可再生能源和可持续能源评估

1、可持续能源问题探析建材用工业大麻的能源和环境评价摘 要建筑极大地导致了全球由于自然资源和一次能源资源消耗造成的环境污染，就像在他们的生命周期排放的二氧化碳一样。因此,为了实现建造更可持续的建筑，开发新的对环境影响小的材料，主要是减少不可再生资源的使用很重要紧迫。在这方面,近期的天然纤维的发展进步代表着一个生产来自可再生资源的改进材料和能源的重要机会。为此,对能源和环境现状的评估需要同时支持上述材料的设计和生产,以确定解决方案,增强对全球可持续发展的贡献。在这种背景下,本次研究写出了一个评论性的论文发表于2015年2月,集中评估环境和能源相关的基于麻材料应用与建筑使用的影响。回顾研究旨在测试和改

2、善材料的湿热特性，体现环保和耗能的减少,同时保持室内空气质量和舒适。这样做会使限制能源的使用,减少他们对人类健康和环境的影响,所以导致建筑更健康,更环保可持续于整个生命周期。基于研究的结果,这些材料的优缺点,他们的使用是严格依赖于给定的结构情况以及对热、水分、火和良好的保护的特殊需求。特别是,所有的研究得出结论,基于麻的材料的使用的主要力量来自于生产阶段,因为这些材料的“绿色”的来源主要与在种植园经济增长期间碳封存有关。关键词: 可再生能源，建筑，工业大麻，能源效率，环境绩效目录1.简介2. 可持续建筑的材料3.1农艺方面3.1.1植物学和生物学3.1.2主要生理功能。3.1.3。培养实践。3

3、.2纤维、粗亚麻和种子:生产数据和主要工业应用3.3纤维和粗亚麻在建筑行业的应用:材料特性的分析4 环境可持续性和能源效率基于麻材料用于构建应用:回顾评估4.1Thermo-acoustic绝缘垫4.2复合材料4.3混凝土5结果和讨论6结论确认引用1.简介气候变化越来越吸引全球科学家和政客的注意，成为一个全球关注点。在过去的几十年里,全球气候迅速改变并随着时间的推移将继续改变:因此, 使全球污染减排，干预是必要的,为保护全球环境做出贡献就是保护地球本身。在这方面,应该注意到,一个重大致因是由建筑在其生命周期的所有阶段隐含能耗、自然资源和在空气、水和土壤的排放。隐藏能源(通常表示为主要能源)代表

4、了在所有生产流程,现场施工,最终拆除和处置过程中隐藏在建筑和建筑材料的能源。直接和间接能源蕴藏能量的两个主要组件:特别是,直接能源用于建设,操作,改造,和建筑的拆迁;同时,间接能源消费为生产建筑材料在其建设和技术设施。除了隐藏能量,操作能量时还应该考虑打算评估建筑生命周期能源。基于提供的定义,操作能量是在加热和冷却、照明和操作建筑电器时维持内环境的能量消耗。根据Sadineni教授的论文，很大一部分发达国家为今天的建筑能源消耗负责。的确,在其中的许多地区,建筑能耗占大约40%的能源需求,同时空间加热和冷却要求几乎60%的总能量消耗在建筑。就欧洲环境而言, 根据能源消耗燃料结构，建筑排放的二氧化

5、碳(CO2)占总能源排放量的近三分之一 (甚至更多在一些特定国家) 。这样的排放过程包括,首先是物质产生的CO2和CO2衍生的排放以及在接下来的阶段:材料组装生产和建设;构建运营生活(这是直接关系到建筑节能和网络相关的能源发电方法应用);还有,建筑组件的拆卸和后续处理材料。历史上，许多研究人员进行了研究,旨在通过调查建筑部门，评估相关的能源、环境和经济问题，寻找全球可持续性增强的方法:在这方面,近年来进行了评论。例如,自己等人进行了详细而完整的回顾总结，进行的文学生命周期评估(LCA),生命周期能源分析(LCEA)和生命周期成本分析(LCCA)，研究估计的能源效率和环境和经济的可持续发展与建筑

6、有关。此外,关于建筑物能源问题,Dutil和Rousse介绍了能源的概念，在建筑标准试图摆脱返回投资(EROI) 。她试图阐明最便宜的能源是不需要的。他们遵循的EROI节能策略估计值偏高,相较于大部分的能源生产策略,强调节能的积极的环境影响。最便宜的能源是清洁的,虽然这句话在某些情况下可能会被质疑:例如,当一个1英尺绝缘体添加一个已经做好的绝缘建筑包围。事实上,它可能在节能方面的好处是不再调整以适应用于生产,安装和处理所使用的绝缘系统的能量。在这方面,Kaynakli为了估计建筑包层的保温材料的最优厚度及其对能源消费的影响查阅了大量文章。作者证明,最优绝缘厚度和由此产生的室内加热和冷却的能源需

7、求是严格依赖于每年的与建筑所在的气候带相关的加热和冷却温度单位数值。关于建筑材料,本人认为相比于已发表的数据，低碳和低隐藏能源建筑材料,测量蕴藏能量困难突出。然而,研究为开发含更少的蕴藏能量的新材料付出了努力。例如,Gartner讨论了选择液压水泥取代波特兰水泥的可行性，考虑到低CO2排放单位体积混凝土的等效性能。根据Reddy的理论，稳定泥浆块(SMB)节能环保，替代烧结粘土砖，使他们节约了约60 - 70%用于烧砖的能量。建筑保温材料,Asdrubali就可持续的声学特性提出了一个更新的调查材料,包括混合和复合的系统,如绿色屋顶和绿色的墙。作者强调,这种材料相比于传统材料导致非常低的对人类

8、健康和环境的影响，制造和安装的总能源需求普遍低于处理场景在内的生命周期循环。Shrestha等列出了一项协议,目的是提供一个全面的列表时要考虑评价的直接和间接的因素。与建筑有关的环境影响绝缘材料的生命周期,以及标准化的详细描述的计算方法来确定这些影响。从研究结果鼓励先进的建筑保温材料的使用来提供更高的节能和降低生命周期环境影响。命名法CO2 二氧化碳NAOH 氢氧化钠 与建筑有关的环境影响绝缘材料的生命周期,以及标准化的详细描述的计算方法来确定这些影响。从研究结果鼓励先进的建筑保温材料的使用来提供更高的节能和降低生命周期环境影响。在这方面,莫汉蒂等认为是批判性讨论自然资源保护和回收的优点,对新

9、的生物材料回收重新燃起兴趣,特别是可再生原材料和能源。研究认为生物纤维(例如麻),生物可降解聚合物,和生物复合材料在产品分类、材料属性、经济成本、可用性和主要应用方面给我们提供了有用的和详细的信息,超过十年后,Shazad着重对麻供应链和产品进行专门研究，旨在提供一个完整的最先进的具有热塑性、热固性和可生物降解聚合物基质的大麻纤维复合材料由的蓝图。Joshi等在生物复合材料领域的调查验证选定了用LCAs来比较复合材料制成的天然纤维,例如大麻和中国芦苇和那些璃纤维做的东西。这样做让作者能明确影响环保天然纤维复合材料性能的主要因素并得出结论:这些研究的具体结果是否全面。最后,拉赫曼回顾了潜在的大麻

10、生物量的生物能源(生物乙醇、生物柴油、沼气、生物氢)生产探索,同时,在巴基斯坦培养，以满足当前和未来的能源需求。针对上述情况,可以得出以下结论：既有研究已经发现并研究了植物材料的属性和供应链。然而,没有人通过制定相关的指标和结果对他们的能源和环境性能评估。研究讨论了对这一地区造成的后果:它的目的是，实际上提供了一个详尽的调查研究方案,直至2015年2月用工业化生产大麻应用于建筑材料来解决环境和能源问题。作者也明确了当打算对基于大麻的建筑材料进行能源和环境评估要考虑标准参数。研究正在进行因为使用天然材料代表着实现能源效率和环境可持续性建筑一个途径,这是值得关注和分析的。特别是,这项研究重点在工业

11、大麻,因为后者是世界上建筑中最常用的植物材料之一。因此, 基于论文研究的结果,作者认为寻找全球改良方式，浓缩国际调查结果是可取的。最后,对于更好地理解,建立和发展的研究总结,如图1所示。2可持续建筑的材料正如在前一节所强调的，在建筑和道路的建设中有近一半的原材料物质和能量在地球上。因此，它对有限资源的消耗和温室气体的排放的主要影响是由于燃烧产生的化石燃料19,20。这突出了建筑和采用更可持续的行为应节约能源，特别是通过减少能源消耗，而不是温室气体排放4,21 。事实上，生态设计和能源效率是迫切需要寻找新的、环保的、友好的建筑材料和技术，以降低材料和能源消耗 22 。例如，迪 12 表明，选择低

12、能耗建筑技术成果可降低50%使用建筑系统的能量。根据派瓦等人 23 的观点，使用可持续材料和技术将使更多的可持续和可承担的建设日前没有妥协的舒适标准和所需的性能规格。为此，最近已观察到越来越多的目光聚集在生态价值和可再生材料上 24,25 。事实上，建筑施工的常规材料正越来越多地被可持续的建筑所取代，如此能够减少从建筑业的主要能源使用和温室气体排放量的影响 26 。据benfratello等人 27 的观点，这种现象可以归因于更可能找到这些可持续材料的使用部位和附近较高的环境兼容性相比更讲究复杂的材料，通常是经过化学变化或高能量需求的过程。drubali等人 13 指出，可持续材料通常是由自然

13、或回收材料制成，其生产具有较低的环境影响，需要少量的能源和不可再生资源。尤其是回收材料的生产是一种日益增长的现象，根据lertsutthiwong等人 28 的看法，必须防止工业和农业废弃物污染和环境污染。事实上，这些废物的管理已成为全球关注的最大问题之一。所有的利益相关者通过回收利用这些废物来解决这个问题，他们正在世界范围内进行巨大努力，从而有助于优化废物管理措施，避免因处理或卫生填埋处理产生废物能源的环境影响。此外，一个显着的贡献已经显现出，在过去的几年里，由研究人员评估建筑保温系统（由垃圾和回收的材料制成）提高他们的能源和环境质量。在这样的背景下，大量的论文已经发表，以提供在这一领域的研

14、究工作的结果，如，briga-s等人 21 ，lertsutthiwong等人 28 ，khedari等人 29 和英格劳等铝 30 。图1 研究设置框架在能量和环境的健全性上看，无论是再生材料和天然材料通常用在绿色建筑领域，建筑材料的选择是基于回收，原料可再生性和低消耗的资源都涉及生产过程。特别地，ardente等人24指出，使用天然材料，使环境效益，如减少资源消耗，降低能量的浓度，减少温室气体排放量，回收再利用，并在回收前注重产品的最终处置。此外，自然材料可以被认为是环保，因为它们不会释放影响人类健康和环境的有毒物质。 27,31 最后，天然材料可以是来源于动物的，如羊毛，以及来源于植物的

15、，如麻、草、麻、亚麻、木、竹，那些在市场上用处较多的事物。 13,30 在这样的背景下，使人们更能理解在本研究中讨论的主题，下一节是专门以性能的主要特点来探讨，作为一个多用途和多功能作物特别是麻可用在相当多的行业，尤其是在建筑中。3麻:一个多用途、多功能工业应用的作物3.1农艺方面3.1.1植物学和生物学大麻L是大麻属中的一种一年生的C3草本植物，大麻属被卡罗勒斯林奈在1753年第一次定义为大麻科的一种。大麻属现在分布在世界各地，从赤道到北纬60度，以及南半球的大部分地区。大麻被认为起源于中亚，虽然有些研究者有不同的主张，认为是印度斯坦和欧洲-西伯利亚。它是一种一年生的由不同地域形态决定其茎的

16、双子叶被子植物。最内层是髓质，被称为粗亚麻（或者植物性杂质）的木质材料包裹。该层的外面部分是生长组织，生长组织里面发育成上述的粗亚麻，外面发育成韧皮纤维。茎分支的多少取决于作物的密度。叶子是一种掌状类型，每片叶有7到11个有锯齿边缘的小叶。强壮的直根渗入土壤深层。种子是灰色或者绿色卵圆形（3-5mm长，2-3毫米宽）瘦果，1000个种子的重量在20到25克之间。品质优良的纤维的高收益有可能覆盖整个欧洲。在此背景下，van der Werf 和Turunen强调，产量和纤维质量受密度和自疏性影响，而Garca-Tejero等地中海半干旱环境确定了灌溉和种植密度是影响麻类纤维质量的主要因素。种植密

17、度应该高一点，必须保证防止住宿过多以及真菌感染。栽培品种的成熟周期和光周期反应是要被考虑的重要方面，因此，在理想株型和更广泛的育种工作上的研究是被建议进行的。3.1.2主要生理功能。在较低的肥料和灌溉需求下，大麻植物能在几个月内长到4米，使得它在物质资源的利用上很有效率。以此看来，为了获得高的生产产量和质量好的农作物，相比于其他生理功能，树皮的异质性，光照和形态方面需要特别关注。(a)异质性。大麻的特性在于性别差异，因而作物涉及高异质性。当涉及到生长发育速度时，可以在雌雄植物之间观察到巨大的差异：例如，雄性植物更易于开花，衰老的更早，显示了主纤维更高的质量。此外，在同性植物之间，对光，营养物质

18、和水的争夺包括植物之间的变异，甚至可能导致自疏。这种竞争可能会限制产量，较低资源利用效率，造成质量参差不齐。(b) 光周期。大麻是一种短日照植物。在南欧，基因型应从现有的生长周期中选择较长临界光周期来获得最优的利益。这种生长在欧洲的品种通常产于法国，有14至15.5个小时的临界光周期。图二 麻杆交叉(c)树皮形态。大麻的茎可分为：(1)“树皮”或者“韧皮”部分，对应位于维管形成层以外的杆外部的组织(2)位于维管形成层环内的“木质芯”由木质素丰富的木质部组织组成。主级韧皮纤维（初级纤维约20毫米至50毫米长）和次级韧皮纤维（约2毫米长）都是由树皮维管束衍生而成，而芯纤维位于木质芯的维管形成层内（

19、约0.5至0.6毫米长）。主韧皮纤维由周鞘初级纤维束组成，周鞘初级纤维束的特征在于厚厚的木质化细胞壁。3.1.3种植措施大麻(C. 紫花苜蓿)具有优良的农艺性状：例如，它是一种细长的取决于它的处理及农业化学方面的一年生草本植物，这种作物每公顷干物质产率很高。 每公顷麻纤维可以产生高达25吨的地面干物质（每公顷20吨茎干物质），它每公顷最大可能包含12吨纤维素，这取决于气候和环境条件，以及实施的栽培措施和基因（例如品种）。高产率的变化性是可以观察到的，例如，在意大利北部，在不同的年份以及不同的地区，干物质产量介于8.3至18.7吨每公顷。一般来说纤维素产量在7至10吨/公顷。干麻类吃的收率变化在

20、1.2至3.0吨/公顷之间，种子产量在0.7至1.8吨/公顷之间。大麻是有120至150天种植周期的春季作物，也可以是很好的例如小麦等冬季轮作谷物的前任作物。麻作物的培育包括好的苗床准备，这个苗床一般由犁（深：30-35厘米）和旋转耙（1-2穿过中等质地的土壤）组合耕作而成。在种植前用化学或者动物污水和粪便等有机肥料完成施肥。在南欧，播种是在四月下旬进行，而在欧洲中部和北部会进行的晚一点，到五月初进行播种。播种可以像对冬季谷物那样，用播种机完成播种（行间距15至20厘米，深1至2厘米）。也可以在具有良好水利条件的土壤上直接完成播种，以增加种子的发芽率。但是考虑到种子的成本（5.5-6.5欧元/

21、公斤），这种做法仍然是不正常。Struik等着重指出种植密度和干物质产量之间的关系不显著。只有种植密度极高或者极地，对干物质产量的某些影响才可以看的出来。播种后，大麻的栽培不困难：作物只需要很少的植保产品；同时，杂草的防治通常不需要使用除草剂，因为作物本身能有效的抑制杂草。大麻要求低肥：Struik等强调，在南欧（意大利），这种植物对氮肥几乎没有反应。麻收割的机械化很大程度上取决于其种植目的。收割是用牧草机器完成的。在南欧大麻种植的主要使用范围如图3中的描绘。图3 参与种植大麻的农业生产活动3.2纤维、粗亚麻和种子:生产数据和主要工业应用大麻是一种具有广泛用途的多功能作物：几个世纪以来，大麻一

22、直是纤维的主要来源，它的油料用于全球的工业品及消费产品中。全球市场对工业大麻需求量高，不仅仅是25000种麻制品，工业大麻指的是以低含量四氢大麻酚（大麻的主要精神刺激性化学物质）为特征的麻类植物。在这方面，图四概括显示了可以获得的制品已经大麻可能的用途。根据最终产品质量的要求，生产工艺在栽培技术和相关单位成本方面有很大不同。收割的方法根据非纺织纤维，纺织纤维，或者双重用途的以及种子来区分。纤维的切割和收集操作可以分为纵向收割和无序收割，纵向收割是为了获得用于精细纺织品的长纤维，无序收割是为了获得用于技术用途的短纤维。对于高品质的纺织产品：植物生长可达四米，在收集过程中一直被捆绑，最后在水中浸软

23、植物和提取纤维。与此相反，在低品质的生产的情况下，传统收获植物采用圆捆不在水中浸泡植物纤维而通过机械和物理 - 化学处理萃取。脱胶是通过细菌和风化的共同作用产生的阶段。它可接受阀杆材料（主要是果胶）围绕纤维束的降解，并进行光纤的有效的处理。在这方面，应当指出，以下两种方法是：目前可用于使用：-露水沤麻：收获在田地里的秸秆料茎，其中细菌联合阳光，空气，和露水造成的发酵，两至三个星期可溶解多围绕纤维的干的材料。这取决于气候条件，纤维可以分开。露水沤纤维一般比水沤光纤较暗的颜色和质量差。-水沤麻:包茎都淹没在水渗透到中央柄部分,膨胀内部细胞最外层破裂,从而增加吸收水分和衰变产生的细菌。茎包加权,通常

24、用石头或木头,大约8到14天,根据水温度和矿物质含量。沤麻后，韧皮纤维的分离是通过破除（破茎成短片木本芯）使用专门的机构和剥脱术（韧皮纤维分离）。纤维中所含的干量为约30，其中20是合适的织（长纤维）和8-10（短纤维）的纸张的用途。大麻纤维被用在广泛的纺织和非纺织产品，包括纸，地毯，家具，建筑和绝缘材料。它们可以与水泥混合，以减轻水泥密集体的重量，并因此用于生产涂料，汽车零件，及复合材料。此外，它们也可以用作动物寝具，原料输入，低质量的纸张，和复合材料46,47。大麻的油籽产量通常生长稀疏，以促进分枝，因此，种子的形成：在大多数情况下，大麻种子大麻生长纤维的副产品。火麻仁是一个小坚果卵圆形，

25、有光泽的表面颜色不均匀，从褐色到橄榄色;根据品种，其中一个千粒重范围为20至23克。麻籽/颗粒是光滑和大约八分之一到一英寸长的四分之一。处理麻仁涉及脱壳或加压和粉碎，根据所需的输出48。麻籽大多用于库存和饲料，在较小程度上，为油状物。它们可用于，直接，作为食品原料，粉碎的油和粕以及在鸟类种子的混合物。麻仁和油饼用于一系列新的食物产品，包括面食，玉米片，沙拉酱，零食产品和冷冻甜点和非乳制麻“牛奶”饮料用的-3必需脂肪酸一个较高的水平，并可以可以替代的食物蛋白质来源。从粉碎的火麻仁油是在一系列保健品和保健品和营养补充剂的成分。麻仁可用于工业用油（涂料，油墨，润滑油和密封剂），化妆品及个人护理用品，

26、医药，其它复合材料中。最后，应该指出，工业用大麻遭遇了下滑，直到20世纪80年代年。在这种情况下，图5和6示出了大麻种子从1961年至2011年（最新数据）生产纤维的趋势，其中增加的生产种子和根纤维可以在近年来被观察应用49。所有这一切说明，以下节专门讨论大麻纤维的主要性能的优点和粗亚麻在建筑行业的应用。3.3纤维和粗亚麻在建筑行业的应用:材料特性的分析正如2.1节中已经表明,麻杆由木核心包围外部皮肤包裹着长和强大的纤维。麻茎处理产生两种材料:粗亚麻纤维。大麻纤维是最有价值的部分,在建筑行业的工厂,它们通常用作绝缘材料。纤维增强混凝土(FRC),复合混凝土材料组成的液压水泥与不连续的离散矩阵增

27、强纤维制造可以追溯到1960年代50。最初,使用合成纤维,金属和玻璃纤维,但在这篇文章里已经很大程度上研究记录了。近年来为了取代合成材料，专家们对绿色建筑材料的兴趣已经引导了对用天然材料合成新材料的调查研究。然而,尽管他们有混凝土增强材料的优势 51,他们仍然没有完全探索。另一方面,麻粗亚麻广泛用于麻石灰产品。麻石灰复合材料在1990年代已经在法国使用和现在有许多在其他国家大麻石灰建筑的例子 20。麻石灰复合材料,通常称为麻混凝土,是由麻粗亚麻的混合物聚合和石灰混合的建筑材料:他们被用于在墙壁、地板和屋顶保温。最近建议在麻粗亚麻复合材料上使用一种新型有机无机粘结剂52。最近一篇研究大麻纤维增强

28、混凝土和麻粗亚麻的文献表明,这些复合材料的实验室规模标本在进行抗压强度、抗弯强度、抗弯韧性的力学性能测试。发现了力学性能强烈依赖于混合使用和填料和聚合物补充间隙。实验室测试对大麻纤维/赫德复合材料不同的混合比例,测试在液压和没有液压条件下在使用石灰粘结剂的基础上对以下材料随意混合:水泥(31岁,50岁,53-58)、石膏胶凝材料59,氢氧化钙(27岁,54岁,60),水硬石灰(27岁,54、61、62)和非水硬石灰的混合物(26岁,62 - 64年),没有额外的规范65 - 65。在一些研究中,大麻纤维和粗亚麻只是部分替代聚合和沙子(50 55-58 60)。偶尔,大麻织物31,68年57或大

29、麻纤维被像网格一样使用69。对大麻纤维/粗亚麻酸橙/水泥复合材料的力学性能的总结见表1。范围的值对应于相同的复合材料定性但不同定量的成分。在某些情况下,差异来自特定纤维。更多对标准差异的解读不包括在表中。表1 大麻纤维/水泥石灰/混凝土混合物的力学性能对比总结用大麻纤维增强复合材料的聚合性最近才吸引了研究人员的兴趣,目的是生产具有特定的机械性能的高性能聚合物材料 (70、71)。然而,并不是所有领域最近的评论都说明大麻纤维能增强混合复合材料的聚合力72。最近在这一领域的研究一直在做聚丙烯大麻纤维复合材料，即遵循特定的处理周期，保持纤维在处生产过程中73的完整性。在这项研究中,作者记录改善了杨氏

30、模量(1.9GPa),但对比原始数据在极限强度略有下降(19MPa)。其他研究PP复合材料的例子71中,另一项研究认为将大麻纤维嵌入在环氧树脂的复合材料74并专门就应用进行声学测试。最后,应该强调的是,最近麻基础建筑材料的环境兼容性引起了很多研究者很高涨的热情。这在下一节讨论。4大麻材料应用于建筑的环境可持续性和能源效率的评估如前一节所示,麻的物理化学和力学性能使它适合以纤维和粗亚麻的形式使用在一系列工业部门。在建筑上,这两个麻产品用于生产绝缘垫,混凝土和生物复合材料。在本节中通过分析指标和执行结果，对这些建筑材料进行能源和环境性能的详细评估。一旦得到,后者是基于目标关联性的审查,从而得到有效

31、的结果和注意事项。4.1热声绝缘垫最广泛的方法之一使用大麻纤维制造具有隔绝建筑热,隔音功能垫。许多作者对这些产品进行能源和环境的评估。例如,Zampori等人做了LCA的生产(技术纤维和伍迪核心)评估，用导热系数为0.044 W / m k检测使用大麻隔垫产生的影响。库存流动的研究包括评估培养1公顷的土地环境的负担和可持续性,绝缘性由麻结构或岩棉保温板保证。作者使用质量分配考虑,也澄清了在前面的部分中,大麻种植提供了以下三种副产品:木质芯;纤维;尘埃。根据作者的理论，,1 t木质芯收益率为70%,产生25%纤维和高达5%尘埃粒子。因此,可以说,种植1公顷大麻纤维造成25%的损失。在这方面，作者

32、认为可以实施面板的生产，反而会成为材料生命周期的屏障。有趣的是，作者所使用的评估环境负担的三个参数：大麻生产（隔垫的数量）、两个设计墙温室、气体协议(GGP);累积能源需求(CED);和生态指标。所有上述的研究强调，大麻纤维是最影响生产制造面板过程的指标，反过来，即墙壁设计的生命周期。在这方面,作者记录,最大贡献是从材料受精阶段的生产和管理所需的化肥方面减缓100年的全球变暖潜能。从清洁能源方面计算,大麻的使用导致了更多的可再生能源。此外,应用生态指标99方法看来，大麻纤维生产影响不可再生能源囤积，缓解因为农业高消耗的化石燃料和运输所需的输入材料的需求。这方面Fassi还强调, ,Mainaw

33、ho已证明,主要能源大麻纤维总能源消耗15 MJ /公斤，比矿物和合成材料消耗更少的能源,但比其他天然材料需要更多的能量。这方面主要是相关阶段的输入材料生产和供应代表近64%的上述价值,总消费的主要能源等于9.63 MJ /公斤。van der Werf凸显了这些环境问题。他进行LCA比较其他年度作物的种植和种植大麻的环境影响，如向日葵、豌豆、小麦和玉米。这项研究表明,大麻的危害较小，作物与高度富营养化时减少气候变化和能源使用的影响，因此建议使用。Zampori同样有此考虑，除此外,他还认为大麻纤维垫有效地替代传统材料，可应用于绿色建筑领域。作者比较麻和岩棉毡显示,事实上,前者影响远低于第二。

34、这是归因于与大麻光合作用吸收二氧化碳,从而使GWP - 100额度抵消GWP- 100垫生产的负担。大麻纤维用于建筑用途(例如保温)也被Kymalainen在Sjoberg前五年指出，也归功于纤维生物降解性在最终阶段减少环境影响。然而,这两位研究人员表明,这种建筑具有纤维微生物和其他污染物的风险,所以,建议质量定期监测。此外,收获、加工、制造、建筑施工和维护应认真执行,以避免负面影响的风险(即成型)引起的水分和自由水。最后，为了避免室内空气质量的负面影响，显然需要开发产品纤维热先进技术使用添加剂。另一个有趣的比较由Menconi和Grohmann开发了一个集成于LCCA-based方法的热仿真

35、模型，旨在确定用绝缘材料的屋顶改造一个广泛的绵羊农场建筑的最佳选择。研究表明,所有绝缘材料很稳定，表现在适合的时间增加,保持舒适的温度,以免超过临界值的动物福利。通过分析他们的整个生命周期,最好的材料是玻璃棉,羊毛,和大麻纤维,而聚氨酯排名最后,因为虽然提出了最佳反应温度控制它需要高初级能源输入。大麻纤维被确认是要求更少的能源和减少温室气体排放的材料。Fassi和麦纳还发现,与其他天然材料相比，和大多数传统的矿物材料和合成资源相比，最重要的是，大麻纤维对不可再生资源和能源的生产和加工的低消耗,在最终处理阶段也同样。相比之下,他们记录了大麻纤维没有造成对臭氧层损耗的影响,温室效应和酸化。最后,K

36、orjenic提出相较于常用的建筑保温材料，使用麻、黄麻,和亚麻纤维改进新的绝缘材料的物理、机械、和绝缘性能。这个研究的发现表明,考虑6个样本,导热系数从平均近0.044 W / m K值的平均值增加至几乎0.057 W / m K，染色性介于0和14%。此外,观察到,根据样品的水分比例和组合,可以获得非常低的导热系数值,从而增加这些材料对传统材料的竞争力。也观察到当含水率小于10%,大麻纤维和粗亚麻的含量分别是是48 - 64%和16 - 32%,用双组分纤维含量为20%，热导率之间的水平在0.0390.044 W / m K。基于发泡聚苯乙烯(EPS)的密度，发泡聚苯乙烯(EPS)面板的热

37、导率通常落定在0.030和0.040 W / m K之间。大麻纤维垫的使用使类似的保温性能具有更高水平的环境兼容性。总之,可以断言,所有检测论文的作者指出,大麻纤维垫由于良好的能源和环境性能可替代传统材料用于建筑隔热隔声绝缘。然而,其内在质量应该不断监测,以保证室内空气质量和舒适条件，从而避免这种大麻纤维材料对人类健康的风险。4.2复合材料麻复合材料领域的两位先驱Pervaiz 和Sain,他们研究了由天然纤维(NMT)制成的隔热隔声绝缘垫的力学性能和环保性,将结果与热塑性塑料制成的玻璃纤维隔垫(GMT)对比。分析强调,天然纤维,如麻,有很大的潜力作为可持续“下沉”并使用以节约不可再生能源资源

38、。出于这个原因,对比玻璃，应该首选大麻纤维。所以应该允许更多的环保复合材料生产。许多测试过使用大麻纤维生产的钢筋和由几种高分子材料制成的复合材料,如聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)作比较的作者进一步强调大麻纤维生物复合材料生产的环境效益。Bourmaud等人进行了一项研究,目的是探索经过多次注射模具使用来自多种工业废物的pp再生PP /麻复合生产对环境的变化的主要特点。评估强调整体减少的估计对酸化和主要不可再生能源消耗的影响。这强调在使用时用一个循环矩阵粘合大麻纤维以产生聚合物/植物纤维化合物对环境的可行性。Lu 和Oza加入汉麻纤维制成的高密度聚乙烯（HDPE）的复合材料进行测试。他们研究了通

39、过添加硅烷、钠和氢氧化钠（NaOH）改善大麻纤维的HDPE基材生产复合材料的热和热机械性能的效果。通过La Rosa等测试用制造手糊的玻璃织物和天然纤维毡使用的环氧乙烯基酯树脂制造的杂化复合物的环境和经济成本。他们的结论是，在玻璃纤维增强的热固性树脂的使用麻垫允许增加环境可持续性和增加的经济方便相比传统玻璃纤维的替代品。最后，一些研究已经最近处理了使用大麻进行生产，正如由阿诺和古尔利62指示的复合材料，可以作为填充承载结构的材料与隔热和隔音功能。 Sassoni等提出了新颖的麻基复合材料，在面板，通过粘结麻hurds用新的杂化有机无机粘结剂，由氧化镁和面粉的形式的反应性的植物蛋白的产生的表格。

40、三个不同电平密度（低，中，高），这取决于粗麻hurds的尺寸被认为生产要测试的样品。结果强调,低密度板最适合建筑保温热导率值为0.078 W / m K然后增加到0.138 W / m K的中密度板。相反,高密度保温面板显示无显著的优势,因为他们被设计提供良好的对物理和机械应力的阻力。很明显,较低的导热系数适用更多的能源和环境良好的建筑,从而使这些复合材料成为建筑业非常有前途的新材料。4.3混凝土充分利用粗亚麻生产的混凝土,被称为“麻混凝土或亚麻混凝土”,一个与石灰固定粘贴在一起基于生物复合的粗亚麻材料 84。应该注意到，粗亚麻制成的混凝土的保温隔热性能不是用轴承负荷。最近为了生产FRCs58

41、对可能削弱大麻纤维抗拉强度进行研究。麻混凝土通常是用于铸造适合建筑外表面，或喷洒临时或永久的原位模板，或预制构件的构建块板 85。这种材料被越来越多的推荐是因为它是使用可再生原料(麻)的低环境影响的。此外,这种植物使碳封存在植物生长期(86、87)。如前所澄清,它的特点是有很好的热声学特性,同时,通过良好的水平转化热力和吸湿性,使它成为一个良好的室内湿度调节器,所以导致更好的室内空气质量88。Stevulova等。86测试硬化混凝土制成的干燥麻粘结用化学苛性-菱镁矿基于水泥的热导率。他们测得的热传导率的值0.068和0.123 W / mK的之间，这取决于样品密度，从而发现是可以替代常规的建筑

42、材料，如充加气混凝土蒸压（AAC）中的值相媲美。出于这个原因，作者强调，大麻混凝土应首选具有相等功能和热传导率的。马卢夫等31提出法国夏季条件下对麻混凝土围护结构的瞬态湿热行为的一些初步调查。该研究分为两个部分：第一部分是有关大麻混凝土的热物理特性与那些建筑用的其它材料的比较，而第二调查了在建筑物外表面材料湿热行为。该小组作者落实一个联动传热传质模型，之后将验证实验数据。得出结论,在法国名西非,有室内过热的风险。这个问题在地中海国家是常见的。夏天在大多数情况下是相当具有挑战性,因此,改进解决方案需要识别和评估,为室内过热缓解，提出使用外部遮阳的综合效应,夜间通风技术和高能源存储容量材料改善室内

43、空气质量，提高舒适度。这样的解决方案可能在法国南部不足,因此,耦合麻混凝土与更高的热惯性组件可能是可取的。但是，这个结果不能被推广到其他国家，因为建筑围护结构必须符合每个国家的法规并强加一些绝缘特性。出于这个原因，不同壁厚或配置应考虑不同建筑节能改进方案。Shea等85研究了一个麻石灰建筑物的湿热性能和瞬态性能在实验室加热情况下的稳态变化的计算机模拟的结果。研究者发现对测试围护结构提供衰减的外部环境，这将有助于夏季条件下保持建筑物内的舒适，同时减少用于加热和冷却的能量需求的波动速率显著。科莱和Pretot发现麻混凝土的导热系数取决于它的配方,密度和含水量。特别是,它指出， 在15 - 20%的

44、相对湿度基础上，水含量对热导效应的影响低于密度。这种效果应该在建筑建模过程中考虑围护结构以提高能源效率，相对于他们的环保性能。沃克和帕维亚26调查麻混凝土的水分和热性能评估的影响类型的粘合剂对水分传输和麻灰混凝土的热性能。这样做是通过对比用水硬石灰和水泥混凝土和用熟石灰和火山灰做的。根据他们的发现,作者得出结论,粘结剂的类型影响麻混凝土的毛细吸收。增加水硬性粘结剂和添加水护圈会降低毛细吸收。这可能是由于水合物粘结剂在填充微孔隙。相反,粘结剂类型没有显著影响导热系数和比热容。尽管如此,目前的趋势表明,粘结剂水硬性降低热导率同时增加热容,而水的存在似乎增加对上述热性能的影响26。多年来,已经有研究

45、人员评估麻混凝土的机械和热性能:例如,Elfordy89和阮等64。第一批作者解决了用混凝土块石灰和麻粗亚麻的混合物生产的问题并制造了一个投影。他们研究了投影距离在这些材料的同质性和密度下的影响,以及物质能源密度和力学性能的影响。本研究的结果表明,分析块导热系数的增加(从0.179 W / m K到0.485 W / m K)的密度和而不是他们的硬度。这方面是相关的,因为它强调,这些模块可以有不同的功能取决于用途:这方面必须考虑正确的设计和建筑的施工。通过示例,可以使用轻量级的料块。因此，低密度和导热系数的值可以达到。当这些块有助于建筑的结构完整性时，需要高的密度和硬度值。这将提高导热系数,减

46、少保温能力。很明显,在这种情况下,一个额外的隔热层将会是可行的提高建筑的保温能力和更好的能源效率的途径。然而,它是在热绝缘和机械性能之间可实现的期望的建筑类型。一些研究表明,优化的预制元素(砖或空心块)的混合物制成的石灰和麻可通过压实的新鲜材料铸造。这样做会使混凝土的机械强度增加,同时减少所需的粘结剂。这个混凝土可用于生产有良好的保温水平的预制承载元素。在这种背景下,阮等64突显了一个事实,压实过程一方面可以增加抗机械应力,另一方面,由于减少孔隙内的气体的体积,导致降低热导率。这项研究的结果是同意Elfordy等人的观点，加强了这些实现在建筑上的预制元素将重要作用。这可以通过装备同等高度绝缘的

47、环保材料同时通过在窗户安装玻璃增加保温性、能源效率和环境可持续性。在这方面,Pretot等87进行喷洒的LCA麻混凝土墙包括混凝土、木框架,呈现“从摇篮到坟墓”的方法,考虑100年的寿命,墙上,包括以下阶段:大麻种植以及粘结剂和木结构生产和墙施工、使用、最终。作者发现原材料的生产是最具影响阶段,主要是由于来自生产所需的粘结剂使用。气候变化指标的平衡有利于吸收二氧化碳的植物生长，文献评估了了大麻种植过程碳化过程中发生的光合作用比排放量更高：这个结果Zampori等 75 同意。叶和Miller20执行的碳足迹（CF）的研究同样被注意到。以建立温室气体排放量生命周期的目标为在英国建造1平方米的有1

48、00年寿命的石灰麻墙功能单元（FU）选择。有人指出，1 平方米0.3米厚没有任何墙壁饰面的麻石灰墙可以吸收82.71 kg CO2eq。这不仅弥补了种植和生产过程中排放46.43 kg CO2eq的温室气体排放，而且存储录入36.08 kg CO2eq。类似的结果是由沃克和帕维亚26获得，即1 平米的大麻石灰墙（260毫米厚）需要370-394兆焦耳的能源和吸收14-35 kg CO2 eq，算上其100年的寿命，相当于水泥混凝土墙获得需要560兆焦耳能量的生产和排放52.3 kg CO2eq。在这方面，Ip和米勒20表示，当考虑到温室气体排放量，否则将已经创建的位移，如果另一种类型的传统的墙

49、壁结构的用于固碳而言的积极影响更为显著其他领域的环境评估开发麻混合混凝土墙。Nordby和谢伊90他们进行了一项研究,旨在探索在生命周期的角度来看如何负责任地使用的建筑材料可以产生环境效益量化。这样做是通过调查和比较以下三个设计概念的外墙的碳排放影响:(A)混凝土/岩棉;(B)木钉/木纤维;以及(C)木钉/ 麻灰。在生命周期的角度来看，混凝土墙的生命周期设置为60年。Ip和米勒20同样认为温室气体排放需要评估。分析外墙被环境影响的四个领域:材料的含碳量,反映制造业加载和运输到工地;植物性材料的碳封存和再碳化成石灰和水泥; 室内热缓冲材料影响的热容和减少的能源使用;最后, 由于吸湿材料的使用对湿

50、度缓冲和降低能源的潜在影响。根据作者,结果表明这一概念最高体现在碳和碳储存,其12%到20%的潜力再碳化可以制造业增加一个60年的寿命,因此,相比其他概念分析非常低（B和C）。事实上,这两个碳储存和再碳化生产负荷势分别为122%到240%和208%到400%。这是在与Ip和穆勒20协商的结论。最后,对比缓冲效果, 从这个角度来看墙热缓冲潜力最高,因为混凝土是一个很好的媒介。相反,墙壁B和C潜力最高，湿度缓冲从而更大的节省混凝土底座墙(概念)加热和冷却运作的能量。基于这些发现，麻复合材料墙表现出高能源效率和环境质量,为此,应首选传统的混凝土墙。5结果和讨论这篇评论强调了22篇发表在2003年和2

51、014年之间谈论关于基于麻的建筑材料对能源和环境表现的评估论文, ,如绝缘隔垫、以石灰为基础的混凝土和生物复合材料 (见图7)。基于以往研究的结果,观察到,尽管他们中的一些人是出版于2003年,2004年和2008年,主流研究始于2010年最大的出版物的数量在2010年到2014年之间下降。特别是,12个研究报告发表在2013 - 2014年期间,因此代表总数的一半以上出版物回顾了2003年和2014年之间。这方面主要是由于所涉及的利益相关者,如设计师,研究人员、建筑工人和公司所有者日益增长的兴趣和注意力转向麻复合材料的生产和应用领域。这些利益相关者越来越意识到在建筑中使用这些材料造成的能源和

52、环境效益。因此，为了使这些材料进一步改善，他们执行评估的相关结构在机械,能源和环境方面也包含相关的施工工艺上追求进一步创新。更多的研究分析环境评估方面的物理、机械、湿度和热性能:这可以被认为是由于结构和能源问题的优先级受环境因素的影响。基于他们的建筑,结构,和行为的表现，这些生物材料必须设计成有竞争力的,可代表一个有效的从而替代传统材料。从图7中,可以发现麻复合材料是最先发表了11篇论文，调查发现其次是复合材料和纤维。可以得出结论,增加生产和利用麻复合材料主要是因为它可以用这种没有任何额外的材料来填补承载结构,同时提供隔热隔声绝缘。麻复合材料的导热系数是严格按照主要是大麻和含水量,粘结剂类型和

53、成分,相对湿度和水分比例,材料密度和硬度以及生产技术定的。进行环境评估，间接地讲，麻复合材料似乎是一种环境友好型材料,其可以进一步改善来自生产的环境质量降低的影响。研究人员已经开始着手测试生产低环境影响粘结剂的可行性,同时保护他们的整体质量。这可能使混凝土的保护结构,机械,湿热性能得到应用。集中所有的环境问题分析基于麻的材料(垫、水泥和复合材料),许多研究发现,在未来，由于日益增长的兴趣也由于评估的必要性(从环保的观点来看)，许多人预计将向该领域进军。现在已经在结构上和热性能方面测试材料。因为他们收集更多有关这些材料的环境问题，这些研究力量被认为是有意义的。此外,这也有助于通过提供可靠的信息数

54、据和结果，丰富在建筑上使用这些材料的能源和环境可靠性研究的国际话语权。基于生命周期评估来自农作物生产和加工建筑材料对全球环境影响和对气候变化的影响并测量GWP100。为了建立相关国际标准，并与实际保持一致，这些研究验证了FU的选择和系统边界的定义，特别是FU并不总是很清楚地确定。但最重要的是,主要取决于麻制品的类型和研究的目标。这方面强调为了方便比较类似的产品,也需要对其准确的选择，FU没有标准是以避免研究结果的负面影响。系统边界的设计,包括种植大麻,因此会涉及到所有主要的输入流,例如,种子生产、肥料生产和管理,为运输农业活动和化石燃料的使用。环境评估审查那些Zampori et al75和v

55、an der Werf77研究领域的大麻纤维;Ip和米勒20,Nordby谢伊90,和Pretot et al87关心的麻混凝土;最后，Pervaiz 和Sain80,Joshi et al17,Bourmaud等81和La Rosa et al(83)处理生物复合材料。后者是在紧随其后的调查里做环保研究部分最多的，其次是混凝土和纤维。生物复合材料领域研究强调首选大麻纤维玻璃材料。根据一些作者,这主要是因为:(1)相对于玻璃纤维生产他们的对电消耗和环境的影响(2)麻复合材料等效性能却有更高的纤维含量，减少污染基聚合物的数量(3)低重量的大麻纤维复合材料可提高燃油效率和减少在组件使用阶段的排放。

56、大麻纤维应用于生物复合材料，至于混凝土和绝缘垫,，由于的二氧化碳量通过光合作用在植物生长期间充当“下沉”大气中的二氧化碳。贡献很高以至于它克服了由于种植和加工排放CO2的消极影响总价值每公顷耕地t CO2 eq。例如,Zampori等75表明CO2吸收和排放量分别约等于 27.6和1.57 t CO2 eq /公顷，因此导致总共26.03 t CO2eq /公顷被隔离。碳封存对生物量影响最大，如果是包含在供应计划内也将导致看法改变。当建筑都位于温暖气候地区,在夏季高温时冷却尤为必要。热缓冲效果,连同其他解决方案提出的类似Maalouf et al31的方法也可能变得重要。由于这个原因,替代材料

57、,像传统的混凝土,可以使用。在这方面我们应该注意到建筑独特的环境,因此,存在局限性标准化和扩展相似解决方案的有效性问题。此外,所有的能源和环境评价和上面所讨论的,任何其他发达的科学一样，可以被认为是一个自上而下的磨练。因此，建筑设计,作为一个跨学科实践科学，却是代表一个自底向上的决定性整体可持续发展建筑的生命周期的方法。90。6结论近几年越来越多的对自然资源和能源保护的思考更新了大家对新的生物材料的兴趣,特别是基于快速可再生自然资源的新生态友好材料。特别是，可持续建筑基本使用有较低环境影响和较低的温室气体排放的天然纤维。最近几年在天然纤维上的发展进步，如那些由麻、亚麻、黄麻的混合物和科学的复合

58、材料,代表着一个用可再生资源和能源改善材料生产的重大机遇。因此,作者认为,评估所需的能源和环境的表现都是作为工具支持设计和生产这些材料,目的是使解决方案增强对全球可持续发展的贡献。近年来集中在评估一系列麻复合材料应用的环境和能源问题的研究已经进步了。基于研究结果进行回顾可以得出结论，近年来保温建筑材料和其他建筑应用能源和环境研究记录显著增加。这些研究旨在测试和改善材料的湿热性能和环保性能,以便减少运作能量,同时保持室内空气质量和舒适。这将让能源资源开发和人类健康和环境受到有限的影响,从而使建筑更健康更环保的可持续发展于人类生命周期期间。回顾文献表明,这些材料有优点和缺点,他们的使用是严格依赖于给定的结构状况和特定需求的热、湿度、火、良好的保护。基于麻材料的使用的主要力量来自于生产阶段,因为这些材料的“绿色”的起源，主要在植物生长的碳封存。然而,工业大麻产品,与大多数可用的可再生原材料相比，一般比传统材料(比如由玻璃纤维)对化石燃料的使用和温室气体的排放效益好。相反,他们效益不好时,，因为表面的投资培养、使用化学品的受精和