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基于能源消耗的建筑工程生态足迹评价

作 者: 钱坤
导 师: 张智慧
学 校: 清华大学
专 业: 管理科学与工程
关键词: 建筑工程 生态足迹 环境影响 可持续发展
分类号: X826
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
下 载: 26次
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内容摘要


建筑工程在其生命周期各个阶段消耗大量资源能源,给生态环境带来了沉重的负担。当前,可持续发展已成为中国的一项基本国策,减少建筑工程生命周期的生态环境破坏成为了一项不可回避的任务。然而,建筑工程是一个复杂的系统,如何定量、客观的评价其生命周期对地球生态资源的占用是一项重要课题。生态足迹方法表征了人类对资源的利用情况,即对自然环境的需求。该方法可以将建设项目的各类资源和能源消费量转化为所必需的各类生态生产性土地的面积,用以客观反映建筑工程的环境影响。国外已有研究将生态足迹方法应用于区域、行业、或产品的环境影响评价,并在应用于建筑工程的环境影响评价方面做出了初步的探索。本文基于生态足迹的基本理论,建立了建筑工程生命周期环境影响的一种定量评价模型,明确了评价的范围和计算方法,将建筑工程的能源、资源消耗转化为地球生态生产性土地的面积,以此反映建筑工程生命周期的环境影响。文章基于碳循环的基本理论,扩大了修正了化石能源地的内涵。用生态系统净生产量(NEP)为基础,综合考虑森林和草地单位的固碳能力,计算吸收1tCO2所需的化石能源地面积,进而给出常见化石能源单位消费量所占用的化石能源地面积。基于此,结合中国的电力结构,以火电和水电为代表计算中国电力行业生产1kw h电所占用的生态足迹,为评价建筑工程在建造、使用过程中的电消耗打下基础。应用文中建立的模型,对北京“未来之家”的示范建筑进行测算。借助课题组积累的生命周期清单数据库以及材料物化能耗数据,计算了多种建筑材料的单位生态足迹。考虑了建筑工程物化阶段、使用阶段和拆除处置三个阶段对生态生产性土地的占用情况。对比了中国项目和美国项目两座不同形式的建筑单位面积占用的生态足迹,进而分析了生态足迹方法评价建筑工程环境影响的适用性。

全文目录


摘要  3-4Abstract  4-9第1章 引言  9-26  1.1 研究背景与意义  9-11    1.1.1 研究背景  9-10    1.1.2 研究意义  10-11  1.2 建筑环境影响评价研究现状  11-18    1.2.1 国外定性评价体系  11-16    1.2.2 国外定量评价体系  16-17    1.2.3 国内评价体系  17-18  1.3 生态足迹分析研究现状  18-23    1.3.1 国内研究现状  18-20    1.3.2 国外理论新发展  20-23  1.4 研究内容与难点  23-25  1.5 技术路线  25-26第2章 生态足迹理论概述  26-36  2.1 基本假设  26  2.2 生态生产性土地  26-29  2.3 评价指标体系  29-31    2.3.1 人类负荷与生态足迹  29    2.3.2 生态容量与生态承载力  29    2.3.3 生态盈余与生态赤字  29-30    2.3.4 均衡因子与产量因子  30-31  2.4 分析步骤与计算方法  31-33    2.4.1 定义目标与系统边界  31    2.4.2 数据获取与整理  31-32    2.4.3 计算生态足迹和生态承载力  32-33    2.4.4 结果解释  33  2.5 生态足迹评价的优缺点  33-36    2.5.1 优点  33-34    2.5.2 缺点  34-36第3章 建筑工程生态足迹分析模型  36-47  3.1 系统边界与评价范围  37-40    3.1.1 物化阶段环境影响  37-38    3.1.2 使用阶段环境影响  38-39    3.1.3 拆除阶段环境影响  39    3.1.4 绿化的环境影响  39-40    3.1.5 可再生能源应用的环境影响  40  3.2 计算方法  40-47    3.2.1 生态账户的确定  40-41    3.2.2 建筑物化生态足迹  41-43    3.2.3 使用阶段生态足迹  43-45    3.2.4 建筑固体废弃物生态足迹  45-47第4章 能源消耗的生态足迹  47-64  4.1 地球碳循环  47-52    4.1.1 全球碳循环  47-48    4.1.2 陆地生态系统碳循环  48-50    4.1.3 森林年平均NEP  50-51    4.1.4 草地年平均NEP  51-52  4.2 化石能源生态足迹  52-56    4.2.1 计算步骤  53    4.2.2 化石能源的碳排量  53-55    4.2.3 化石能源生态足迹  55-56  4.3 生产 1kw·h 电的生态足迹  56-62    4.3.1 中国电力行业概况  56-58    4.3.2 火电生态足迹  58-59    4.3.3 水电生态足迹  59-61    4.3.4 核电生态足迹  61    4.3.5 可再生能源发电生态足迹  61-62    4.3.6 1kw·h 电的生态足迹汇总  62  4.4 小结  62-64第5章 案例分析:“未来之家”生态足迹分析  64-89  5.1 项目简介  64-65  5.2 目标范围确定  65-66  5.3 中国项目生态足迹计算  66-77    5.3.1 物化阶段  66-74    5.3.2 使用阶段  74-75    5.3.3 拆除处置  75-76    5.3.4 小结  76-77  5.4 美国项目生态足迹计算  77-86    5.4.1 物化阶段生态足迹  78-84    5.4.2 使用阶段  84    5.4.3 拆除处置  84-85    5.4.4 小结  85-86  5.5 结果对比  86-89第6章 结论和展望  89-91  6.1 本文的结论  89-90  6.2 今后工作展望  90-91参考文献  91-97致谢  97-98个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果  98

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 环境质量评价与环境监测 > 环境质量分析与评价 > 生物评价、生态评价
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