摘　要：選取DN 100、200、500mm熱水預制直埋保溫管(簡稱保溫管)，采用目標距離法，對3種規格保溫管生產階段的環境影響進行了評價。

關鍵詞：熱水預制直埋保溫管；  生產階段；  環境影響評價

Environmental Impact Assessment in Manufacturing Stage of Prefabricated Directly Buried Insulated Hot-water Pipe

Abstract：DN 100，DN200 and DN500 prefabricated directly buried insulated hot-water pipes(hereinafler referred to as thermal insulation pipes)are selected．The environmental impact in the manufacturing stage of the above-mentioned three types of thermal insulation pipes is assessed with the distance-to-target weighting method．

Keywords：prefabricated directly buried insulated hot-water pipe；manufacturing stage；environmental impact assessment

1　概述

區域供熱系統可分為熱源、熱網、熱用戶。目前，我國對區域供熱系統的環境影響評價研究多集中在熱源上^[1-3]，缺乏考慮熱網造成的環境影響^[4-6]。相比之下，國外在這方面已經開展了很多工作，M．FriSling等人^[7-9]完成了對預制直埋熱水保溫管道(以下簡稱保溫管道)的生命周期環境評價，貢獻最大的是運行階段熱量損耗，其次是保溫管道的生產階段。M．Perzon等人^[10]的研究發現，采用不同材質的工作鋼管、保溫材料對保溫管道生命周期環境影響評價有較大的影響，絕熱性能優良的保溫材料雖然提高了生產階段的環境影響，但是可以減少運行階段的熱量損失。由此可見，生產階段工作鋼管與保溫材料材質的合理選取可降低保溫管道的環境影響。另外，國外在對區域供熱系統生命周期的環境影響評價中都包括了對保溫管道的研究^[11-12]。

由以上分析可知，保溫管道對區域供熱系統生命周期環境影響評價是不可忽略的。本文對保溫管道生產階段環境影響評價進行探討。

2　評價對象

評價對象是以硬質聚氨酯泡沫塑料作為保溫層，高密度聚乙烯作為外護管的保溫管道，具體結構見圖1。選取規格為DN 100、200、500mm保溫管道進行評價，工作鋼管長度均為12m。保溫管道各種技術參數執行CJ／T 114—2000《高密度聚乙烯外護管聚氨酯泡沫塑料預制直埋保溫管》，3種規格保溫管道的具體技術參數見表1。

評價前進行以下設定：只涉及直管段，不包含管件部分。在計算保溫層、外護管質量時，保溫管道兩端頭各留出200mm長裸露的非保溫區(以便工作鋼管之間的焊接)。建造工廠、機器、附屬設備生產的環境影響不包含在內。生產造成的局部損害(如噪聲等問題)未考慮在內。保溫管道不考慮設置滲漏報警線。

3　清單數據來源分析

①能源消耗清單數據

能源消耗與保溫管道生產活動緊密相關，要分析保溫管道生產階段的環境影響，首先要分析能源生產過程環境影響。楊建新^[13]已初步完成了我國能源生產的清單分析，在此基礎上，清華大學又收集整理了國內最新統計數據，重新計算了我國能源生產清單^[14]。除保溫層、保護層外，其他能源數據均引用清華大學研究結果。

②鋼材和鋼管生產清單數據

引用文獻[14]給出的煉鋼過程中各個工序的污染物排放和能源資源消耗清單，且在計算生產鋼管用鋼材時，考慮管網報廢后鋼材的回收，回收率按照90％計算。

鋼管生產的環境影響按照生產工序中生產單位產品的能源消耗定額^[15]來分析，此能耗定額反映了我國的平均水平。不同類型鋼管及生產工藝的單位質量鋼管能耗見表2，能耗以標準煤耗量計。進而可套用標準煤生產和使用的數據清單得到鋼管生產能耗的清單數據。

根據保溫管道工藝要求，DN 250mm及以下采用無縫鋼管(自動軋管)，DN 250mm以上采用螺旋焊鋼管。能耗數據采用平均水平，DN 100、200mm鋼管的單位質量能耗取163kg／t，DN 500mm鋼管的單位質量能耗取35kg／t。

③保溫材料和外護管清單數據

建材的含能(Embodied Energy)近年來在國外得到廣泛研究，含能是指產品從自然界原始材料的掘取，經過運輸、加工、組裝直至成品出廠前的所有相關過程的能耗總和，是基于生命周期的能耗統計數據。顧道金^[14]利用國外含能數據，建立了中國建筑產品外推含能數據表，并計算了我國能源使用背景下lMJ含能的生命周期數據清單。對于保溫層、外護管，在計算環境影響時都采用此種方法，生產1kg硬質聚氨酯泡沫塑料保溫層、高密度聚乙烯外護管的生命周期數據清單(關鍵數據)分別見表3、4。

④環境影響評價模型

環境影響評價一直都是生命周期評價中爭議較大的部分，目前國際上還沒有完全統一的方法，國內常見的環境影響評價方法有3種：目標距離法、支付意愿法、專家打分法。谷立靜^[16]利用這3種評價方法對我國煤電、鋼材行業進行評價，結果表明這3種評價方法具有各自的特點。

本文采用目標距離法對保溫管道在生產階段的環境影響進行評價，目標距離法的權重確定采用“目標距離的思想”，即某種環境效應的嚴重性用該效應當前水平和目標水平之間的距離來表征。目標距離法把環境影響類型分為資源耗竭、全球變暖、臭氧層損耗、酸化、富營養化、懸浮顆粒物、固體廢棄物。根據該方法把各種污染物按照一定的當量潛值進行量化，得到相應污染物的環境影響潛值，然后通過數據標準化和加權(以1990年為基準年)得到綜合單一指標值，即環境影響負荷。中國環境影響標準化基準、權重見文獻[14]。

4　結果和討論

①清單分析結果

這里僅列出3種主要污染物(CO2、NOx、SO2)的清單分析結果。在環境影響方面以我國最受關注的3個環境影響類型為例計算環境影響潛值：全球變暖潛值m1(以當量CO2度量)、富營養化潛值m2(以當量NO3^-度量)、酸化潛值m3(以當量SO2度量)。在計算同一種環境影響潛值時，各種污染物都按照其當量因子折算成統一指標，折算系數見文獻[14]。生產l根保溫管道的3種主要污染物清單分析結果及環境影響潛值分別見表5、6。

②環境影響綜合評價

根據目標距離法，可計算得到生產1根保溫管道的各環境影響類型的環境影響負荷及各生產環節的環境影響負荷(分別見表7、8)。將環境影響負荷的單位定義為環境負荷點(Point，簡寫為pt)。由于DN 500mm鋼管采用螺旋焊鋼管，能耗較低，因此環境影響負荷反而低于采用無縫鋼管(自動軋管)的DN 200mm鋼管。

由表7可知，固體廢棄物對環境影響的貢獻最大，其次分別是懸浮顆粒物、酸化、全球變暖、資源耗節中鋼材生產的環境影響最大，其次是保溫層，最后是保護層和鋼管生產。主要原因是鋼材生命周期過程中礦石的開采和鋼鐵冶煉都會產生大量的固體廢棄物，這就造成固體廢棄物對環境影響比較大。在計算生產環節環境影響時，鋼材生產產生大量廢棄物，同時在此環節中，資源耗竭所占比重也比較大，因此鋼材生產就成為保溫管道生產階段環境影響最大的環節。公稱管徑100～500mm鋼材生產形成的環境影響負荷分別為2.81、8.62、27.92 pt／根。

5　結論

①對于各環境影響類型的環境影響負荷，保溫管道生產固體廢棄物貢獻最大，其次是懸浮顆粒物、酸化和全球變暖等；從生產環節分析，鋼材生產的貢獻最大，其次是保溫層制造。

②減少保溫管道生產的環境影響有效途徑，首先是提高管道材料的生產水平，降低能耗和資源消耗，其次是固體廢棄物的合理處理。

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本文作者：端木琳  李祥立  任志勇  李震

作者單位：大連理工大學土木水利學院暖通教研室

  山東省建筑科學研究院