Влияние долговечности и переработки на жизненный цикл оконных рам в сборе | СпрингерЛинк

Влияние долговечности и переработки на жизненный цикл оконных рам в сборе

Был проведен ряд тематических исследований по сравнительной оценке жизненного цикла для изучения ключевых вопросов, касающихся воздействия строительных материалов на окружающую среду. В тематических исследованиях рассматривается практика моделирования компонентов с длительным сроком службы путем изучения (1) сценариев вторичной переработки содержимого и утилизации по окончании срока службы и (2) сценариев срока службы и технического обслуживания. В исследовании используются рамы оконных блоков в качестве объекта сравнения, что позволяет исследовать несколько материалов и методов сборки.

методы

Сравнивали четыре типа оконных рам: алюминий, дерево, дерево, плакированное алюминием, и непластифицированный ПВХ (ПВХ). В них использовались существующие данные инвентаризации жизненного цикла продукта, которые включали основной материал рамы, покрытия, герметики для защиты от атмосферных воздействий, но не остекление. Функциональной единицей была оконная рама, необходимая для производства 1 м 2 видимого остекления с аналогичными тепловыми характеристиками в течение срока службы здания 80 лет. Кадры сравнивались с использованием методов окончания срока службы и переработанного содержимого для сценариев окончания срока службы. Модели также были протестированы с использованием пользовательских сценариев использования.

Результаты и обсуждение

Алюминиевые оконные рамы, находящиеся в хорошем состоянии, оказались наименее эффективным вариантом во всех категориях, в значительной степени из-за кредитов, полученных от переработки, и ожиданий долгого срока службы. Деревянные оконные рамы имели наименьшую изменчивость, связанную с обслуживанием и долговечностью. Было обнаружено, что потенциал глобального потепления (GWP) алюминиевой сборки в умеренном состоянии на 68 % меньше, чем у PVCu, и на 50 % меньше, чем у дерева, плакированного алюминием. Используя сценарий длительного срока службы, было обнаружено, что деревянные окна имеют ПГП на 7 % ниже, чем сценарий длительного срока службы для дерева, плакированного алюминием. Умеренно и хорошо обслуживаемые алюминиевые окна требуют меньше энергии для производства и обслуживания в течение всего срока службы, чем любой из деревянных сценариев. Ожидаемый срок службы оказался наиболее важным фактором при рассмотрении воздействия материалов каркаса на окружающую среду.

Выводы

Исследование показывает значительные пробелы в доступных данных, таких как средняя ожидаемая продолжительность жизни обычных строительных компонентов, и в то же время подчеркивает, что скорость переработки является движущим фактором воздействия алюминиевых строительных изделий на окружающую среду. Переход моделирования от метода переработанного содержимого к методу переработки по окончании срока службы должен способствовать достижению целей восстановления материалов, а не поиску материалов с высоким содержанием переработанных материалов. Гибридные методы, такие как использование Модуля D, могут преодолеть разрыв между этими двумя подходами, предоставляя должный кредит для использования переработанного материала, в то же время поддерживая концепцию переработки. Необходимы дальнейшие исследования того, как решения по проектированию и строительству влияют на уровень сбора и восстановления на практике.

Читайте также:
Типы дверных замков и их применение - Grainger KnowHow

Введение

В совокупности здания оказывают значительное воздействие на окружающую среду на протяжении всего своего жизненного цикла, от производства материалов и первоначального строительства до использования и возможного сноса и утилизации/переработки. В США на жилые и коммерческие здания приходится 70 % общего потребления энергии (D&R 2012) и выделяется 40 % общего количества CO.2 выбросы (ОВОС 2011).

Поскольку архитекторы и инженеры продолжают стремиться сделать здания менее энергоемкими в эксплуатации, все большее внимание уделяется более широкому набору экологических соображений (например, потребление ресурсов, присутствие вызывающих озабоченность химических веществ, изменение землепользования) и количественным методам, таким как оценка жизненного цикла, способная отражать воздействия на протяжении всего жизненного цикла здания (Байер и др., 2010; Кроуфорд, 2011; Симонен, 2014). Все чаще оценка жизненного цикла (LCA) принимается или предписывается архитекторам и инженерам в процессе проектирования, чтобы учитывать информацию о воздействии на окружающую среду при выборе материалов, компонентов и сборок (Bayer et al. 2010; Аль-Гамди и Билек, 2015). Кроме того, в последние годы несколько систем сертификации экологически чистых зданий интегрировали LCA в более широкие оценки устойчивости, способствуя повышению осведомленности и использованию методологии среди специалистов-проектировщиков, работающих над оценкой построенных проектов (Ortiz et al. 2009; Optis and Wild 2010; Passer et al. и др., 2012; Аль-Гамди и Билек, 2015).

LCA в строительном секторе в основном сосредоточен на двух ключевых областях: энергоэффективность зданий (Optis and Wilde 2010) и строительные материалы (Gustavsson and Sathre 2006). На сегодняшний день большинство строительных материалов и ОЖЦ, связанных со строительством, сосредоточены либо на упрощенных моделях целых зданий (с приблизительными значениями для сметной спецификации), либо на оценке отдельных строительных материалов (например, стали, бетона, напольных покрытий, изоляция). Сложные сборки, состоящие из многочисленных материалов, таких как навесные стены, окна и двери, кровельные узлы и конструкционные системы, только начинают лучше понимать и моделировать за счет применения детальных сравнительных ОЖЦ.

В то время как сравнительные LCA и EPD стали более доступными для множества предметов интерьера, архитекторам и дизайнерам по-прежнему сложно оценивать сложные долговечные сборки. В частности, на ранних стадиях проектирования, когда команда наиболее способна принимать решения по выбору материалов, которые больше всего повлияют на общее воздействие проекта на окружающую среду, особенно не хватает количественных оценок и сравнительных исследований, которые связывают типологии систем/материалов с деталями и соображениями дизайна. . Хотя производительность и долговечность системы играют важную роль как в расчете стоимости жизненного цикла, так и в моделировании энергопотребления, эти факторы трудно изучить с помощью экологических деклараций продукции (EPD) и других оценок жизненного цикла от начала до конца. Кроме того, для многих архитектурных условий и систем в проекте может быть рассмотрен ряд материалов, которые выполняют аналогичные функции, но различаются по долговечности, ожидаемому сроку службы, проблемам обслуживания и вариантам окончания срока службы, таким как восстановление и переработка материалов.

Читайте также:
Как сделать своими руками бетонную столешницу

В этом исследовании в качестве объекта исследования используются оконные рамы в сборе для изучения роли переменных фазы использования и конца срока службы в воздействии на окружающую среду на протяжении всего срока службы здания.

Долговечность, техническое обслуживание и ожидаемый срок службы

Как правило, вопросы практики технического обслуживания и замены материалов недостаточно рассматривались в работе ОЖЦ из-за трудностей, связанных с количественной оценкой преимуществ физических свойств, таких как долговечность строительных материалов (Актас и Билек, 2012 г.; Лю и Мюллер, 2012 г.; Миллер и др., 2015 г.). ). Для окон особенно важны вопросы долговечности и замены материала (Andreson et al. 2001). Узлы рамы состоят из ряда материалов, предназначенных для разных целей и подверженных различным нагрузкам и износу. Таким образом, ремонт и замена окон является значимой частью жизненного цикла здания и вызывает растущий интерес при проектировании и модернизации зданий с высокими эксплуатационными характеристиками.

В опубликованной литературе большинство ОЖЦ, проведенных для оконных рам, были сосредоточены на воздействии производства и окончания срока службы как отдельных продуктов без определенного срока службы (Sinha and Kutnar 2012; Salazar and Sowlati 2008; Asif et al. 2002, 2007; Citherlet и др., 2000). Или они сократили временные рамки модели до 40 или 50 лет, так что они не включают значительное техническое обслуживание или замену материалов для некоторых или всех изученных материалов (Mösle et al. 2015).

Кроме того, большинство EPD представляют собой оценку «от колыбели до выхода», что полностью исключает вопрос о влиянии фазы использования. Эта тенденция может быть частично объяснена трудностью приблизительного определения точного срока службы оконных рам — продукта с длительным сроком службы, замена которого может зависеть от ряда факторов, от эстетики до производительности и потребностей пользователя. Хотя производитель продукта может пожелать предоставить набор сценариев по умолчанию в EPD, из которых может выбирать оценщик здания, количество потенциальных влияющих факторов на этапе использования делает это непрактичным из-за большого количества комбинаций факторов, связанных с климатом. , износ и методы технического обслуживания. Однако при изучении использования материалов в зданиях, которые должны соответствовать стандартам высокой эффективности в течение 80–100 лет, предполагаемый срок службы такого компонента, как оконные рамы, имеет значение, поскольку одна полная замена узла фактически удвоит жизненный цикл продукта. воздействие.

Читайте также:
14 идей для ванных комнат в современном стиле

Хотя действительно трудно преодолеть неопределенность выбора одного предполагаемого срока службы для сборки без полного понимания контекста здания и режима обслуживания (Актас и Билек, 2012; Минне и Криттенден, 2015), сравнительный ОЖЦ облегчает изучение этой темы с помощью тестирование нескольких сценариев использования. Этот подход признает, что режимы технического обслуживания зависят от конкретного проекта, на него влияет ряд факторов (например, тип здания, местоположение, бюджет, использование) и что на результаты ОЖЦ будут влиять допущения, сделанные в процессе моделирования.

Моделирование окончания срока службы

При сравнении архитектурных сборок, состоящих из различных материалов, может возникнуть проблема с оценкой повторного использования материалов на протяжении жизненного цикла продукта, как это обсуждалось во многих статьях, в которых рассматривается вопрос распределения в менее сложных сборках материалов посредством расширения системы (Klöpffer 1996; Ekvall и др.). Tillman 1997; Ekvall 2000; Ekvall and Weidema 2004), практика, усложняющая сбор и интерпретацию данных (Werner and Richter 2000). В ответ на все более сложные продукты и сравнения методология ОЖЦ разработала множество методов распределения (Эквалл и Тиллман, 1997; Эквалл и Финнведен, 2001; Николсон и др., 2009; ЕС, 2010).

В строительном секторе вариативность подходов к распределению кредитов на утилизацию и последствий окончания срока службы создала проблемы для межматериальных и межотраслевых сравнений (SIS 2012; Leroy et al. 2012). Это особенно верно для строительных продуктов, которые содержат переработанные материалы или те, которые включают сбор и переработку материалов в конце срока службы. В настоящее время преобладают два метода: метод вторичного использования и метод вторичной переработки. Хотя выбор метода распределения оказывает большое влияние на результаты модели, в целом отсутствует консенсус относительно того, какой метод следует использовать (Frischknecht 2010; Hammond and Jones 2010; Wardenaar et al. 2012; Huang et al. 2013). .

Отсутствие консенсуса среди специалистов-практиков LCA приводит к трудностям интерпретации результатов данных в разных исследованиях, поскольку методы расчета различаются. Подход, основанный на содержании вторсырья, особенно сложно применять в случае таких металлов, как алюминий, поскольку он требует точного знания содержания вторсырья по массе в сборке, что трудно определить, когда доступность лома изменчива и лом используется в производстве. плавится без изменения эксплуатационных свойств (Schlesinger 2013; Puga et al. 2009; EAA 2013). По этой причине в металлургической промышленности предпочтение отдается методу вторичной переработки по окончании срока службы (Atherton 2007; Liu and Müller 2012; EAA 2013; PE International 2014) и все чаще используется как в отчетах по оценке жизненного цикла строительных материалов, так и всего здания, например в виде ЭПД (SIS 2012; ISO 14040:2006; ISO 14044:2006; ISO 21930:2006). С другой стороны, использование этого метода для строительных материалов может быть неточным, так как применение метода вторичной переработки по окончании срока службы к зданиям требует прогнозирования темпов рекультивации и последствий вторичной переработки в конце срока службы для длительного срока службы продукта (Хаммонд и Джонс). 2010).

Читайте также:
Чугуноплавильные печи - Inductotherm Corp.

Основной целью данного исследования является демонстрация важности долговечности и замены материала в общем влиянии жизненного цикла оконных рам в сборе. В отличие от предыдущих исследований, эта сравнительная оценка исследует несколько сценариев обслуживания и замены, чтобы проверить изменчивость воздействия на этапе использования в течение всего срока службы здания и более точно отобразить последствия выбора материала для проектирования. Второстепенной целью данного исследования является определение влияния практики моделирования конца срока службы на результаты ОЖЦ.

Объем

Функциональный блок

В этом исследовании рассматриваются четыре распространенных типа оконных рам: алюминиевые, деревянные, деревянные с алюминиевым покрытием и оконные рамы из непластифицированного ПВХ (ПВХ). Для сравнения различных вариантов материалов данные нормированы для материала, необходимого для изготовления рам на 1 м 2 видимого остекления. Остекление исключено из исследования, поскольку предполагается, что оно одинаково для всех типов окон.

Каждый вариант сборки оконной рамы рассматривается на весь срок службы здания. Предполагается, что срок службы здания составляет 80 лет, чтобы представить средний срок службы здания, а также провести сравнение исследований различных строительных систем и материалов (Preservation Green Lab, 2012; Министерство энергетики США, 2010).

Чтобы нормализовать производительность и обеспечить функциональную эквивалентность в течение всего срока службы здания, все оконные конструкции были спроектированы так, чтобы обеспечивать одинаковые тепловые характеристики (U значения между 1.5 и 1.6 Вт/м 2 K) и пропускание видимого света. Поскольку алюминий обладает высокой теплопроводностью, для достижения такого уровня тепловых характеристик потребовался выбор рамы с термическим разделением из инертного пластика. Стандартный размер окна для всех сборок составляет 1.6 × 1.3 м 2 с видимой поверхностью рамы 0.45 м 2 для металлопластиковых, ПВХ и деревянных рам и 0.48 м 2 для алюминиевых окон (Weidema et al. 2013). . Ожидается, что качество рамы будет соответствовать классу производительности R или LC Североамериканского стандарта оконных рам (NAFS) (рис. 1).

Типы кадров, слева направо: алюминий, дерево, дерево с алюминиевым покрытием и ПВХ.

Сервисная среда

Среда обслуживания для целей оценки предполагается в сельской местности, не в прибрежной зоне. Предполагается, что рамы являются частью сплошного вертикального фасада. Коррозия и ускоренная усталость материала из-за высокого уровня загрязнения атмосферы, конденсации или соли не рассматриваются в рамках данного исследования. В этом исследовании предполагается, что гидроизоляция по периметру и герметизация выполнены с надлежащим качеством изготовления, чтобы избежать скопления воды по периметру рамы. В равной степени предполагается, что для детализации зданий используется обычная передовая конструкция, чтобы предотвратить гальваническое воздействие в каркасах, содержащих металл.

Читайте также:
Как быстро и эффективно удалить краску своими руками: проверенные советы

Границы системы

Сборка оконной рамы включает в себя основной материал рамы и все дополнительные материалы, необходимые для сборки и установки, включая прокладки, уплотнители, внутреннюю фурнитуру, герметизацию, покрытие и отделку. Использовался коэффициент отсечки 1 % по массе, за исключением известных химических веществ, оказывающих сильное воздействие на окружающую среду при низких концентрациях. В этих случаях отсечение 1 % осуществлялось по удару. Человеческий труд, производство машин для производства и используемая инфраструктура выходят за рамки данного исследования. Предполагается, что транспортировка, как от места производства до строительной площадки, так и от строительной площадки до утилизации или переработки, сильно варьируется и не оказывает особого влияния, но была включена в соответствии с рыночными данными и проверена с помощью стандартного анализа неопределенности.

Показатели фазы использования рассчитываются путем умножения количества всех компонентов материала на количество установок, необходимых в течение срока службы здания. Труд, связанный с установкой и обслуживанием оконных рам, не включен в оценку воздействия на этапе использования и не рассматривается в рамках данного исследования.

Все сборки моделируются с использованием сценариев утилизации по окончании срока службы, настроенных на текущие темпы перенаправления и переработки отходов строительства и сноса (Doka 2007; Weidema et al. 2013). В этом сценарии утилизации некоторые материалы направляются на переработку, в том числе следующие: бумага (85 %), стекло (94 %), алюминий (90 %), сталь (75 %), ПЭТ (80 %) и ПВХ (20 %). %). Для бумаги, стекла и стали показатели сбора основаны на средних европейских показателях (Doka 2007). Показатели сбора для стали ниже, чем для алюминия, из-за экономической неэффективности сбора множества мелких стальных деталей, смешанных с другими материалами в сборках. В случае с алюминием и пластиком ставки были обновлены по сравнению со средними показателями по Европе, чтобы отразить уровень собираемости платежей по конкретным секторам (IAI 2014; VinylPlus 2014). Все оставшиеся материалы, не направляемые на переработку, затем моделируются с использованием типичной для Европы обработки отходов, при которой 88 % материалов отправляются на сжигание, а 12 % — на свалку (Weidema et al. 2013). Такие материалы, как древесина, при сжигании которых вырабатывается энергия, получают признание за то, что не производят энергии, которую они компенсируют, а также за бремя воздействия сжигания (рис. 2 и 3).

Читайте также:
25 веселых способов украсить желтыми аксессуарами и мебелью

Детали раздела и список ингредиентов: алюминиевое створчатое окно (оставил) и деревянные створки окна (правильно)

Информация о конопатке Большого Монреаля

туман на окне

Защита от запотевания термоса продлевает срок службы двойного остекления

туман на окне

Ваши окна больше не предлагают четкий, беспрепятственный вид, который должен был обеспечивать любое окно? Скопление тумана препятствует прозрачности ваших окон? Кольца отмечают плитку внутри стеклопакета? Получите удовольствие от нового окна, прозрачного, на 100% чистого с безупречными окнами, удалив отладку вашего термоса. Это с годами сохнет герметик твоего стеклопакета,

Заделка швов и инфильтрация воды

20 октября 2020

Проблемы с проникновением воды вокруг дверей и окон

Заделка швов и инфильтрация воды

Если старый треснувший, высохший и отслоившийся герметик часто является основной причиной проникновения воды вокруг дверей и окон, это не обязательно УНИКАЛЬНО. Есть много других, таких как состояние компонентов дверей и окон (рамы, фрезы, уплотнители вокруг окон-термосов и т. д.), проблемы с кровлей или ветхие уплотнители вокруг кирпичного, алюминиевого или винилового сайдинга. Поэтому это будет

Конденсат, туман на окне, зачеканка

20 октября 2020

Туман на окнах и конопатка

Конденсат, туман на окне, зачеканка

Запотевание окон зависит не только от заделки окон! Calfeutrage Elite отвечает на Северном берегу на вопрос, который нам часто задают зимой, и это миф! Проблемы с запотеванием стекол ваших окон? В Квебеке изменения температуры, которым мы подвергаемся в течение сезона, приводят к образованию тумана на наших окнах. Это миф, что недостаточное уплотнение

Зачеканка амортизируемой инвестиции

20 октября 2020

Замена уплотнительных швов экономически выгодна

Зачеканка амортизируемой инвестиции

Проникновение воздуха и воды – две основные причины, по которым производится повторная герметизация дверей и окон. Проверка состояния соединений вокруг проемов вашего здания должна быть частью вашей ежегодной программы профилактического обслуживания. Чтобы исправить это, не нужно ждать полного растрескивания швов вокруг проемов. Как только герметик высохнет и затвердеет и/или

20 октября 2020

Инфильтрация воздуха в доме и герметизация

Повышение энергоэффективности вашего дома, чтобы уменьшить ваши счета за отопление и улучшить ваш комфорт, зависит от небольших обследований, которые выявят слабые места дома. Обратите особое внимание на следующие области: утечки воздуха, пересохшие швы, недостаточная теплоизоляция стен, разорванные планки пола, невидимая часть ваших розеток, перегородка/пол (гладкий)

Читайте также:
Как правильно утеплить внутренние откосы пластиковых окон: простые и эффективные способы

Конопатка Montreal Laval для кондиционирования окружающего воздуха

20 октября 2020

Может ли быть опасно слишком много конопатить в доме?

Конопатка Montreal Laval для кондиционирования окружающего воздуха

Можете ли вы слишком много конопатить в своем доме и быть опасным для вашего здоровья? Вопрос законный, ответ неоднозначный. Источники загрязнения воздуха в доме многочисленны для одних неизбежных, для других неосознанных. Мы будем осторожны, чтобы не перепутать внутреннюю герметизацию, герметизацию утечек воздуха и изоляцию зданий, которые способствуют оптимизации комфорта обогрева помещений.

Зимняя конопатка

20 октября 2020

Затыкание окон: 10 очень коротких летних/зимних советов

Зимняя конопатка

В статье о чеканке на картинках, написанной Шоном, боссом Elite Calfing, вашего герметика на Северном берегу, не хватало этих очень быстрых советов для чтения. Не сворачивайте их до того, как начнете работать с окнами. Предисловие: Прежде всего обратите внимание, что зачеканка длится 12 месяцев в году. даже ХИВЕР! Зимняя зачеканка Да! Устранить инфильтрацию воздуха можно даже в холодную погоду! потому что холодный воздух или вода

Инфракрасная инфильтрационная термография воздуха

20 октября 2020

Термография, инфильтрация воздуха и инфильтрация воды

Инфракрасная инфильтрационная термография воздуха

Обнаружение утечек воздуха и инфильтрации воды Обнаружение утечек воздуха и инфильтрации сегодня требует высокотехнологичных инфракрасных камер, их принадлежностей и программного обеспечения для анализа, которое их сопровождает. Тепловая камера обнаруживает инфракрасное излучение, которое характеризует тепло. Полученные изображения превосходны, они выделяют холодные и умеренные – теплые области, указывающие на

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: