賈俊韜

[提要] 針對我國校園建設(shè)改造的增加，校園道路是其中重要的組成部分之一。本文以深圳大學(xué)為例，運(yùn)用生命周期理論對校園道路建設(shè)過程中資源消耗和環(huán)境影響進(jìn)行簡要分析研究。

關(guān)鍵詞：生命周期理論；校園道路；資源消耗；環(huán)境影響

中圖分類號：F27 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

原標(biāo)題：淺談生命周期理論在校園道路改造工程的分析研究——以深圳大學(xué)為例

收錄日期：2017年1月6日

一、研究背景

在目前日益嚴(yán)峻的資源匱乏和環(huán)境污染的國際化大背景下，對各行各業(yè)的能源和資源的消耗以及對環(huán)境影響的分析研究也越來越重視。道路改造建設(shè)當(dāng)中的瀝青路面鋪設(shè)和人行道鋪設(shè)產(chǎn)生的能耗高、溫室氣體、有害氣體及有害粉塵排放量大等問題同樣對環(huán)境造成了嚴(yán)重的影響。而根據(jù)教育部統(tǒng)計(jì)，全國高校呈現(xiàn)逐年增長趨勢。全國高校從2010年的2，358所增長到2016年的2，879所，廣東省高校從2010年的125所增長到2016年的147所。而深圳目前已建成高校12所，加上至少11所正在籌建或洽談的高校，未來高校數(shù)或超23所。（圖1）

本文通過生命周期理論對新校園的建設(shè)和原有校園道路改造資源消耗和環(huán)境影響進(jìn)行分析研究，并結(jié)合案例，為后續(xù)的量化過程提供強(qiáng)有力的框架和理論基礎(chǔ)。

二、生命周期評價

生命周期評價（LCA）最權(quán)威的定義來源于國際環(huán)境毒物學(xué)和化學(xué)學(xué)會（SETAC）提出的：生命周期評估是一個評估產(chǎn)品或者行為過程給環(huán)境帶來的負(fù)擔(dān)的客觀方法；方法通過量化和識別所用的能量、原材料及排放廢棄物來評價產(chǎn)品或者行為過程有關(guān)的環(huán)境責(zé)任，從而得到這些能量和材料及排放物對環(huán)境的影響，可以形成改善環(huán)境的報(bào)告結(jié)論或者對方案進(jìn)行評價。

特點(diǎn)如下：（1）“從搖籃到墳?zāi)埂钡娜^程評價方式：生命周期評價是從原材料采集、加工、運(yùn)輸、使用到最終處置的對產(chǎn)品或者行為過程整個生命周期環(huán)境負(fù)荷進(jìn)行分析；（2）系統(tǒng)性，定量性：生命周期評價是對整個生命周期每個環(huán)節(jié)能耗和環(huán)境影響定量分析，提供辨識和評價改善環(huán)境影響的機(jī)會；（3）開放性：生命周期評價是先進(jìn)的環(huán)境管理思想，涉及到化學(xué)、物理學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)等眾多學(xué)科，任何先進(jìn)的技術(shù)方法都能為其所用。其方法也是在不斷進(jìn)步和改進(jìn)。

生命周期評價基本框架大致分為目的和范圍界定、清單分析、重大問題識別、評估以及最后提出結(jié)論或者報(bào)告。（圖2）

（一）目的和范圍確定。確定LCA的目的和范圍，尤其是界定范圍，是進(jìn)行LCA分析的前提，也是影響LCA結(jié)論的重要因素。本文是針對校園道路改造當(dāng)中的人行道和車行道從原材料開采到廢棄物的處置進(jìn)行整個生命周期評價，功能單位為m2。

（二）清單分析。開始于原材料的獲取，中間過程包括制造/加工、分配/運(yùn)輸、利用/再利用維護(hù)，結(jié)束于產(chǎn)品或行為過程的最終處置。目前清單分析方法有三種：過程分析法、投入產(chǎn)出法、混合分析法，優(yōu)缺點(diǎn)見表1。

綜上所述，根據(jù)道路建設(shè)改造的特點(diǎn)，可以考慮結(jié)合兩種方法的混合分析法進(jìn)行評價，即材料開采生產(chǎn)階段采用投入產(chǎn)出法，將投入產(chǎn)出模型和國家能源資產(chǎn)結(jié)合起來進(jìn)行估算；施工階段和拆除處置階段使用過程分析法；養(yǎng)護(hù)階段因?yàn)樯婕暗皆鲅a(bǔ)材料，所以考慮過程分析法和投入產(chǎn)出法相互補(bǔ)。

（三）影響評價。將清單分析數(shù)據(jù)與具體環(huán)境影響相聯(lián)系。

1、影響類別、影響因子及特征因子確定。

2、清單分析結(jié)果劃分到影響類型中。

3、類型參數(shù)結(jié)果計(jì)算（特征化）。

4、分析。進(jìn)行完整性、敏感性、一致性等檢查對比分析。

（四）結(jié)果解釋。生命周期的最后一步，在這一步中將清單分析的結(jié)果和影響評價相結(jié)合，得出結(jié)論和建議。

三、案例分析——深圳大學(xué)道路系統(tǒng)改造工程

為迎接建校30周年，整合和優(yōu)化校內(nèi)部分機(jī)動車道和人行道，新建部分機(jī)動車道，完善校園內(nèi)的微循環(huán)，在深大北校區(qū)初步形成機(jī)動車環(huán)狀主干道，內(nèi)部以步行為主的低碳、健康和快捷的交通體系。主要改造內(nèi)容：維持現(xiàn)有機(jī)動車道，修補(bǔ)破損路面，改建和新建瀝青混凝土機(jī)動車道；新建和擴(kuò)建部分人行道，校園綠道部分，統(tǒng)一為彩色瀝青混凝土路面，其他路面為透水磚路面；依托現(xiàn)有機(jī)動車道，新建植草磚停車場。

（一）目的和范圍確認(rèn)。校園道路改造當(dāng)中的新建瀝青混凝土機(jī)動車道和人行道擴(kuò)建改造兩部分進(jìn)行分析研究，使用年限10年、4年養(yǎng)護(hù)一次，養(yǎng)護(hù)方式為機(jī)拌機(jī)鋪熱拌瀝青混凝土薄層罩面。按照不同施工工藝各取標(biāo)準(zhǔn)段從原材料獲取、材料加工、材料運(yùn)輸、建設(shè)過程到養(yǎng)護(hù)拆除整個生命周期進(jìn)行初次分析，最后按照工程量進(jìn)行匯總分析。（圖3、圖4）

（二）清單分析。由上文可知，原材料獲取和生產(chǎn)階段采用投入產(chǎn)出法；施工階段和拆除處置階段使用過程分析法；養(yǎng)護(hù)階段采用過程分析法和投入產(chǎn)出法相互補(bǔ)。由不同工藝可得出所需材料和機(jī)械情況，按照投入產(chǎn)出法可以得出原材料獲取和生產(chǎn)過程中的能耗和污染物排放。（表3）

運(yùn)輸階段按照實(shí)際的運(yùn)距和實(shí)際運(yùn)輸工具進(jìn)行分析，不確定的按照楊建新等提出的中國公用過程排放清單進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。（表4）

最后的養(yǎng)護(hù)拆除回收階段，由于數(shù)據(jù)缺乏，暫且只考慮養(yǎng)護(hù)部分的能耗和環(huán)境影響分析，根據(jù)陳力維對瀝青道路運(yùn)營當(dāng)中1000m2，機(jī)拌機(jī)鋪20mm的熱拌瀝青混凝土薄層罩面養(yǎng)護(hù)方式可得出校園道路改造的養(yǎng)護(hù)能耗和污染物排放情況。

（三）影響評價。清單分析過程當(dāng)中各階段資源能源消耗和環(huán)境影響按照表2進(jìn)行分類并進(jìn)行特征化比較，最后進(jìn)行分析、評價階段和整個生命周期的環(huán)境影響。

（四）重大問題識別。清單分析中能量，氣、液、固廢等；環(huán)境影響類別或者生命周期中某一階段或其中的工序都需要進(jìn)行識別重大問題，才能就這些問題提出對應(yīng)的意見和建議。

1、貢獻(xiàn)率分析：圖表和扇形圖。橫向比較不同階段同一環(huán)境影響因素量占整個生命周期的總量；縱向比較同一階段或者整個生命周期不同環(huán)境影響因素之間的占比。

2、異常分析：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，確認(rèn)清單分析當(dāng)中的數(shù)據(jù)是否正常。若發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，可能是數(shù)據(jù)計(jì)算或轉(zhuǎn)換的錯誤，需要重新檢驗(yàn)清單分析的結(jié)果。

（五）評價過程評估。對生命周期評價的整個步驟進(jìn)行檢查，一般有以下三個方面檢查：

1、完整性檢查。檢查識別的重點(diǎn)問題進(jìn)行特別的針對檢查。如果特定數(shù)據(jù)缺失或者不完全，生命周期評價研究的目標(biāo)和范圍必須重新評估或者做出修改。

2、敏感性分析。針對不同工藝或者材料單一變量的改變，分析改變對結(jié)果造成的變化以及變化的程度，來評估工藝和材料的可替代性和重要程度。

3、一致性檢驗(yàn)。對整個生命周期評價所做假設(shè)、所用方法和數(shù)據(jù)是否一致進(jìn)行判斷。進(jìn)行一致性檢驗(yàn)可以保證整個生命周期之間進(jìn)行比較。

（六）結(jié)論、建議和報(bào)告。通過前面的幾個步驟，可以得出深圳大學(xué)校園道路改造總共的環(huán)境影響，可以確認(rèn)整個生命周期當(dāng)中哪種工藝、或者哪個階段、或者哪種材料對人類健康和環(huán)境影響最大，就能給出改進(jìn)的意見和建議。

四、總結(jié)

本文針對校園建設(shè)改造的頻繁，并對其中重要的部分——校園道路改造，建議采用國內(nèi)外常用且有效的生命周期評價方法對其進(jìn)行環(huán)境影響評價，給出了適合校園道路改造的環(huán)境影響評價的框架模型。（圖5）不足之處也是今后的研究重點(diǎn)：

（一）數(shù)據(jù)量化過程。數(shù)據(jù)量化以及處理分析過程的工作量巨大，需要長時間的搜集整理才能確?？煽啃院涂捎眯?。

（二）回收利用。回收利用這部分的生命周期評價研究匱乏，希望以后的研究者可以從這方面入手研究，提供完整的方式方法和數(shù)據(jù)支持。

（三）社會因素評價。這部分研究的主觀性和隨意性比較大，但是重要程度和研究價值不可小覷，由于本人能力和時間有限，希望后續(xù)的研究者可以加大這方面的研究力度，一定能提出對社會有意義的建議和意見。

主要參考文獻(xiàn)：

[1]席德立.LCA中清單分析數(shù)據(jù)的獲得[J].環(huán)境科學(xué)，1997.5.

[2]楊博.瀝青路面節(jié)能減排量化分析方法及評價體系研究[D].長安大學(xué)，2012.

[3]楊建新，徐成，王如松.產(chǎn)品生命周期評價方法及應(yīng)用[M].北京：氣象出版社，2002.

[4]陳力維.瀝青路面運(yùn)營期間能量消耗與氣體排放量化分析研究[D].長安大學(xué)，2012.