混凝土和混凝土结构的环境管理 第6部分：混凝土结构的使用 征求意见稿

1GB/TXXXXX—XXXX/ISO13315-6:2019混凝土和混凝土结构的环境管理第6部分：混凝土结构的使用本文件提供了混凝土结构维护/修补活动期间以及混凝土结构运行阶段的环境管理原则和程序。本文件适用于按ISO13315-4进行环境设计的混凝土结构运行阶段的环境管理。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/TXXX.1混凝土和混凝土结构的环境管理第1部分：通用原则（ISO13315-1:2014，IDT）GB/TXXX.2混凝土和混凝土结构的环境管理第2部分:系统边界和清单数据（ISO13315-2:2014，IDT）GB/TXXX.4混凝土和混凝土结构的环境管理第4部分:混凝土结构的环境设计（ISO13315-4:2017，IDT）ISO14040环境管理生命周期评价原则与框架（Environmentalmanagement—Lifecycleassessment—Principlesandframework）ISO14050环境管理术语（Environmentalmanagement—Vocabulary）3术语和定义ISO13315-1、ISO13315-2、ISO13315-4、ISO14040和ISO14050界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1维护maintenance为维持混凝土和混凝土结构的功能和性能而实施的轻量工作。3.2修补活动remedialactivities为维持或提高混凝土和混凝土结构的功能和性能而实施的建设工作。2GB/TXXXXX—XXXX/ISO13315-6:2019注：修补活动包括维修、修复、翻新、更新、复原、改造、加固和防腐蚀。3.3目标修补活动targetremedialactivity考虑环境因素的修补活动（3.2）。3.4基准修补活动referenceremedialactivity与目标修补活动（3.3）具有相同目的的常规标准修补活动（3.2），用于与修补活动相关的环境管理比较。3.5目标混凝土结构/目标结构targetconcretestructure/targetstructure考虑环境因素的混凝土结构。3.6基准混凝土结构/基准结构reference(concrete)structure/referencestructure在结构和耐久性方面与目标混凝土结构（3.5）或环境改善前的既有（混凝土）结构相同的标准（混凝土）结构，用于与混凝土结构运行相关的环境管理比较。4符号下列符号适用于本文件。Ptrem(i)——参数i下，目标修补活动预期的或产生的环境绩效；Ptm(i)——参数i下，目标修补活动预期的环境绩效；Ptm(i)——参数i下，目标修补活动产生的环境绩效；Prrem(i)——参数i下，基准修补活动的环境绩效；Srem(i)——参数i下，修补活动的环境绩效要求；Rem(i)——与基准修补活动相比，目标修补活动的环境影响降低值；Rem(i)——与基准修补活动相比，目标修补活动的环境影响降低率；Ptco(i)——参数i下，目标（混凝土）结构运行阶段预期的或产生的环境绩效；P(i)——参数i下，目标（混凝土）结构运行阶段预期的环境绩效；P(i)——参数i下，目标（混凝土）结构运行阶段产生的环境绩效；Prco(i)——参数i下，基准（混凝土）结构的环境绩效；Sco(i)——参数i下混凝土）结构运行阶段的环境绩效要求；Ro(i)——与基准（混凝土）结构相比，目标（混凝土）结构运行阶段的环境影响降低值；Ro(i)——与基准（混凝土）结构相比，目标（混凝土）结构运行阶段的环境影响降低率；)——考虑修补活动和结构运行情况的环境影响降低率。3GB/TXXXXX—XXXX/ISO13315-6:20195混凝土结构维护/修补活动环境管理的原则和程序5.1概述本章提供了对维护工作以及与修补活动有关的各种建设工作适当进行环境管理的原则和程序。5.2混凝土结构的维护由于维护工作对环境影响通常较小，环境管理能采取以下任一方法简化：a)日常重复进行的维护工作，结合工作的次数和频率，按一套典型的工作进行环境管理；b)几乎不产生环境影响的维护工作，将其排除在环境管理项目之外，并附上明确的文件。5.3混凝土结构的修补活动5.3.1概述修补活动的环境管理应按下列程序进行：a)委托方概述（见5.3.2）；b)环境绩效要求的设定（见5.3.3）；c)设计（见5.3.4）；d)估算（见5.3.5）；e)验证（见5.3.6）；f)施工和相关工作（见5.3.7）；g)检验（见5.3.8）；h)文档（见5.3.9）。程序的流程图见图1。4GB/TXXXXX—XXXX/ISO13315-6:2019图1修补活动的环境管理程序5.3.2委托方概述考虑社会和经济因素，委托方概述应依据目标修补活动所需的环境因素制定。5.3.3环境绩效要求的设定影响类型的选择根据委托方概述，需考虑的影响类型应从下列项目中选择：5GB/TXXXXX—XXXX/ISO13315-6:2019——全球气候变化；——自然资源利用；——平流层臭氧水平；——土地利用/生境改变；——富营养化；——酸化；——空气污染；——水污染；——土壤污染；——放射性物质的污染；——废物产生的影响；——噪声/振动；——环境影响改善。参数的设定所选择的每一个类型均应设置合适的参数。与基准修补活动相比，目标修补活动的环境影响降低值或降低率可作为一个参数。基准修补活动的环境绩效应合理估算。参数的环境绩效要求的设定每个参数应制定环境绩效要求。参数用数字表示时，环境绩效要求应以上限、下限或范围的形式定量设定。5.3.4设计修补活动的设计应满足5.3.3规定的环境绩效要求。保证环境绩效要求的方法列举如下：a)选择对环境影响较小的产品、资源和模板/支架工程（如采用替代产品/方法，优化运输路线等b)选择对环境影响较小的能源（如采用可再生能源）；c)选择对环境影响小的机械/设备（如采用混合动力重型机械）；d)适当控制/处置现场排放物；e)采取适当的隔音/防振措施（如安装隔音墙）。5.3.5估算应估算5.3.4中设计的修补活动的各项预期环境绩效。5.3.6验证应验证5.3.5中估算的各项预期环境绩效是否满足5.3.3中规定的绩效要求。如估算的环境绩效中任6GB/TXXXXX—XXXX/ISO13315-6:2019一项未满足绩效要求，则应返回5.3.4重新设计。如重新设计未满足要求，则应返回5.3.3对环境绩效要求进行评审，如重新设计未满足评审的环境绩效要求，则应返回5.3.2再次进行委托方概述。当无法制定和执行符合环境绩效要求的环境设计时，项目能取消。5.3.7施工和相关工作建设工作应根据修补活动的设计执行，并应获得必要的数据。根据获得的数据，应确认修补活动所产生的每一个环境绩效。5.3.8检验应检验产生的环境绩效是否满足环境绩效要求。如环境绩效不满足要求，则应分析原因，以便以后改进修补活动。5.3.9文档无论验证和检验的结果如何，应记录与修补活动的环境管理有关的所有信息，文档应由修补活动的设计者和混凝土结构的业主按规定期限保存。与修补活动环境管理有关的信息宜用于指导类似项目的规划。6混凝土结构运营阶段环境管理的原则和程序6.1概述本章提供了混凝土结构运行期间适当进行环境管理的原则和程序。混凝土结构运行阶段的环境管理应按下列程序进行：委托方概述（见6.2）；环境绩效要求的设定（见6.3设计（见6.4）；估算（见6.5验证（见6.6施工及相关工作（见6.7检验（见6.8）；文档（见6.9）。流程图见图2。7GB/TXXXXX—XXXX/ISO13315-6:2019图2混凝土结构运营阶段环境管理程序6.2委托方概述考虑社会和经济因素，委托方概述应根据混凝土和混凝土结构运行阶段有关环境因素的预期功能设——不利影响包括，例如：氨的排放、骨料中所含放射性氡的辐射，以及地下混凝土结构在地下水不断流动的环——有利影响包括，例如，利用混凝土的热质量效应减少空调燃料消耗和温室气体排放，利用透水混凝土净化水6.3环境绩效要求的设定6.3.1影响类型的选择根据委托方概述，需考虑的影响类型应从下列项目中选择：8GB/TXXXXX—XXXX/ISO13315-6:2019——全球气候变化；——自然资源利用；——平流层臭氧水平；——土地利用/生境改变；——富营养化；——酸化；——空气污染；——水污染；——土壤污染；——放射性物质的污染；——产生废物的影响；——噪声/振动；——改善环境影响。6.3.2参数的设定所选择的每一个类型均应设置合适的参数。与基准（混凝土）结构相比，目标（混凝土）结构的环境影响降低值或降低率可作为一个参数。6.3.3参数的环境绩效要求的制定每个参数均应设定环境绩效要求。参数用数字表示时，环境绩效要求应以上限、下限或范围的形式进行定量设定。（4）6.4设计6.4.1新建混凝土结构新建混凝土结构运行阶段的环境设计应按ISO13315-4执行，满足6.3中设定的绩效要求。当通过与基准（混凝土）结构比较来设定要求时，基准（混凝土）结构的设计应根据ISO13315-4执行，以使比较合理。6.4.2既有混凝土结构需要改善既有混凝土结构运行阶段的环境绩效时，应进行环境设计，满足6.3中设定的环境绩效要6.5估算6.5.1新建混凝土结构应估算6.4.1中设计的新建混凝土结构在运行中的各项预期环境绩效。当通过与6.3中的基准（混凝土）结构运行阶段的环境绩效相比较来确定环境绩效要求时，基准（混9GB/TXXXXX—XXXX/ISO13315-6:2019凝土）结构的各项预期环境绩效尚应依据6.4.1估算。6.5.2既有混凝土结构应估算6.4.2中设计的既有混凝土结构在运行中的各项预期环境绩效。当通过与6.3中的基准（混凝土）结构运行阶段的环境绩效相比较来确定环境绩效要求时，基准（混凝土）结构的各项环境绩效应通过获取既有混凝土结构当前运行状态的数据来确定。6.6验证应验证6.5中估算的各项预期环境绩效是否满足6.3中规定的绩效要求。如估算的环境绩效中任一项未满足绩效要求，则应返回6.4重新设计。如重新设计未满足要求，则环境绩效要求应评审。如重新设计未满足评审的环境绩效要求，则应重新进行委托方概述。当无法制定和执行符合环境绩效要求的环境设计时，项目能取消。对于既有混凝土结构，通过综合考虑其经济效益和社会效益，有必要考虑拆除或放弃。6.7施工和相关工作混凝土结构应根据环境设计投入运行，并获取必要的数据。根据这些数据，应确认每项实际保留的环境绩效。6.8检验所保留的环境绩效是否符合环境绩效要求应进行检查。如果绩效不满足要求，则应分析原因并采取适当措施。6.9文档无论验证和检验的结果如何，应记录混凝土结构运行阶段与环境管理有关的所有信息，文档应由混凝土结构运行阶段环境设计的设计人员和混凝土结构的业主按规定期限保存。GB/TXXXXX—XXXX/ISO13315-6:2019附录A（资料性附录）环境管理的参数示例各种影响类型参数示例见表A.1～表A.12。表A.1全球气候变化的参数示例）；表A.2自然资源使用参数示例—用于生产重型机械附件中所含稀有金属（如钨）的自然资注：非生物资源采用锑当量进行表征。表A.3平流层臭氧水平的参数示例）；表A.4土地利用和栖息地改变的参数示例GB/TXXXXX—XXXX/ISO13315-6:2019表A.5富营养化的参数示例注：富营养化可采用磷酸盐当量表征。表A.6酸化的参数示例表A.7空气污染的参数示例表A.8水污染的参数示例表A.9土壤污染的参数示例GB/TXXXXX—XXXX/ISO13315-6:2019表A.10放射性物质污染参数的示例表A.11关于产生废物影响参数的示例注：产生的废物量可采用最终处置量表征。表A.12噪声/振动参数的示例GB/TXXXXX—XXXX/ISO13315-6:2019（资料性附录）运行阶段考虑环境影响的示例表B.1运营阶段的环境改善方法表B.2运营阶段减少环境因素的方法GB/TXXXXX—XXXX/ISO13315-6:2019（资料性附录）混凝土结构运行阶段环境设计的示例（空心楼板的使用）C.1假定本示例假定如下：——目标混凝土结构是一新建结构。——空心楼板基准混凝土结构是一种与目标混凝土结构具有相同结构和耐久性的钢筋混凝土结构，不采用空心楼板。——总建筑面积为5000m2，其中空心楼板总面积为4000m2。——房屋运行阶段的能耗仅限于制冷。——制冷负荷的能源完全依赖于外部电源。——每日制冷时间为8h，年制冷期天数为100d。——消耗每度电能所排放的CO2量为0.6kgCO2/kWh。——只有二氧化碳被认为是温室气体。——有无空心楼板两种情况下的结构和耐久性能均满足绩效要求。不考虑与时间相关的绩效变化。——基准混凝土结构的年耗电量为2600000kWh。C.2委托方概述制定委托方概述。C.3环境绩效要求的设定C.3.1影响类型的选择根据委托方概述，选择全球气候变化作为影响类型。C.3.2参数的设定与基准混凝土结构相比，目标混凝土结构运行阶段因耗能导致的CO2排放量减少作为参数。C.3.3参数的环境绩效要求的设定与基准混凝土结构相比，目标混凝土结构运行阶段因耗能导致的CO2排放量每年需减少50t。即满足公式（C.1）或等价公式（C.2）：式中ECO2P(ECO2)P(ECO2)P(ECO2)-Ptco(ECO2)＞50（C.1）Ro(ECO2)＞50（C.2）——CO2排放量；——基准（混凝土）结构在运行过程中的环境绩效，表示为基准（混凝土）结构在运行过程中由于能耗而产生的CO2排放量（tCO2/a）；——目标（混凝土）结构在运行过程中的环境绩效，表示为目标（混凝土）结构在运行过程中由于能耗而产生的CO2排放量（tCO2/a）。C.4设计依据ISO13315-4进行目标混凝土结构运行阶段的环境设计，以满足C.3的要求。采用“空心楼板”作为改善环境的方法。GB/TXXXXX—XXXX/ISO13315-6:2019C.5估算根据混凝土中心[6]，通过采用空心楼板预测耗电量将降低40W/m2。根据假定（见C.1该建筑每天制冷8h，每年制冷100d，因采用空心楼板，用公式（C.3）计算每年CO2排放减少量为：Ro(ECO2)=4000×40×8×100×0.6=76.8（tCO2/aC.3）C.6验证由于使用空心楼板而减少的CO2排放量Ro(ECO2)为76.8（tCO2/a满足C.3制定的Ro(ECO2)大于50（tCO2/a）的要求。C.7实施和相关工作该房屋是依据环境设计运行。通过汇总电力公司提供的数据，发现该建筑自开始运行以来一年的总耗电量为2510000kWh/a。因制冷负荷，目标混凝土结构的CO2排放量由公式（C.4）计算得：2510000×0.6=1506（tCO2/aC.4）根据C.1的假定，因制冷负荷，基准混凝土结构的CO2排放量由公式（C.5）计算得：2600000×0.6=1560（tCO2/aC.5）Ro(ECO2)=1560-1506=54（tCO2/a）C.8检验C.7中的结果满足C.3的要求，Ro(ECO2)大于50（tCO2/a）。C.9文档上述全部程序记录并存档。GB/TXXXXX—XXXX/ISO13315-6:2019（资料性附录）利用混凝土砌块环境改造的示例D.1假定本示例介绍了第5章和第6章同时应用的情况。本示例涉及房屋外部隔热的改造及其改造后的运行。假定条件如下：——既有房屋视为参考结构。——采用带外保温（CMU）的混凝土砌块的改造方法。——改造后的房屋为目标结构。——该房屋位于ASHRAE3C区[7]。——房屋总建筑面积为200m2，外墙面积为260m2。——既有房屋由木框架墙构成。——既有房屋每年耗电量为5000kWh。——房屋运行阶段的能耗仅限于制冷负荷。制冷负荷的能源完全依靠外部电力供应，且制冷设备未更新。——房屋结构和耐久性满足性能要求，且改造后其性能不变。不考虑与时间有关的性能变化。房屋的使用寿命未因改造而延长。——考虑期为20年。——仅CO2视为温室气体。——每度电的CO2排放量为0.6（kgCO2/kWh）。——改造单位面积外墙的CO2排放量为31（kgCO2/m2）。——改造工程产生的废物仅限于石膏和木材。——改造工程单位面积外墙产生的石膏废物量为0.01（m3/m2）。——改造工程单位面积外墙产生的木材废物量为0.02（m3/m2）。——木材废物可以燃烧，以减少废物产生。燃烧后体积减小到10%。燃烧产生的CO2排放量忽略不计。——忽略因房屋运行而产生的废物。D.2委托方概述制定委托方概述。D.3环境绩效要求的设定D.3.1影响类型的选择根据委托方概述，影响类型选择见表D.1：表D.1选定的影响类型—全球气候变化—产生废物的影响—全球气候变化GB/TXXXXX—XXXX/ISO13315-6:2019D.3.2参数的设定设定四种影响类型参数见表D.2。表D.2影响类型对应的参数Rem(ECO2)（tCO2）Ro(ECO2)（%）3)改造工程和运营阶段CO2排放总量降低率Rem_—ECO2，EwPj(ECO2)Pj(Ew)）；Prrem(ECO2)=0；且Prrem(Ew)=0D.3.3参数的要求的设定参数要求的设定见表D.3。表D.3设定参数的要求Ptrem(ECO2)＜10Ro(ECO2)＞25%Rem_tco(ECO2)＞15%Pw)＜4—D.4设计设计应满足D.3中规定的绩效要求。选择CMU作为节能改造的方法。选择木材燃烧作为减少产生废物的方法。D.5估算根据既有房屋实际运行状况的数据，根据假定D.1计算，该房屋的年能耗为5000kWh。因此，既有房屋20年运行期间的CO2排放总量按公式（D.1）计算：Prco(ECO2)=5000×20×0.6/1000=60（tD.1）根据D.4中的设计，利用现有软件估算改造后目标结构的年能耗为3300kWh。因此，改造后房屋20年运行期间的CO2排放总量按公式（D.2）计算：GB/TXXXXX—XXXX/ISO13315-6:2019Ptco(ECO2)=3300×20×0.6/1000=39.6（tD.2）因此，房屋运行20年所产生的CO2排放量的降低率按公式（D.3）计算：根据假定D.1，D.4中设计改造工程产生的CO2排放量按公式（D.4）计算：Ptrem(ECO2)=31×260/1000=8.06（tD.4）根据上述计算结果，CO2排放总量降低率按公式（D.5）计算：计算：Pw)=0.01×260+0.02×260×0.1=3.12（m3D.6）D.6验证按照表D.4进行验证。所有要求均满足。表D.4预期环境绩效验证Ptrem(ECO2)=8.06＜10Ro(ECO2)=34%＞25%Rem_tco(ECO2)=20.5%＞15%P—D.7修补活动中的施工和相关工作（见5.3.7）改造工程根据设计实施。根据工程所需材料和能源的数据，计算出改造工程产生的CO2排放量为9.2(t）。根据获得的数据，产生的石膏废物量为2.7m3，燃烧后产生的木材废物量为0.6m3。因此，经计算，改造工程产生的废物量为3.3m3。D.8运行阶段中的施工及相关工作（见6.7）房屋按照环境设计要求运行。通过汇总电力公司提供的数据，发现该房屋运行以来年耗电量共计3500kWh/a。房屋在20年内因制冷负荷产生的CO2排放量按公式（D.7）计算：Ptco(ECO2)=3500×20×0.6/1000=42.0（tD.7）因此，房屋运行20年的CO2排放量降低率按公式（D.8）计算：此外，CO2排放总量降低率按公式（D.9）计算：D.9检验GB/TXXXXX—XXXX/ISO13315-6:2019表D.5总结了检验结果。所有环境绩效要求均已满足。表D.5环境绩效检验结果Ptrem(ECO2)=9.2＜10Ro(ECO2)=30%＞25%Pw)=3.3＜4—D.10文档上述全部程序记录并存档。GB/TXXXXX—XXXX/ISO13315-6:2019参考文献[1]IPCC,“ClimateChange2013:ThePhysicalScienceBasis”，(CambridgeUniversityPress,2013)[2]