本文從生命周期評價(jià)方法出發(fā)，通過(guò)介紹美國綠色建材生命周期評價(jià)方法并引入環(huán)境成本與效益分析，旨在計算并驗證綠色建材的環(huán)境效益，最終提出我國建材綠色發(fā)展建議。
一、綠色建材的生命周期評價(jià)方法
生命周期評價(jià)（LCA）是世界上廣泛認同的環(huán)境負荷量化評價(jià)方法，最初被運用在美國可口可樂(lè )公司包裝瓶產(chǎn)品管理上。之后歐洲國家紛紛開(kāi)展生命周期評價(jià)研究。英國B(niǎo)OUSTEAD模型根據生命周期評價(jià)加入臨界體積方法，瑞士聯(lián)邦材料測試與研究實(shí)驗室建立包括工藝數據和能源數據在內的詳細清單數據庫。1990年，國際環(huán)境毒理學(xué)和化學(xué)學(xué)會(huì )(SETAC)首次召開(kāi)生命周期評價(jià)的世界討論大會(huì )，歷史性提出生命周期評價(jià)具體內涵:“對能量和物質(zhì)消耗及環(huán)境污染排放進(jìn)行環(huán)境影響評價(jià)的方法，包括產(chǎn)品、工藝過(guò)程、行為過(guò)程的整個(gè)生命周期，即原材料的開(kāi)采、加工和運輸，產(chǎn)品制造、運輸、銷(xiāo)售、使用、維護、循環(huán)利用和廢棄處理?！?/p>
雖然生命周期評價(jià)方法學(xué)種類(lèi)繁多,但其核心與基本評價(jià)步驟大體相同?；诿绹G色評價(jià)標準體系（LEED）對建材全生命周期的影響有著(zhù)明確的評估方式，包括建材來(lái)源和采購、建材成分分析、廢棄物管理以及可再生計劃等均有所涵蓋，且后續研究也均在此基礎之上進(jìn)一步建立。因此本文主要沿用美國標準評估要求對綠色建材進(jìn)行梳理總結。
建材來(lái)源和采購方面，LEED要求建材制造商需具有一定資質(zhì)，制造商需提供包括材料供應商的開(kāi)采位置、對土地進(jìn)行長(cháng)期使用的生態(tài)責任承諾、減少環(huán)境開(kāi)采中的環(huán)境污染的承諾以及對采購標準負責的承諾。在評價(jià)報告可靠性時(shí)，相比于制造商的自我聲明的報告，由第三方認證的可持續性報告（CSR）將更易被接受及采納。而對于不同建材來(lái)源，LEED也發(fā)布具體規定，例如，生物基材料需滿(mǎn)足可持續農業(yè)網(wǎng)絡(luò )（SAN）的可持續農業(yè)標準（SAS）；木材、木制品必須通過(guò)美國森林管理委員會(huì )（FSC）的標準認證。
建材成分方面，LEED要求制造商根據指定標準（包括GreenScreen基準、健康產(chǎn)品聲明標準、“從搖籃到搖籃”級別認證等）對材料成分進(jìn)行公示。以GreenScreen基準為例，該標準旨在評估材料化學(xué)危害等級，以便尋找更安全的替代品。它根據國際政府機構、非政府機構召集的權威科學(xué)機構所指定的打分計劃，可用于評估單個(gè)化學(xué)成分或者多重化學(xué)成分的聚合材料，對材料中可能存在的40多個(gè)有危害的化學(xué)成分進(jìn)行打分。評估案例如表１所示，評分結果如表２所示。最終建材健康等級被分為四個(gè)等級，包括推薦使用的化學(xué)安全材料、可用但仍需改進(jìn)的材料、可用但推薦尋找更安全的替代品、避免使用的化學(xué)危險材料。
表 1 GreenScreen有害性質(zhì)匯總
表 2 GreenScreen有害性質(zhì)評估
注：vL-含量非常低；L-含量低；M-含量中；H-含量高；vH-含量非常高；DG-含量無(wú).
對于建材使用后的處理方式，LEED評價(jià)則逐漸由采用傳統的“從搖籃到墳墓”的生命周期模式轉變?yōu)椤皬膿u籃到搖籃”的生命周期模式。新模式提倡減少廢棄物的產(chǎn)生，將廢棄物轉化為可為自然被人類(lèi)利用的產(chǎn)品。由于美國每年約產(chǎn)生超過(guò)５億噸建筑垃圾，合理利用這些材料、貫徹“從搖籃到搖籃”的建材生命周期理念也符合美國環(huán)境保護協(xié)會(huì )（EPA）的期望。LEED鼓勵回收再利用無(wú)害的拆建材料以減少填埋焚化廢棄建材。對于可進(jìn)行轉化的建材將制定相應的轉化策略，包括對尚可利用的建筑制定合理的改造方案、判斷是否對建筑材料進(jìn)行分離或混合、材料將被運往何處以及回收材料方應如何處置廢棄建材。
二、綠色建材的環(huán)境效益
使用綠色建材可避免普通建材所導致的環(huán)境問(wèn)題，同時(shí)有效減少環(huán)境成本。環(huán)境成本即耗用資源、恢復和補償環(huán)境所涉及到的所有費用，主要涵蓋以下兩類(lèi)：資源耗費下降、環(huán)境改善所涉及的成本與為維護環(huán)境或補償環(huán)境所需要的成本。參考美國環(huán)境質(zhì)量委員會(huì )具有代表性的對環(huán)境成本的劃分，環(huán)境成本主要包括：環(huán)境損耗成本。指環(huán)境污染本身導致的成本和支出，如環(huán)境污染而導致的健康損失，并由此引發(fā)的醫療費和損失勞動(dòng)日而創(chuàng )造的價(jià)值；環(huán)境保護成本。指這部分費用用在了將人與污染物進(jìn)行隔離，如為提高城市環(huán)境質(zhì)量而將城區內重工業(yè)遷出的成本；環(huán)境事務(wù)成本。指為了對環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行管理而進(jìn)行測算污染、收集數據、執行相關(guān)政策等所支出的費用；環(huán)境污染消除費用。指用于消除己經(jīng)產(chǎn)生的污染的費用，例如采用生物法、活性污泥法去除因垃圾堆積發(fā)酵而形成的滲濾液。環(huán)境成本可分為實(shí)際成本跟虛擬成本兩部分。其中，實(shí)際成本即已經(jīng)發(fā)生的成本，包括污染治理過(guò)程中的固定資產(chǎn)折舊、藥劑費、人工費、電費等運行費用。虛擬成本則為排放到環(huán)境中的污染物按照現行的治理技術(shù)和水平全部治理所需要的支出。企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)對環(huán)境造成破壞，雖然目前破壞可能不會(huì )完全顯現，但其始終存在于產(chǎn)品系統生命周期內，應包含其中。在對環(huán)境成本進(jìn)行計量時(shí),應同時(shí)考慮實(shí)際成本和虛擬成本。若片面地將虛擬成本作為污染物造成的環(huán)境污染成本，與治理污染成本等同，將忽視污染物所造成的環(huán)境影響，無(wú)法體現出環(huán)境成本節約差額。從嚴格意義上來(lái)講，利用虛擬成本計算僅是防止環(huán)境功能退化所需的治理成本，為污染物排放可能造成的最低環(huán)境成本,并不是實(shí)際造成的環(huán)境成本。因此，環(huán)境成本的選取要結合實(shí)際成本和虛擬成本兩方面，本文采用的單位虛擬成本與污染物的實(shí)際單位成本相同。由于再生綠色建材的大氣污染清單可以運用生命周期評價(jià)方法得出，因此環(huán)境成本的計算可以通過(guò)大氣污染物排放量與單位治理成本相乘計算得到，故下文將仍以建材單位排放量與消耗量來(lái)衡量計算。（一）玻璃的環(huán)境效益1、普通玻璃以lt玻璃為功能單位， 1t玻璃污染排放量可用如下公式計算。
表3 公用系統環(huán)境數據排放
表4 1t玻璃的排放量
我國玻璃生產(chǎn)采用的能源大多以原油為主，少部分采用天然氣生產(chǎn)，研究表明使用天然氣生產(chǎn)玻璃的環(huán)境影響最低，考慮到采用天然氣做能源的企業(yè)仍為少數，本文主要針對采用原油為燃料的玻璃生產(chǎn)。玻璃生產(chǎn)階段主要消耗電力、原油和煤這三種能源，生產(chǎn)1t玻璃消耗煤10155MJ、原油10395MJ、電力1092kwh。2、再生玻璃表5 1t玻璃的排放量
再生玻璃主要由回收的廢棄碎玻璃在高溫下熔化后制成，回收的廢棄碎玻璃經(jīng)分類(lèi)、磁選、清洗后，一部分可以直接重新熔化應用，一部分需要經(jīng)粉碎加工后才能使用。因此生產(chǎn)熔化玻璃，采用電力和原油，而不采用煤炭，更為穩定且易于管理。本文以生產(chǎn)1t再生玻璃為功能單位，生產(chǎn)lt再生玻璃需要油耗0.24t、電耗171.4kwh，每千克油釋放的熱量為42.6MJ，因此生產(chǎn)1t再生玻璃需要油耗10224MJ、電耗171.4kwh，生產(chǎn)階段的污染物計算結果見(jiàn)上表。通過(guò)對比，可顯著(zhù)發(fā)現，相比于普通玻璃，再生玻璃電力消耗明顯下降，油耗也有一定程度下降，圍繞落實(shí)我國2030年前碳達峰與2060年前碳中和目標，有助于促進(jìn)完成既有建筑節能改造面積3.5億平方米以上的目標，實(shí)現城鎮新建居住建筑能效水平提升30%，對環(huán)境具有友好效益。（二）粘土磚的環(huán)境效益1、普通粘土磚以lt粘土磚為功能單位， 1t粘土磚污染排放量同樣用公式計算，結果如下。表6 1t粘土磚的排放量
本部分功能單位為1t的粘土磚，生產(chǎn)粘土磚的過(guò)程包括制坯、燒制等工序，采用真空磚機、自動(dòng)切條機、切坯機等機械設備。對環(huán)境的影響主要來(lái)自于挖掘粘土的機械設備的柴油能耗、生產(chǎn)粘土磚的機械設備電力能耗。因此生產(chǎn)1t粘土磚的物質(zhì)輸入為電耗8.37kwh、煤耗2436.21MJ、油耗0.13kg，輸出粉塵0.37kg、固廢0.11t。其中電耗跟油耗數量較小，因此本文只考慮煤耗的環(huán)境影響。2、再生粘土磚表7 1t再生粘土磚排放量
1t再生粘土磚的建筑垃圾替代率可達到85.6%，生產(chǎn)1t再生粘土磚消耗的電力包括兩部分:一部分是再生骨料破碎的電耗為2.29kwh(占比85.6%)，一部分是天然骨料開(kāi)采的能耗（占比14.4%）為電耗1.205kwh、煤耗350.814MJ、油耗0.019kg，輸出粉塵0.053kg、固廢0.016t，因此生產(chǎn)1t再生免燒免蒸磚塊消耗總共為電耗 3.495kwh、煤耗350.814MJ、油耗0.019kg，輸出粉塵0.053kg、固廢0.016t。生產(chǎn)階段污染物排放量計算結果見(jiàn)上表。通過(guò)對比，再生粘土磚煤耗僅350.814MJ,系普通粘土磚煤耗的近八分之一，燃料消耗與污染下降明顯。
三、總結
綠色建材在降低整體能耗與減少污染排放方面，相比傳統的建材可產(chǎn)生更優(yōu)的環(huán)境績(jì)效，是建材業(yè)可持續發(fā)展的必由之路。建筑業(yè)各主體應當加大再綠色建材的利用率，達到節約成本、保護環(huán)境的目的。為了推動(dòng)我國建筑材料綠色化進(jìn)程，我們提出如下建議：
一是推動(dòng)建材工業(yè)制造綠色化，在再生建材生產(chǎn)設備及工藝研發(fā)上加大投入力度，竭力提高再生建材生產(chǎn)過(guò)程中的技術(shù)水平，提升再生建材產(chǎn)品的產(chǎn)品質(zhì)量。二是推進(jìn)綠色玻璃制品廣泛應用，努力推動(dòng)高性能玻璃的廣泛應用。推進(jìn)電力應用技術(shù)的發(fā)展，提升高性能玻璃應用技術(shù)水平。三是推廣再生粘土磚。在工業(yè)建筑、公共建筑及基礎設施中積極推廣采用粘土磚。在磚混結構建筑地區重點(diǎn)宣傳推廣再生粘土磚，探索再生粘土磚新型公共建，推動(dòng)建筑綠色材料的多樣化，帶動(dòng)綠色建材的發(fā)展。
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參考文獻
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作者：
萬(wàn)秋旭中央財經(jīng)大學(xué)綠色金融國際研究院助理研究員，長(cháng)三角綠色價(jià)值投資研究院助理研究員孔玥中央財經(jīng)大學(xué)綠色金融國際研究院科研助理
原創(chuàng )聲明
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新媒體編輯：王巖
