Năng lượng thể hiện của vật liệu xây dựng là gì?

Năng lượng thể hiện của vật liệu xây dựng là tổng năng lượng không thể tái tạo hoặc năng lượng sơ cấp (carbon giải phóng) được sử dụng trong toàn bộ vòng đời của nó, tức là khai thác, sản xuất, xây dựng, bảo trì và thải bỏ. Nói cách khác, nó là tổng lượng phát thải khí nhà kính …

Nói cách khác, nó là tổng lượng phát thải khí nhà kính do vật liệu gây ra trong vòng đời của nó.

Năng lượng hiện thực là một thông số được đánh giá để đánh giá vòng đời của một tòa nhà và có liên quan trực tiếp đến tính bền vững của môi trường được xây dựng.

Bài viết này thảo luận về năng lượng hiện thân của vật liệu xây dựng và mục đích của chúng.

Các loại năng lượng được nhúng hoặc Carbon được nhúng

Năng lượng hiện thực hoặc lượng khí thải carbon được nghiên cứu và đo lường liên quan đến các tòa nhà như:

1. Năng lượng thể hiện ban đầu
2. Năng lượng thể hiện định kỳ
3. Năng lượng hoạt động

Năng lượng được thể hiện ban đầu

Đây là năng lượng không tái tạo được tiêu thụ trong quá trình thu mua nguyên liệu, chế biến, sản xuất, vận chuyển và xây dựng.

Ví dụ, một cửa sổ bằng thép sở hữu năng lượng thể hiện ban đầu từ việc khai thác quặng, sản xuất, vận chuyển, chế tạo và vận chuyển đến địa điểm xây dựng. Năng lượng thể hiện ban đầu bị ảnh hưởng bởi nguồn, loại và bản chất của vật liệu xây dựng.

Năng lượng nhúng định kỳ

Đây là năng lượng không thể tái tạo được tiêu thụ để bảo trì, sửa chữa, phục hồi, tân trang hoặc thay thế vật liệu, thành phần hoặc hệ thống trong vòng đời của tòa nhà.

Nó bị ảnh hưởng bởi độ bền và khả năng bảo dưỡng của vật liệu xây dựng, hệ thống và thành phần được lắp đặt trong tòa nhà và tuổi thọ của tòa nhà.

Năng lượng hoạt động

Đó là năng lượng định kỳ được tiêu thụ trong các tòa nhà để sưởi ấm, làm mát, thông gió và chiếu sáng, được thu nhận bởi các hệ thống năng lượng thụ động hoặc chủ động.

Năng lượng vận hành tăng lên theo tuổi của tòa nhà và theo thời gian, năng lượng thể hiện ban đầu trở nên không đáng kể.

Năng lượng thể hiện ban đầu là trọng tâm chính trong ngành xây dựng. Ví dụ, bê tông là vật liệu do con người tạo ra nhiều nhất trên thế giới, nơi sản xuất xi măng tạo ra ~ 7% lượng khí thải CO ₂ trên thế giới và là nguyên liệu đóng góp lớn nhất cho lượng carbon trong môi trường xây dựng.

Các-bon thể hiện dự kiến ​​sẽ chiếm gần 50% tổng lượng khí thải các-bon của các công trình xây dựng mới từ nay đến năm 2050 (Báo cáo Hiện trạng Môi trường Toàn cầu của LHQ 2017; Triển vọng Năng lượng Quốc tế EIA 2017). Đây là nguyên nhân chính gây ra các tác động môi trường như cạn kiệt tài nguyên, sản xuất khí nhà kính và suy thoái môi trường.

Năng lượng thể hiện ban đầu được biểu thị bằng đơn vị Mega Joules (MJ) hoặc Giga Joules (GJ) trên một đơn vị trọng lượng hoặc diện tích. Việc tính toán năng lượng thể hiện là một quá trình phức tạp và bị ảnh hưởng bởi vị trí địa lý của công nghệ được sử dụng để sản xuất và phương pháp sản xuất.

Các điều kiện ranh giới của năng lượng được thể hiện

Theo Kiểm kê Carbon và Năng lượng (ICE), Đại học Bath, 2008, năng lượng thể hiện có thể được phát biểu theo các điều kiện biên:

• ‘Cradle-to-Gate’: từ khai thác nguyên liệu đến cổng sản xuất.
• ‘Cradle-to-Site’: từ khai thác vật liệu đến địa điểm xây dựng.
• ‘Cradle-to-Grave’: từ khai thác vật liệu đến cuối cuộc đời.

ICE xem xét các điều kiện ranh giới Cradle-to-Gate để cung cấp dữ liệu chung về vật liệu xây dựng. Để phân tích chi tiết, các điều kiện ranh giới Cradle-to-Site có thể được xem xét.

Mục tiêu của việc nghiên cứu năng lượng hiện thân của vật liệu xây dựng

Mối quan tâm lớn nhất đối với các kỹ sư dân dụng và kiến ​​trúc sư là giảm lượng khí thải carbon từ các tòa nhà. Nghiên cứu và đo lường năng lượng thể hiện hoặc carbon được tích hợp trong vật liệu xây dựng là điều cần thiết để tạo ra các dự án có ý thức về môi trường hơn.

Đánh giá Vòng đời (LCA) là một công cụ hữu ích được sử dụng để xác định các vấn đề trong vòng đời của một tòa nhà có ảnh hưởng nhiều nhất đến môi trường. Việc đánh giá có thể yêu cầu so sánh các vật liệu khác nhau có cùng chức năng. Ví dụ, so sánh kết cấu khung thép, gỗ hoặc bê tông.

Hiểu được năng lượng thể hiện của vật liệu được sử dụng trong kiến ​​trúc và xây dựng dẫn đến các quyết định bền vững hơn là các quyết định thời trang hoặc dựa trên lợi nhuận. Bảng-1 dưới đây cung cấp dữ liệu được lựa chọn từ Kiểm kê Carbon và Năng lượng (ICE) do Đại học Bath (Anh) chuẩn bị.

Trong số tất cả các vật liệu xây dựng, sản xuất xi măng, nhôm và thép tiêu thụ một lượng lớn năng lượng không thể tái tạo và do đó cần được sử dụng cẩn thận trong khi xây dựng một tòa nhà.

Giảm năng lượng thể hiện trong một tòa nhà bao gồm việc áp dụng các vật liệu sẵn có tại địa phương, thiết kế tòa nhà để bảo trì thấp, nâng cao tính linh hoạt trong sử dụng và thiết kế tòa nhà cho các điều kiện khí hậu thích hợp.

Câu hỏi thường gặp