木材建筑循环利用的环境效益评估：基于重复使用同功能木材的生命周期分析

《Resources, Conservation and Recycling》：Designing for reuse in timber buildings: The environmental benefits of aligning the time of nature and time of use

本研究针对传统木材建筑生命周期评估未充分考虑重复使用同功能木材的问题，开展了基于重复使用同功能木材（RUSF）的生命周期评估。研究人员通过比较商业建筑"一切照旧"（BaU）和RUSF两种情景，发现RUSF情景下气候变化（GWP）可降低约13%，其他环境指标也有显著改善。该研究为木材建筑循环利用提供了量化依据，对推动建筑行业低碳转型具有重要意义。

　　

在全球建筑行业碳排放占比高达37%的严峻形势下，寻找可持续的建筑材料和技术路径成为当务之急。木材作为一种可再生资源，其碳储存特性和循环利用潜力备受关注。然而，当前对木材建筑环境效益的评估往往局限于单一生命周期，未能充分考虑木材重复使用的巨大潜力。传统评估方法将木材建筑视为一次性产品，在50年参考使用寿命（RSL）结束后即被拆除处理，这种"一切照旧"（BaU）模式未能充分体现木材作为可再生材料的独特优势。

在这项发表于《Resources, Conservation and Recycling》的研究中，研究团队创新性地提出了重复使用同功能木材（RUSF）的评估框架，对一栋5层商业木材建筑进行了全面的生命周期评估（LCA）。研究比较了BaU情景（两栋新建木材建筑）与RUSF情景（第一栋建筑木材在第二栋建筑中重复使用）的环境影响差异。

研究人员采用的关键技术方法包括：基于ISO 14040/14044标准的全生命周期评估框架，使用Ecoinvent 3.6数据库进行背景数据建模，应用EF 3.0方法进行生命周期影响评估（LCIA），考虑三种不同的木材回收率情景（最佳、中间、最差）和两种废料处理配置（焚烧或回收制成刨花板），并对系统边界进行了精确定义，涵盖了从原材料提取到最终处置的完整生命周期。

研究设计与方法

研究以丹麦一栋5层商业木材建筑为案例，采用柱梁结构系统，主要使用胶合木（glulam）、交叉层压木材（CLT）和单板层积材（LVL）。通过定义三种RUSF情景（最佳、中间、最差）和两种废料处理配置，构建了六种不同的循环利用方案。功能单位设定为建筑在100年内提供的商业服务，确保不同情景间的可比性。

环境影响评估结果

研究结果显示，所有RUSF情景均比BaU情景具有更好的环境表现。最佳情景（案例1B）可使全球变暖潜能（GWP）降低约13%，臭氧消耗潜能（ODP）降低19%，光化学臭氧形成潜能（POCP）降低25%，酸化潜能（AP）降低16%，淡水富营养化潜能（EP）降低24%，化石资源消耗潜能（ADP化石）降低17%。即使是最差情景（案例3A），各项环境指标也有明显改善。

敏感性分析与进一步优化

研究还探讨了将木材废料用于能源回收的潜在效益。结果表明，虽然能源回收可以带来额外的环境效益，但木材直接重复使用于建筑仍是最优选择。这强调了在木材价值链管理中，优先考虑材料重复使用的重要性。

标准与政策启示

研究指出，当前国际建筑标准（如ISO 15686系列和欧洲规范）将建筑参考使用寿命设定为50年，未能充分考虑木材建筑的实际寿命和重复使用潜力。同时，现有的生命周期评估标准（如EN15804）在核算木材碳储存和可再生特性方面存在局限，影响了木材建筑环境效益的准确评估。

该研究为木材建筑的环境效益评估提供了新的视角和方法论框架，证明通过优化设计促进木材重复使用，可以显著提升木材建筑的环境表现。研究结果对修订相关建筑标准和生命周期评估方法具有重要参考价值，为推动建筑行业向循环经济转型提供了科学依据。随着城市可持续发展需求的日益迫切，这种基于系统思维和价值链管理的木材建筑评估方法，将为低碳城市建设提供重要支撑。