城市建筑的物能代谢及生态效应研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 张海涛 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2011-11-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 王如松 ; 胡聃 |
| 关键词 | 城市建筑 Urban building 建筑垃圾 Construction waste 固体废物 Solid waste 物质投入强度 Material use intensity 生态足迹城市建筑 Ecological footprint 生态足迹 |
| 其他题名 | The Study of Materials and Energy Metabolism and the Ecological Effect of Urban Building |
| 学位专业 | 生态学 |
| 中文摘要 | 建筑是国民经济中资源消耗、能源消耗的主要部门之一。能源消耗、资源占用和全球气候变化是当前研究的热点问题，快速城市化条件下城市规模不断扩大，城市建筑面积的迅速增加，加上中国当前城市建设与规划中的大拆大建、盲目追求政绩等现象导致了城市建筑行业大量的资源与能源浪费、污染排放，城市建筑的生态影响日益凸显。本文以北京市、淮北市为案例，研究城市建筑的物能代谢及生态效应；分析基于固废循环利用生产新型建筑材料对城市建筑生态效应的影响，从生命周期角度提出了建筑生态效应的调控对策与建议。本研究旨在揭示城市建筑生命周期过程所涉及的物能代谢及其隐含的生态影响，分析城市建筑生态系统中固废循环利用的利弊，为城市建筑及建材行业的可持续发展提供相关的数据参考和科学依据。辨识了建筑生命周期过程的物能代谢及其生态效应。分析了城市建筑生命周期前端的资源开采与自然生态破坏的关系，表明与建筑相关的资源开采直接导致了土壤与植物多样性退化。对城市建筑物能代谢及生态效应相关参数的核算发现，公共建筑的单位面积物质投入总量达到9127.69kg/m2，是直接物质投入量（即建材消耗总量）的3.95倍。公共建筑的资源消耗强度远远高于住宅建筑。就城市建筑的单位面积生命周期能耗而言，公共建筑显著高于住宅建筑；钢混住宅高于砖混住宅；建筑的生命周期碳排放表现出相同规律。就城市建筑的生命周期能耗组成而言，建筑运行使用阶段所占比例最高，其次为建筑材料准备阶段，建材运输和建筑施工阶段能耗所占比例最低；建筑生命周期的碳排放组成表现出相同特征。建筑运行使用阶段和建筑材料准备阶段的能耗和碳排放是建筑生命周期节能减排需要重点关注的环节。公共建筑单位面积的生态足迹远远大于住宅建筑，每100m2的砖混住宅、钢混住宅、公共建筑的生命周期生态足迹分别为41.01 hm2、44.85 hm2和114.24 hm2。不同类型城市建筑生命周期生态足迹的组成中，建筑运行使用阶段所占比例最高，其次是建筑材料准备阶段，建材运输阶段和建筑施工阶段所占比例最低。 对基于固废循环利用生产的新型墙体材料的物能代谢参数的分析发现，北京市案例中，新型墙体材料建筑垃圾再生砖、混凝土砌块单位产品的总物质投入显著低于传统粘土砖，新型墙体材料在资源使用效率方面优于传统粘土砖；能显著提高建筑对资源的使用效率。新型墙体材料单位产品的生产能耗显著高于传统的粘土砖，其使用显著增加了建筑单位面积的能耗。就单位产品的碳排放而言，建筑垃圾再生砖＞粘土砖混＞凝土砌块；与使用粘土砖相比，混凝土砌块的使用降低了建筑单位面积的碳排放，建筑垃圾再生砖增加了建筑单位面积的碳排放。就单位产品的生态足迹来说，建筑垃圾再生砖的生态足迹显著高于传统的粘土砖；建筑垃圾再生砖的使用显著增加了单位建筑面积的生态足迹。淮北市案例中，新型墙体材料煤矸石砖、粉煤灰砌块的单位产品生产能耗显著低于传统墙体材料，煤矸石砖、粉煤灰砖在住宅建筑中的使用能显著降低建筑的单位面积能耗。就单位产品的碳排放而言，煤矸石砖＞粘土砖＞粉煤灰砌块＞粘土多孔砖；与传统墙体材料相比，煤矸石砖的使用显著增加了建筑单位面积的碳排放。煤矸石砖的推广使用过程中应关注其碳排放较高的负面影响。研究表明，仅依赖新型墙体材料的生产不足以消纳大量的城市建筑垃圾，应开发多种途径加以利用。在行业尺度上推广使用新型墙体材料应以生态效率优化和碳减排为目标，确定合理的发展策略。从生命周期的角度提出建筑生态效应的调控对策，建筑生态效应的调控应从资源开采阶段的生态修复、建筑材料生产阶段的节能降耗、建筑施工阶段的节能与施工垃圾减量化、建筑运行使用阶段的节能减排等方面实施。 |
| 学科主题 | 城市生态学 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-01-18 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/2850]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_城市与区域生态国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 张海涛. 城市建筑的物能代谢及生态效应研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2011. |
入库方式： OAI收割
来源：生态环境研究中心
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