đến việc so sánh LCA của hai yếu tố xây dựng mái nhà thay thế: dầm gỗ tâm dán và khung thép. Các giả định được kiểm tra bao gồm loại công nghệ và việc sử dụng các cách tiếp cận mô hình hóa theo thuộc tính hoặc hậu quả. Nghiên cứu tập trung vào các hạng mục tác động thường được xem xét trong ngành xây dựng: tổng và nhu cầu năng lượng không tái tạo, cạn kiệt nước, hiện tượng ấm lên toàn cầu, hiện tượng phú dưỡng và tạo ra các chất oxi hóa quang hóa học. Các yếu tố sau đây của quy trình EoL được kiểm tra: nguồn năng lượng sử dụng trong quá trình phá dỡ, loại nhiên liệu sử dụng cho vận chuyển đến địa điểm xử lý, phương thức xử lý và phương pháp giải quyết các vấn đề phân bổ trong mô hình hóa EoL. Hai giả định về sự phát triển công nghệ được thử nghiệm: không có sự phát triển từ các công nghệ hiện tại và cho rằng các công nghệ tác động thấp hiện tại đã trở thành đại diện cho các công nghệ trung bình trong tương lai. Để phân bổ các tác động môi trường của việc xử lý chất thải cho các sản phẩm phụ (nhiệt hoặc vật liệu tái chế), một tiếp cận cắt bỏ thuộc tính được so sánh với một tiếp cận thay thế hậu quả. Một kịch bản loại bỏ tất cả các quy trình EoL cũng được xem xét. Trong tất cả các kịch bản có thể so sánh, dầm gỗ gỗ tâm dán có lợi ích môi trường rõ ràng so với khung thép, ngoại trừ trong một kịch bản trong đó khung thép được tái chế và sản xuất thép trung bình ngày nay được thay thế, trong đó các tác động tương tự nhau. Sự lựa chọn phương pháp (thuộc tính, hậu quả hoặc hoàn toàn không xem xét các quy trình EoL) dường như không ảnh hưởng đến hiệu suất tương đối của các yếu tố xây dựng được so sánh. Về mặt tuyệt đối, bốn yếu tố được chỉ ra là quan trọng đối với kết quả: việc có xem xét các giai đoạn EoL hay không, việc giả định tái chế hoặc đốt cháy được sử dụng trong việc xử lý dầm gỗ tâm dán, liệu rằng một cách tiếp cận hậu quả hay thuộc tính được sử dụng trong mô hình hóa các quy trình xử lý và việc giả định công nghệ trung bình hiện tại hay một công nghệ tác động thấp cho công nghệ được thay thế. Các kết quả cho thấy rằng các giả định EoL có thể rất quan trọng cho các so sánh LCA của vật liệu xây dựng, đặc biệt là về mặt tuyệt đối. Do đó, chúng tôi khuyến nghị rằng các bất định EoL được xem xét trong bất kỳ LCA nào của các sản phẩm có tuổi thọ dài. Đối với loại sản phẩm được nghiên cứu, các chuyên gia LCA nên đặc biệt xem xét các giả định EoL liên quan đến phương tiện xử lý, sự phát triển công nghệ dự kiến của các quy trình xử lý và bất kỳ công nghệ thay thế nào và sự lựa chọn giữa các phương pháp thuộc tính và hậu quả.
Từ khóa
#xây dựng #đánh giá vòng đời #kết thúc vòng đời #mô hình hóa #phát triển công nghệTài liệu tham khảo
Ardente F, Beccali M, Cellura M, Mistretta M (2008) Building energy performance: a LCA case study of kenaf-fibres insulation board. Energy Build 40:1–10
Arvidsson R, Fransson K, Fröling M, Svanström M, Molander S (2012) Energy use indicators in energy and life cycle assessments of biofuels: review and recommendations. J Clean Prod 31:54–61
Beccali M, Cellura M, Fontana M, Longo S, Mistretta M (2013) Energy retrofit of a single-family house: life cycle net energy saving and environmental benefits. Renew Sust Energ Rev 27:283–293
Björklund T, Tillman A-M (1997) LCA of Building Frame Structures: Environmental Impact over the Life Cycle of Wooden and Concrete Frames. Technical Environmental Planning Report 1997:2, Chalmers University of Technology, Gothenburg, Sweden
Björklund T, Jönsson Å, Tillman A-M (1996) LCA of Building Frame Structures: Environmental Impact over the Life Cycle of Concrete and Steel Frames. Technical Environmental Planning Report 1996:8, Chalmers University of Technology, Gothenburg, Sweden
Blengini GA (2009) Life cycle of buildings, demolition and recycling potential: a case study in Turin, Italy. Build Environ 44:319–330
Börjesson L, Höjer M, Dreborg K-H, Ekvall T, Finnveden G (2005) Towards a user’s guide to scenarios—a report on scenario types and scenario techniques. Environmental Strategies Research, Department of Urban Studies, Royal Institute of Technology, Stockholm
Bouhaya L, Le Roy R, Feraille-Fresnet A (2009) Simplified environmental study on innovative bridge structures. Environ Sci Technol 43:2066–2071
Brandão M, Levasseur A, Kirschbaum MUF, Weidema BP, Cowie AL, Jørgensen SV et al (2013) Key issues and options in accounting for carbon sequestration and temporary storage in life cycle assessment and carbon footprinting. Int J Life Cycle Assess 18(1):230–240
Brander M, Wylie C (2012) The use of substitution in attributional life cycle assessment. Greenh Gas Meas Manag 1:161–166
Bribián IZ, Capilla AV, Usón AA (2011) Life cycle assessment of building materials: Comparative analysis of energy and environmental impacts and evaluation of the eco-efficiency improvement potential. Build Environ 26:1133–1140
BSI (2011) PAS 2050:11, Specification for the Assessment of the Life Cycle Greenhouse Gas Emissions of Goods and Services. http://shop.bsigroup.com/en/forms/PASs/PAS-2050. Accessed 18 February 2013
Carling O (2008) Limträ: handbok (English: “Glulam: handbook”). Print and Media Center i Sundsvall AB, Sundsvall, Sweden. http://www.svensktlimtra.se/Upload/File/publikationer/2009/Limtrahandbok_200812.pdf. Accessed 7 March 2012
Cellura M, Longo S, Mistretta M (2011) Sensitivity analysis to quantify uncertainty in life cycle assessment: the case study of an Italian tile. Renew Sust Energ Rev 15(9):4697–4705
Cuéllar-Franca RM, Azapagic A (2012) Environmental impacts of the UK residential sector: life cycle assessment of houses. Build Environ 54:86–99
Dixit MK, Fernández-Solís JL, Lavy S, Culp CH (2012) Need for en embodied energy measurement protocol for buildings: a review paper. Renew Sust Energ Rev 16:3730–3743
Erlandsson M (2007) Miljödeklaration: limträ (English: “Environmental product declaration: glulam”). http://www.svensktlimtra.se/Upload/File/publikationer/Limtra_miljovarudeklaration%20.pdf. Accessed 6 February 2013
European Commission (2010) International Reference Life Cycle Data System (ILCD) Handbook—general guide for life cycle assessment—detailed guidance, 1st edn. Publications Office of the European Union, Luxembourg
Frijia S, Guhathakurta S, Williams E (2011) Functional unit, technological dynamics, and scaling properties for the life cycle of residencies. Environ Sci Technol 46:1782–1788
Goedkoop M, Heijungs R, Huijbregts M, De Schryver A, Struijs J, Van Zelm R (2012) ReCiPe 2008 (first edition) – report I: characterisation (updated 13 July 2012). http://www.lcia-recipe.net. Accessed January 21 2013
Guinée JB, Gorrée M, Heijungs R, Huppes G, Kleijn R, Koning A et al (2002) Handbook on life cycle assessment. Kluwer, Dordrecht
Habert G, Arribe D, Dehove T, Espinasse L, Le Roy R (2012) Reducing environmental impact by increasing the strength of concrete: quantification of the improvement to concrete bridges. J Clean Prod 35:250–262
Jungbluth N, Emmenegger MF, Dinkel F, Stettler C, Gabor D, Chudacoff M et al (2007) Life Cycle Inventories of Bioenergy. Ecoinvent report no. 17. Swiss Centre for Life Cycle Inventories, Dübendorf
Kounina A, Margni M, Bayart J-B et al (2013) Review of methods addressing freshwater use in life cycle inventory and impact assessment. Int J Life Cycle Assess 18(3):707–721
Lippke B, Wilson J, Meil J, Taylor A (2010) Characterising the impact of carbon stored in wood products. Wood Fiber Sci 42:5–14
Lundie S, Peters G, Beavis P (2004) Life cycle assessment for sustainable metropolitan water systems planning—options for ecological sustainability. Environ Sci Technol 38:3465–3473
Mathiesen BV, Münster M, Fruergaard T (2009) Uncertainties related to the identification of the marginal technology in consequential life cycle assessments. J Clean Prod 17:1331–1338
Ortiz O, Pasqualino JC, Castells F (2010) The environmental impact of the construction phase: an application to composite walls from a life cycle perspective. Resour Conserv Recycl 54:832–840
PE International (2013) GaBi software. http://www.gabi-software.com
Persson C, Fröling M, Svanström M (2006) Life cycle assessment of the district heat distribution system, part 3: use phase and overall discussion. Int J Life Cycle Assess 11:437–446
Pesonen HL, Ekvall T, Fleischer G, Huppes G, Jahn C, Klos SZ, Rebitzer G et al (2000) Framework for scenario development in LCA. Int J Life Cycle Assess 5:21–30
Peters GM (2009) Popularize or publish—growth in Australia. Int J Life Cycle Assess 14:503–507
Peters GM, Wiedemann SG, Rowley HV, Tucker RW (2010) Accounting for water use in Australian red meat production. Int J Life Cycle Assess 15(3):311–320
Petersen A-K, Solberg B (2005) Environmental and economic impacts of substitution between wood products and alternative materials: a review of micro-level analyses from Norway and Sweden. Forest Policy Econ 7:249–259
Puettmann M, Olein E, Johnson L (2013) Cradle to gate life cycle assessment of glue-laminated timbers production from the Pacific Northwest. http://www.corrim.org/pubs/reports/2013/phase1_updates/PNW%20Glulam%20LCA%20report%201_7_13%20final.pdf. Accessed 6 February 2013
Sandin G, Peters GM, Svanström M (2013) Moving down the cause-effect chain of water and land use impacts: an LCA case study of textile fibres. Resour Conserv Recy 73:104–113
Schmidt J H, Merciai S, Thrane M, Dalgaard R (2011) Inventory of country specific electricity in LCA – Consequential and attributional scenarios, Methodology report. 2.−0 LCA consultants. www.lca-net.com/projects/electricity_in_lca. Accessed 5 October 2012
Singh A, Berghorn G, Joshi S, Syal M (2011) Review of life-cycle assessment applications in building construction. J Arch Eng 17:15–23
SIS (2012) SS-EN 15804:2012 Sustainability of construction works—environmental product declarations—core roles for the product category of construction products. Swedish Standards Institute, Stockholm
Thiers S, Peuportier B (2012) Energy and environmental assessment of two high energy performance residential buildings. Build Environ 51:276–284
Thormark C (2002) A low energy building in a life cycle—its embodied energy, energy need for operation and recycling potential. Build Environ 37:429–435
Upton B, Miner R, Spinney M, Heath LS (2008) The greenhouse gas and energy impacts of using wood instead of alternatives in residential construction in the United States. Biomass Bioenerg 32:1–10
Verbeeck G, Hens H (2007) Life cycle optimization of extremely low energy dwellings. J Build Phys 31(2):143–178
WBCSD/WRI (2011) Product Accounting & Reporting Standard. www.ghgprotocol.org/files/ghgp/Product%20Life%20Cycle%20Accounting%20and%20Reporting%20Standard.pdf. Accessed 18 February 2013