基于lca的桥梁环境影响分析.doc

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1、基于LCA的桥梁环境影响分析李龙星河南省实验文博学校摘要：根据我国已建桥梁数量占世界建成桥梁总数的30%50%的情况，从全生命周期评价(LifeCycleAssessment,简称LCA)作为可以量化产品环境影响的工具，并逐步应用到桥梁建设屮。关键词：牛命周期评价;可持续发展;桥梁建设;环境影响;1LCA发展历程生命周期评价起源于20世纪70年代美国开展的一系列针对包装品的分析和评价,最早由可口可乐公司对其产品进行了环境影响分析与跟踪，从最初的饮料瓶原材料采集到最终的废弃物处理等，均进行了定量分析和评价。生命周期环境影响评价，就是研宄产品或工程最初从地

2、球获得原材料开始，到产生的废弃物回到地球为止整个生命周期，对环境造成的损害或影响。2LCA分析过程根据ISO标准，生命周期研究共包括4步，即目的和范围的确定，清单分析，影响计算和结果解释。具体步骤框架见图1。图1生命周期分析步骤框架下载原图(1)目的和范围的确定。主要是界定评价对象，说明开展此项研究的目的和原因以及研究结果的可能应用性，是整个生命周期评价中一个重要的环节。对于桥梁，全生命周期可分为材料生产阶段，施工阶段和运营维护阶段。拆除阶段和废弃物处理阶段由于数据缺乏及其复杂性，本文不做研究分析。材料生产阶段只考虑两种主要材料，即混凝土和钢材;而材料

3、运输和施工设备产生的环境影响，均包含在施工阶段予以分析。研宄范围框架，见图2。(1)清单分析。生命周期清单分析是对基本数据进行收集和整理的过程。生产阶段以钢筋、混凝土两种主要建筑材料为统计数据，将能源资源输入、大气排放输出、水体排放输出及土壤排放输出数据标准化，折算成以单位钢筋、混凝土所需数据的桥梁工程量。在施工阶段，主要考虑由机械设备消耗电能、柴油、水资源而产生的环境影响。桥梁工程量将生产或消耗的能源数据等整理归类为对环境影响，为分析情况提供数据支持。(2)影响计算。环境影响分析包括分类和特征化，标准化和权重计算，具体分类,如表1。(3)特征化，这一

4、过程采用特征化因子，为了使清单分析结果统一化，采用标准化系数进行计算。木文采用的权重系数的人类健康损伤、生态系统损伤及资源能源消耗分别为0.22，0.23和0.55。表13类损伤类型及包含物质下载原表(4)结果解释。针对评价计算的结果得出各类环境影响类別的占比以及每一种消耗物或排放物的占比，从而用更加前瞻的视角解释桥梁生命周期环境影响评价结果，以及由结果带来的行业发展及改进措施。3案例分析对白果渡嘉陵江特大桥进行实例评价，阐述桥梁全生命周期量化分析过程和环境影响分析过程。工程概况：白果渡嘉陵江人桥位于四川武胜至重庆合川的高速公路上，桥梁为3跨预应力混凝

5、土连续刚构，长1443m，宽24.3m，厚20cm,引桥为23跨40m预应力混凝土T梁，如图3所示。图3白果渡嘉陵江特人桥整体结构布置下载原图3.1确定目的与范E3材料生产阶段只考虑两种主要材料，即混凝土和钢材。施工阶段对环境的影响分析包含了材料运输和施工设备的份额。在施工过程中，混凝土、水和汽油、柴油以及路灯照明用电等，均对环境造成影响。3.2清单分析根据桥梁工程量清单，求得在全牛.命周期内桥梁对材料、能源、资源的消耗量和污染物的排放量。根据生命周期评价过程，统计出钢材和混凝土总量。各种能源、资源和污染物排放所占比例见图4。图4材料生产阶段消耗物与排

6、放物占比情况下载原图(1)在施工阶段，假定用运载量为5t的卡车运载施工材料，运载距离为10km，每辆车单位耗汕量为2L/km汽油，0.5L/km柴汕，混凝土密度取400kg/m。根据统计数据，水资源消耗量为150123t，汽油消耗量为178629.6L,柴油消耗量为44657.4L，以及电能消耗量为4451270kW•h，其乘以相关系数后累积的和，即为此阶段有关消耗物与排放物总量。各能源、资源和污染物排放所占总物质比例见图5。(2)在运营阶段，全桥照明耗电量10年总计7665000kW*h。己知桥梁长度1443m,宽度24.3m,厚度20cm,共翻新桥

7、面铺装10次，每次铺装面积占桥梁总面积的25%。共需17532.45kg的C40混凝土，94770814.32L的汽油及7012.98L的柴油。各能源、资源和污染物排放所占总物质比例见图6。图5施工阶段消耗物与排放物总量占比情况下载原图图6运营维护阶段消耗物与排放物占比情况下载原图3.3影响计算进行计算之前，要先将上文屮得到的数据进行分类。本文将桥梁对外部的危害，按照受影响对象分为3类:人类健康、生态系统及资源能源消耗。根据环境影响计算过程的特征化、标准化和权重化计算可得3个生产阶段的环境影响潜值。其中，生产阶段3类环境影响潜值占比见图7。施工阶段3种

8、环境影响潜值占比见图8。运营维护阶段环境影响潜值占比见图9。图7生产阶段3类环境影响潜值占比情