在建筑生命周期评估中应用循环性

将建筑生命周期评估中应用循环经济 2024年1月 实验室建设是加拿大工程与技术大学（ÉTS）循环经济跨学科研究与研究中心（CERIEC）的一个项目。 关于CERIEC-ÉTS 作者 成立于2020年9月，CERIEC的使命是通过一系列尖端跨学科科学研究项目、以及旨在最大限度地提高经济行为者、政府和民间社会益处的培训、对话、价值化和转化倡议，为形成和部署循环经济做出贡献。 CERIEC意图成为魁北克循环经济领域在知识、技能和价值创造方面的不可或缺的参考。 利奥波德·瓦姆伯锡ÉTS 位于ÉTS（高等技术学院），它为研究人员和学生提供了一个重要的实验空间，尤其是在旨在促进向可持续未来转型的创新领域。 在...的监督下 循环经济加速实验室（建筑实验室）旨在通过与创新实验项目合作，展示如何在建筑领域整合和推广循环经济策略。 克劳迪安·乌埃尔莱特-普拉蒙唐中国电气工程与自动化技术大学 李安妮·赛耶赫阿鲁普 加速实验室受到生活实验室概念和实践的启发，适用于需要用户参与、在真实环境中进行实验以及多利益相关者协作的项目。该实验室的协作方法使得快速实施创新、测试有效方案以及推广新实践成为可能。 贡献者 关于本报告 本报告是联合阿鲁普（Arup）和ÉTS，与Groupe AGÉCO和Studio Carbone合作共创的项目成果：将循环经济应用于建筑生命周期评估。它是CERIEC主导的建筑行业首个循环经济生活实验室发起的众多项目之一。该实验室的倡议旨在为魁北克建筑行业实施循环经济所面临的挑战提供解决方案。 阿曼迪娜·卡多碳元素工作室 乔治特·哈伦阿鲁普 Sarah GuermonprezGroupe AGÉCO 致谢 感谢以下个人对该项目的见解和技术审查：Thank you to the following individuals for their insights and technical review on this project: 劳伦·温戈，阿鲁普杨法兰斯，阿鲁普Hortense Montoux, CERIECAlice Rabisse, CERIEC 玛里卡·弗雷内特，碳素工作室 贾斯汀·里奥，碳素工作室 Mathieu Bendouma, ÉTS Julien Beaulieu, Groupe AGÉC Julie-Anne Chayer, Groupe AGÉCO Bastien Roure, Groupe AGÉCO 我们也想感谢在整个项目中的共创团队对他们的支持。报告布局由Loulwa Elali，Arup负责。 术语表 B2. 提高建筑利用率的战略B2.1 长期设计25B2.2 空间集约化设计27 24 标准与指南 5 B3. 减少材料影响的策略 29B3.1 物料清醒与物料选择30B3.2 使用储存生物碳的材料32 引言6目标6上下文6结构6 下一步 34 A部分 - 循环策略及WBLCA概述7圆形策略8 挑战在于将循环策略引入传统的WBLCA。9模块D：为什么它与循环经济相关？9定义WBLCA的参考建筑10关于循环WBLCA的考虑因素11目标：WbLCA（世界生命周期评估）11项目生命周期11系统边界11参考建筑11概述如何在生命周期评估（WBLCA）中建模循环策略12 第二部分 - 圆形策略和WBLCA 13的详细描述 B1. 系统间共享资源的策略 1415161822100:0 配置方法其他分配方法B1.1 循环材料的使用和再利用组件B1.2 解构设计B1.3 现有建筑的翻新 术语表 功能单元 收益 在生命周期评估的背景下，益处是指相对于未实施该策略的参照系统，设计或施工策略带来的影响减少。 根据ISO 14040/44定义，它是一个产品系统在使用过程中的量化性能，作为参考单位。这代表了一个环境排放和影响的标准化单位，用于在多个项目或参考系统之间进行对比。在整栋建筑的生命周期评估中，功能单元可以是建筑自身的总影响，或其子集，例如每平方米净使用面积的影响或每套住宅的影响。 生物碳所有在树木、植物和其他生物质生长过程中从大气中吸收的碳。生物碳排放是指在含有生物碳的材料燃烧或分解过程中释放的 二氧化碳或甲烷。 全球变暖潜势（GWP） 相对测量值，允许比较不同温室气体的影响，考虑到它们吸收能量的不同能力和不同的寿命。GWP（全球变暖潜值）是以二氧化碳（CO2）为基准测量的，二氧化碳的GWP为1，而其他气体的倍数代表它们在特定时间周期内（通常是100年）每千克相对增温效应。2 负担 负担与该报告的生命周期影响同义。 碳储存大气中隔离后的碳在临时或永久存储。 生命周期评估（LCA） 一种评估产品、工艺或服务相关环境影响的方 法。这些影响可以通过处置或回收对所有生命周期阶段（A、B、C）进行计算。复杂产品的生命周期评估通常涉及将单个组件的生命周期评估结果相结合。 循环策略在本报告中，循环策略代表所有旨在提高建筑设计和施工材料可持续性（以及循环性）的潜在方法，无论是通过减少对初 级材料的需求，还是通过将需求转移到影响较小的初级材料。 生命周期影响在整个生命周期中（即从材料提取到报废）的任何类型的环境影响，可以根据影响类别指标进行量化。影响通常通过一个表征 过程来定义，该过程将生命周期清单中单独的环境流入（淡水使用、资源耗竭）或流出（温室气体排放）转换为共同的中间或终点比较单位。 循环性 术语“循环性”，以及由此衍生的“循环经济”，通常被用来描述通过材料再利用和材料效率来实现的可持续性概念。 生命周期库存（LCI） 设计适应性（DfA）设计建筑以便能够根据需求和环境的改变进行修改，从而延长建筑的使用寿命。 该库存包含用于生命周期评估的数据，该评估量化了任何产品、服务或过程中的物料流动、能源流动和环境影响。 设计为解构（DfD） 寿命/使用期限 也称为可拆卸设计，它指的是那些既从经济上又在实践中鼓励建筑易于拆卸的设计决策，以有利于其组件的回收和再利用。 建筑或组件在达到其使用寿命或更换之前的使用时间段。建筑的使用寿命取决于多种因素，例如维护、使用的材料、天气和气候条件、设计决策等。 产品生命周期结束建筑或组件的最后生命周期阶段，相当于生命周期阶段C。它包括从拆除或拆卸开始到所有材料的废物最终状态结束期间所进行的 所有活动。这不应与PEF指南中的生命终结公式混淆。 恢复率（RR）该物质或材料组的比例，在产品使用寿命结束时被回收用于再利用。 参考建筑/系统/场景一座用于比较提议中的建筑环境影响的建筑物。参照建筑通常代表一种常规场景，可能基于现有建筑、建筑原型或同一建筑 废料终结状态建筑系统末端的边界条件，如EN 15978所定义。当材料在生命周期阶段C的制造过程中达到此状态时，它们离开系统。此外，与 的早期设计阶段。 材料相关的任何进一步的环境影响都不归因于原始建筑系统。材料可以通过几种方式离开系统：作为废物、作为能源回收过程的输入，以及作为回收过程的输入，这些影响归因于新的建筑系统。 次级材料所有已经完成其初始预期用途的物料和产品。这包括回收材料和计划回收的物料。 环境产品声明（EPD）一个标准化的文档，用于传达产品、过程或服务生命周期的影响，使用适当的类别规则（PCR）进行计算。环境产品声明（EP Ds）根据ISO 14025属于第3类环境声明，并使用生命周期评估工具进行定义。 建筑物全生命周期评估（WBLCA）对一栋建筑在其生命周期各阶段的环境影响进行评估。这包括固有和运营排放。 功能等价两栋建筑物的属性，通常指项目建筑和参考建筑，它们满足相同的职能和/或技术要求。这些要求可能包括使用寿命、性能标准和 使用模式。有关功能等效性的详细定义，请参阅美国土木工程师学会（ASCE）关于参考建筑结构定义和全生命周期评估策略的指南。 下表总结了本文件中引用的标准和指南。这些标准规范了传统生命周期评估（LCAs）和整个建筑生命周期评估（WBLCAs）的指导原则和需求。 引言 目标 本报告概述了循环设计和施工策略的引入如何影响实践全生命周期建筑评估（WBLCA）。 循环策略作为一种实现可持续发展目标的方法正在兴起，这与传统的线性建筑设计与施工方法形成对比。因此，评估采用这些策略的建筑物的影响需要调整标准的工作寿命环境影响评估（WBLCA）方法。本报告旨在协助WBLCA实践者在建模和考量循环策略时提供帮助。因此，报告从循环策略概述以及WBLCA实践概述开始，详细阐述了研究整合循环性的建筑环境影响时所需考虑的必要因素。报告可用于告知简单的影响核算过程以及设计阶段决策制定目的的场景设计过程。报告的目标并非重新定义循环经济或WBLCA原则，而是总结并描述如何根据现行标准、指南和研究在实践中的应用及核算。 上下文 本报告主要参考国家指南，其中概述了加拿大建筑的生命周期评估（LCA）必须如何进行。国家指南和本报告都引用了相关ISO和EN标准，用于WBLCA和LCA方法。在现有标准和指南未涵盖的主题或存在共识缺失的情况下，本报告将从学术研究中提供额外信息。本报告认为读者对WBLCA和循环经济有一般了解。 尽管在加拿大实施WBLCA（基于软件的可持续生命周期评估）与使用专有数据并遵循既定标准的软件工具紧密相连，但本报告并未提供使用此类工具评估循环策略的“步步为营”指南。这超出了本报告的范围。该文件比较生命周期评估（LCV）工具由Studio Carbone提供对加拿大当前WBLCA工具状态及其在整合循环性方面挑战的概述。 结构 本报告分为两部分结构： 部分B该报告分为七个章节，每个章节代表一种循环策略或一组策略。每个章节涵盖以下主题：该策略如何影响生命周期影响、如何建模该策略以及如何与参考系统进行对比。 部分A包含了对建筑领域循环策略的概述、WBLCA实践的流程，以及执行循环策略的WBLCA和定义参考情景时所面临的挑战的概要。 概述循环策略并列和WBLCA部分A- Part A 内容： 挑战在于将循环策略引入传统的WBLCA。 概述如何在生命周期评估（WBLCA）中建模循环策略 策略本身在项目阶段以一系列行动的形式实施。这些行动的例子包括可逆连接、减少装饰、避免地下室建设、增加可转换性、产品即服务、灵活的墙壁、高强度材料、材料护照等。 圆形策略 本报告讨论以下环形策略，分为三大类。 B1. 系统间共享资源的策略B1.1 循环材料的使用和再利用组件的回收B1.2 可拆卸设计B1.3 现有建筑的翻新 尽管提供了全面的工具来定义建筑环境中循环性，但循环建筑工具箱提供的策略分类并没有完全与WBLCA方法以结果为导向的本质相一致。结果是建筑生命周期影响的减少或增加，这些影响来源于循环性策略和行动的实施。工具箱定义的行动和策略在结果上存在显著的重叠，而WBLCA模型需要对这些结果进行单独评估。单一策略或行动可能导致多个结果，这些结果应单独建模。例如，模块化设计原则引入了材料效率，减少了建设影响，并有助于建筑系统的未来拆除。相反，不同的策略或行动可能代表获得相同结果的不同的方式。例如，材料简约性、工程木材产品、低碳钢等都能减少初级材料生产的负面影响。鉴于以上原因，本报告将“循环策略”定义为所有以某种方式减少影响的建筑设计和建设方法的集合（见图1）。 B2. 提高建筑利用率的战略 B2.1 长期设计 B2.2 空间集约化设计 B3. 降低物料影响的策略 B3.1 材料节制与材料选择 B3.2 生物碳存储材料的运用 有许多方法可以定义建筑行业的循环策略并实现循环性。然而，使用WBLCA或其他方法对这些策略的影响进行量化仍然是一个挑战。循环性在建筑环境中的应用在以下框架中得到详细描述：循环建筑工具包由阿鲁普公司和艾伦·麦克阿瑟基金会共同开发。这个公开可用的工具包提供了一份全面循环经济原则列表，以及一组优先考虑的策略和行动方案，这些方案可以应用于房地产项目。四个原则