校园道路改造工程生命周期评价分析

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[提要] 针对我国校园建设改造的增加，校园道路是其中重要的组成部分之一。本文以深圳大学为例，运用生命周期理论对校园道路建设过程中资源消耗和环境影响进行简要分析研究。

关键词：生命周期理论；校园道路；资源消耗；环境影响

中图分类号：F27 文献标识码：A

原标题：浅谈生命周期理论在校园道路改造工程的分析研究――以深圳大学为例

收录日期：2017年1月6日

一、研究背景

在目前日益严峻的资源匮乏和环境污染的国际化大背景下，对各行各业的能源和资源的消耗以及对环境影响的分析研究也越来越重视。道路改造建设当中的沥青路面铺设和人行道铺设产生的能耗高、温室气体、有害气体及有害粉尘排放量大等问题同样对环境造成了严重的影响。而根据教育部统计，全国高校呈现逐年增长趋势。全国高校从2010年的2，358所增长到2016年的2，879所，广东省高校从2010年的125所增长到2016年的147所。而深圳目前已建成高校12所，加上至少11所正在筹建或洽谈的高校，未来高校数或超23所。（图1）

本文通过生命周期理论对新校园的建设和原有校园道路改造资源消耗和环境影响进行分析研究，并结合案例，为后续的量化过程提供强有力的框架和理论基础。

二、生命周期评价

生命周期评价（LCA）最权威的定义来源于国际环境毒物学和化学学会（SETAC）提出的：生命周期评估是一个评估产品或者行为过程给环境带来的负担的客观方法；方法通过量化和识别所用的能量、原材料及排放废弃物来评价产品或者行为过程有关的环境责任，从而得到这些能量和材料及排放物对环境的影响，可以形成改善环境的报告结论或者对方案进行评价。

特点如下：（1）“囊±旱椒啬埂钡娜过程评价方式：生命周期评价是从原材料采集、加工、运输、使用到最终处置的对产品或者行为过程整个生命周期环境负荷进行分析；（2）系统性，定量性：生命周期评价是对整个生命周期每个环节能耗和环境影响定量分析，提供辨识和评价改善环境影响的机会；（3）开放性：生命周期评价是先进的环境管理思想，涉及到化学、物理学、统计学等众多学科，任何先进的技术方法都能为其所用。其方法也是在不断进步和改进。

生命周期评价基本框架大致分为目的和范围界定、清单分析、重大问题识别、评估以及最后提出结论或者报告。（图2）

（一）目的和范围确定。确定LCA的目的和范围，尤其是界定范围，是进行LCA分析的前提，也是影响LCA结论的重要因素。本文是针对校园道路改造当中的人行道和车行道从原材料开采到废弃物的处置进行整个生命周期评价，功能单位为m2。

（二）清单分析。开始于原材料的获取，中间过程包括制造/加工、分配/运输、利用/再利用维护，结束于产品或行为过程的最终处置。目前清单分析方法有三种：过程分析法、投入产出法、混合分析法，优缺点见表1。

综上所述，根据道路建设改造的特点，可以考虑结合两种方法的混合分析法进行评价，即材料开采生产阶段采用投入产出法，将投入产出模型和国家能源资产结合起来进行估算；施工阶段和拆除处置阶段使用过程分析法；养护阶段因为涉及到增补材料，所以考虑过程分析法和投入产出法相互补。

（三）影响评价。将清单分析数据与具体环境影响相联系。

1、影响类别、影响因子及特征因子确定。

2、清单分析结果划分到影响类型中。

3、类型参数结果计算（特征化）。

4、分析。进行完整性、敏感性、一致性等检查对比分析。

（四）结果解释。生命周期的最后一步，在这一步中将清单分析的结果和影响评价相结合，得出结论和建议。

三、案例分析――深圳大学道路系统改造工程

为迎接建校30周年，整合和优化校内部分机动车道和人行道，新建部分机动车道，完善校园内的微循环，在深大北校区初步形成机动车环状主干道，内部以步行为主的低碳、健康和快捷的交通体系。主要改造内容：维持现有机动车道，修补破损路面，改建和新建沥青混凝土机动车道；新建和扩建部分人行道，校园绿道部分，统一为彩色沥青混凝土路面，其他路面为透水砖路面；依托现有机动车道，新建植草砖停车场。

（一）目的和范围确认。校园道路改造当中的新建沥青混凝土机动车道和人行道扩建改造两部分进行分析研究，使用年限10年、4年养护一次，养护方式为机拌机铺热拌沥青混凝土薄层罩面。按照不同施工工艺各取标准段从原材料获取、材料加工、材料运输、建设过程到养护拆除整个生命周期进行初次分析，最后按照工程量进行汇总分析。（图3、图4）

（二）清单分析。由上文可知，原材料获取和生产阶段采用投入产出法；施工阶段和拆除处置阶段使用过程分析法；养护阶段采用过程分析法和投入产出法相互补。由不同工艺可得出所需材料和机械情况，按照投入产出法可以得出原材料获取和生产过程中的能耗和污染物排放。（表3）

运输阶段按照实际的运距和实际运输工具进行分析，不确定的按照杨建新等提出的中国公用过程排放清单进行统计分析。（表4）

最后的养护拆除回收阶段，由于数据缺乏，暂且只考虑养护部分的能耗和环境影响分析，根据陈力维对沥青道路运营当中1000m2，机拌机铺20mm的热拌沥青混凝土薄层罩面养护方式可得出校园道路改造的养护能耗和污染物排放情况。

（三）影响评价。清单分析过程当中各阶段资源能源消耗和环境影响按照表2进行分类并进行特征化比较，最后进行分析、评价阶段和整个生命周期的环境影响。

（四）重大问题识别。清单分析中能量，气、液、固废等；环境影响类别或者生命周期中某一阶段或其中的工序都需要进行识别重大问题，才能就这些问题提出对应的意见和建议。

1、贡献率分析：图表和扇形图。横向比较不同阶段同一环境影响因素量占整个生命周期的总量；纵向比较同一阶段或者整个生命周期不同环境影响因素之间的占比。

2、异常分析：根据经验，确认清单分析当中的数据是否正常。若发现数据异常，可能是数据计算或转换的错误，需要重新检验清单分析的结果。

（五）评价过程评估。对生命周期评价的整个步骤进行检查，一般有以下三个方面检查：

1、完整性检查。检查识别的重点问题进行特别的针对检查。如果特定数据缺失或者不完全，生命周期评价研究的目标和范围必须重新评估或者做出修改。

2、敏感性分析。针对不同工艺或者材料单一变量的改变，分析改变对结果造成的变化以及变化的程度，来评估工艺和材料的可替代性和重要程度。

3、一致性检验。对整个生命周期评价所做假设、所用方法和数据是否一致进行判唷＝行一致性检验可以保证整个生命周期之间进行比较。

（六）结论、建议和报告。通过前面的几个步骤，可以得出深圳大学校园道路改造总共的环境影响，可以确认整个生命周期当中哪种工艺、或者哪个阶段、或者哪种材料对人类健康和环境影响最大，就能给出改进的意见和建议。

四、总结

本文针对校园建设改造的频繁，并对其中重要的部分――校园道路改造，建议采用国内外常用且有效的生命周期评价方法对其进行环境影响评价，给出了适合校园道路改造的环境影响评价的框架模型。（图5）不足之处也是今后的研究重点：

（一）数据量化过程。数据量化以及处理分析过程的工作量巨大，需要长时间的搜集整理才能确保可靠性和可用性。

（二）回收利用。回收利用这部分的生命周期评价研究匮乏，希望以后的研究者可以从这方面入手研究，提供完整的方式方法和数据支持。

（三）社会因素评价。这部分研究的主观性和随意性比较大，但是重要程度和研究价值不可小觑，由于本人能力和时间有限，希望后续的研究者可以加大这方面的研究力度，一定能提出对社会有意义的建议和意见。

主要参考文献：

[1]席德立.LCA中清单分析数据的获得[J].环境科学，1997.5.

[2]杨博.沥青路面节能减排量化分析方法及评价体系研究[D].长安大学，2012.

[3]杨建新，徐成，王如松.产品生命周期评价方法及应用[M].北京：气象出版社，2002.

[4]陈力维.沥青路面运营期间能量消耗与气体排放量化分析研究[D].长安大学，2012.