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? 為了籌劃管道產(chǎn)物的性命周期而停止可連續(xù)性評估時，評估管道體系中一切資料對性命周期的影響很緊張。
? 腐化會招致管道內(nèi)徑隨光陰的增長而減少，并影響管道的Hazen-William摩阻系數(shù)，而PVC管道不必要附加資料來辦理耐腐化成績。
? 球墨鑄鐵管必要增加其余資料削減內(nèi)部和內(nèi)部腐化，好比內(nèi)部的水泥內(nèi)襯和內(nèi)部的聚乙烯掩護(hù)層，不外NSF只承認(rèn)水泥沙漿內(nèi)襯。水泥內(nèi)襯會由于偏轉(zhuǎn)和敲擊等行動腐化或零落，并漸漸磨損殆盡，此時管道內(nèi)的水將間接與沒有經(jīng)由過程NSF平安認(rèn)證的內(nèi)壁打仗。陰極掩護(hù)體系也是避免鑄鐵和球墨鑄鐵管腐化的辦法，但應(yīng)用不當(dāng)會惹起鑄鐵管的腐化。從另一個層面來說，和塑料管道比擬，應(yīng)用其余資料增長了產(chǎn)物的資本耗費、資料自己能耗和碳排放量。
? 鑄鐵、混凝土、陶土和玻璃纖維這些資料會碰到各類各樣的生效情勢，好比腐化、脆性、體系銜接性差和應(yīng)變?nèi)渥?，使得這些材質(zhì)的管道預(yù)期壽命只要50年乃至更短，而PVC重力流管道不會被生活污水和氣體腐化，預(yù)期壽命達(dá)100-300年。是以，PVC管道不必要頻仍調(diào)換，能夠應(yīng)用跨越100年，削減了這100年性命周期內(nèi)的資料自己能耗、潛伏的溫室效應(yīng)和溫室氣體排放（參見圖5、圖6）。
5.7 PVC管道制作工藝干凈高效
PVC管道制作效力高，水和動力耗費少。廢物和回用料（再研磨）能立刻間接用于再加工，幾乎沒有發(fā)生廢物。
? PVC管道擠出臨盆能耗較少，以是臨盆進(jìn)程對產(chǎn)物的全部周期影響很小；
? 循環(huán)水節(jié)水技巧的應(yīng)用證實PVC行業(yè)連續(xù)改良和進(jìn)步效力的許諾。
鑄鐵廠能耗絕對高，球墨鑄鐵管臨盆重要應(yīng)用的資料是廢金屬、合金資料、沙和粘接金屬。
5.8 PVC管道碳排放量更低
將管道從臨盆地運輸?shù)窖b置地必要耗費動力，為滿意管道的調(diào)換和開辟的需要，美國和加拿大在全國各地都有PVC管道工場，如許既削減了運輸?shù)挠绊懹挚s短了臨盆地和裝置地的間隔。是以，由于運輸間隔短和自己質(zhì)輕（每英尺是球墨鑄鐵管的1/4），每裝置一英尺的PVC管道，運輸發(fā)生的碳排放量比金屬管和混凝土管更低。
5.9 PVC管道本錢低、裝置影響低
? PVC管道質(zhì)輕耐用，而裝置管道的設(shè)備負(fù)載更低、所需職員更少，是以削減了裝置的本錢，同時削減了溫室氣體的排放和對情況的其余影響。
? 裝置給水和污水管道平日要用到施工設(shè)備。比擬PVC管道，裝置分量更大的球墨鑄鐵管和混凝土管必要更重的設(shè)備和更多的職員，裝置的光陰更長，發(fā)生的情況影響更大。實地研討發(fā)明，PVC管道的裝置光陰比同尺寸的混凝土管道削減30%。
5.10 PVC管道的操縱、培修和節(jié)能
? 配水體系必要較大容量的水泵輸水。在全部應(yīng)用性命周期內(nèi)，PVC管道運送水所需的能量堅持穩(wěn)固，而金屬管道內(nèi)外面會由于腐化、透露和內(nèi)部分化而漸漸粗拙，所需泵能響應(yīng)變得更高。是以，比擬起來，PVC管道在全部應(yīng)用性命周期內(nèi)都在勤儉本錢和低落碳排放量（參見圖7）。
? 8”DR25的管道，PVC給水管本錢比球墨鑄鐵管低近60%。
? 與鐵管和混凝土管比擬，PVC管不會被腐化。管道腐化會增長管道生效、漏水的危險，低落給水舉措措施的歷久可連續(xù)性。
? 管道的耐久性和耐腐化性極大地影響性命周期內(nèi)對情況的影響，此中腐化影響了75%的水利舉措措施。在中等腐化性泥土中，球墨鑄鐵管只能保持11-14年的應(yīng)用壽命，在100年的周期內(nèi)要屢次調(diào)換，是以帶來的情況影響是PVC管道的7倍。
? 地動惹起地表挪動招致的毛病與管道資料的剛度成正比。柔韌性資料管道，如PVC管道，在地動中毛病率比剛性資料管道低得多。
6 總結(jié)
根據(jù)性命周期評估成果和分歧管道資料的文獻(xiàn)綜述，PVC管道可在各類水利舉措措施名目中應(yīng)用，并且在全部應(yīng)用壽命期限內(nèi)具備本錢上風(fēng)，是以它比別的資料管道更具備競爭上風(fēng)。別的，PVC管道的重要機(jī)能，如耐腐化、高耐久性、抗震性等，有利于水利舉措措施的歷久可連續(xù)性應(yīng)用。
（翻譯：永高株式會社 孫富麗 錢楊；
校訂：國度化學(xué)修建資料測試中間（建工測試部） 李巖）
擇要：2017“PVC給水與污水管道的性命周期評估及分歧管道資料絕對可連續(xù)性闡發(fā)”是初次根據(jù)100年性命周期的評估辦法，對北美公開管道體系停止周全的情況影響性評估。本文是根據(jù)性命周期評估（LCA）尺度停止的PVC管道研討。PVC管道LCA要相符相干請求，如性命周期評估尺度（ISO 14040系列尺度），環(huán)保產(chǎn)物申明（EPD，ISO 14025尺度），NSF自力認(rèn)證（滿意“PVC管材和管件能夠耐慣例給水和污水體系中的化學(xué)物資，避免排泄或開釋到泥土和地表水中，PVC管道沒有任何已知的化學(xué)物資從管材析出到給水體系中，產(chǎn)物臨盆進(jìn)程中也不會發(fā)生已知的毒性影響”的請求）。別的，還要接收性命周期評估和輸配水體系國內(nèi)專家小組的嚴(yán)厲評估。PVC管道行業(yè)LCA闡發(fā)及其余性命周期闡發(fā)辦法獲得的成果表現(xiàn)，PVC管道具備情況和經(jīng)濟(jì)兩重上風(fēng)，能夠滿意大眾事業(yè)和市政水利根基舉措措施應(yīng)用需要。LCA和本文研討成果注解，從性命周期和碳排放量角度來說，PVC管道與其余資料管道比擬，對情況影響更低，如資料自己能耗低、應(yīng)用階段能耗更低、應(yīng)用壽命更長。對付工程師和市政決策者來說，懂得管道資料全部性命周期特征，應(yīng)用最新、最全的數(shù)據(jù)評估性命周期內(nèi)塑料管道對社區(qū)情況影響很緊張。今朝公開管道資料腐化和水質(zhì)成績重大，本文將研討成果出現(xiàn)給"大眾和水行業(yè)，旨在夸大今后國度根基舉措措施所面對的重大成績。
1 目的
本文周全先容了PVC管道LCA評估數(shù)據(jù)，目的是將PVC管道LCA評估成果毫無保留地先容給輸水、配水、生活污水和雨水排放行業(yè)。LCA和EPD支撐2010年美國情況掩護(hù)署（USEPA）干凈水和飲用程度安根基舉措措施可連續(xù)性政策，及2015年美國情況掩護(hù)署對付氣候變化的國度水名目，以確保水資本根基舉措措施應(yīng)用的歷久可連續(xù)性。本文基于可選管道產(chǎn)物的公開可用信息，對可選管道停止比擬評估。
PVC管道LCA研討由可連續(xù)辦理方案公司（SSC）牽頭，該公司是公認(rèn)的情況影響和性命周期評估方面的專家。為了確保透明度，Uni-Bell PVC管道協(xié)會拜托SSC對通用的水運送和分派、污水和雨水網(wǎng)絡(luò)用PVC管道停止自力的LCA評估。北美PVC管道LCA評估的實現(xiàn)和PVC管道EPD的宣布，使得PVC管道性命周期影響和效益得以完整公開。
LCA和EDP支撐USEPA對付飲用程度安和氣候變化目的以實現(xiàn)給水體系歷久可連續(xù)性。數(shù)據(jù)來源于7家臨盆企業(yè)和21個臨盆車間，代表了美國和加拿大70%的管道制作能力。性命周期體系辦法不只存眷管道資料、籌劃、裝置和可連續(xù)運轉(zhuǎn)100年，還包括考核資料、臨盆、裝置、應(yīng)用和壽命停止，摸索籌劃、施工和可連續(xù)性等方面身分，辦理耐久性、腐化、動力應(yīng)用和其余成績，闡發(fā)各類身分對修建應(yīng)用、標(biāo)準(zhǔn)和尺度的影響。從LCA/EPD成果和性命周期本錢來看，PVC管道在水利大眾根基舉措措施扶植方面具備明顯上風(fēng)。
猶他州立大學(xué)的一份研討注解，鑄鐵管因腐化而生效是很廣泛的成績，75%的大眾舉措措施會遭到腐化性泥土的腐蝕。根據(jù)2011年AWWA水查詢拜訪基金會（WRF）的一份研討注解，最薄的DI管（代表有延展性的球墨鑄鐵管）在中等腐化性泥土中的估計應(yīng)用壽命為11-14年。為了削減腐化，DI管至多要在內(nèi)層附上水泥內(nèi)襯和在外層籠罩聚乙烯包覆層（包括抗菌劑和揮發(fā)性腐化抑制劑）。但如許就增長了資本耗費、自己能耗和碳排放量。評估管道的可連續(xù)性時，必需懂得和評估管道體系中一切資料的性命周期影響。
抉擇管材時，斟酌資料的自己腐化很緊張。鐵質(zhì)管道在應(yīng)用壽命范圍內(nèi)，內(nèi)部腐化的積累招致內(nèi)外面粗拙，從而不斷增長輸水動力本錢。PVC管道內(nèi)外面滑膩，輸水能耗穩(wěn)固。是以，PVC管道在全體應(yīng)用性命周期內(nèi)更勤儉本錢，且碳排放量更低。
在地動變亂中，柔性管道（如PVC管）的生效力比剛性資料管道低。PVC管道能破裂和反復(fù)應(yīng)用7-8次，進(jìn)步應(yīng)用壽命，低落情況影響。PVC管道工場散布普及北美，運輸間隔短、自重輕，碳排放量比金屬管和混凝土管更低，在低落運輸本錢的同時，滿意了各地管道的調(diào)換和應(yīng)用。
2 功效單元的100年壽命
“PVC給水與污水管道的性命周期評估及分歧管道資料可連續(xù)性比擬闡發(fā)”研討，聚焦于給水及污水根基舉措措施用PVC管道的情況影響、效益及可連續(xù)性的周全評估。為了量化PVC管道的情況影響，采納LCA辦法對PVC管道性命周期各個階段的情況影響停止了透辟地闡發(fā)。根據(jù)今朝全部水利體系的環(huán)保請求，本文綜合闡發(fā)了PVC管道的情況影響，論證了PVC管道在給水和污水體系中對情況的緊張進(jìn)獻(xiàn)。近來，許多行業(yè)研討證實了PVC管道壽命可跨越100年。實際上，供水和污水行業(yè)也歷久致力于將公開管道體系的壽命基準(zhǔn)晉升至100年，是以聯(lián)合二者，LCA應(yīng)用100英尺長管道作為功效單元，壽命為100年。
別的，“PVC給水與污水管道的性命周期評估及分歧管道資料絕對可連續(xù)性闡發(fā)”研討也異常重視PVC管道體系從“搖籃到墳?zāi)埂钡娜啃悦芷谶M(jìn)程。根據(jù)可選管道產(chǎn)物已知的公開數(shù)據(jù)，全部研討涵蓋了這些產(chǎn)物的性命周期信息及其相干的比擬評估。由于分歧資料機(jī)能的差異性，是以比擬它們對情況和能耗的影響和效益比擬繁雜，且具備挑戰(zhàn)性。
由于曩昔只能裝置厚壁灰色鑄鐵管，以是并未斟酌其情況影響?，F(xiàn)在該管道已停產(chǎn)，是以必要幫助資料能力延伸其應(yīng)用壽命。假如調(diào)換這些管道，要側(cè)重斟酌所選資料及其情況影響和性命周期本錢。因短缺其余管道資料公開、精確的信息，限定了用戶對管道產(chǎn)物的抉擇。比方，PVC管道壽命長、耐腐化，無需增加別的資料來削減腐化及延伸應(yīng)用壽命，而球墨鑄鐵管為了到達(dá)50年的應(yīng)用壽命，必要附加如水泥內(nèi)襯和外涂層等資料來抵抗腐化，而這些附加資料異樣也會增長對情況的影響。
“性命周期本錢和資產(chǎn)管理調(diào)換籌劃”的全體觀點與目的是在堅持失常應(yīng)用程度的情況下將性命周期本錢降至最低。核算性命周期本錢時，首先要斟酌管道體系資料本錢和資料預(yù)期壽命內(nèi)腐化的影響。與PVC及其余管道資料比擬，球墨鑄鐵管不只初始本錢高，并且腐化和內(nèi)部水泥內(nèi)襯的分化惹起的管道應(yīng)用機(jī)能降低，使其運轉(zhuǎn)本錢、培修本錢和運送本錢絕對更高，調(diào)換更頻仍。
PVC管道的環(huán)保申明和北美PVC管道行業(yè)的LCA研討完整公開供給了PVC管道的性命周期影響和效益。PVC管道完整依照ASTM、AWWA、AASHTO、CSA和 NSF國內(nèi)尺度和認(rèn)證臨盆、裝置，確保產(chǎn)物到達(dá)品質(zhì)和平安性的最高尺度。
3 性命周期評估內(nèi)容
性命周期評估內(nèi)容包括：
? 采納相符國內(nèi)尺度化構(gòu)造ISO 14040系列尺度的性命周期評估辦法量化情況影響成果；
? PVC管道性命周期每一個階段的相干影響研討；
? 評估應(yīng)用當(dāng)代技巧臨盆的PVC管道產(chǎn)物的LCA；
? 管道應(yīng)用階段特征和機(jī)能研討；
? 裝置辦法研討；
? PVC回用料含量研討；
? 調(diào)換管道資料有用的情況影響數(shù)據(jù)研討，以充足懂得管道體系的可連續(xù)性。
4 PVC管道LCA ISO尺度辦法的緊張內(nèi)容
根據(jù)國內(nèi)尺度化構(gòu)造性命周期評估ISO 14040系列尺度樹立的性命周期清單（LCI）和性命周期影響評估(LCIA)尺度，北美PVC管道行業(yè)LCA研討的緊張內(nèi)容包括：
? 環(huán)保產(chǎn)物申明（EPD）中公開頒發(fā)的LCA研討成果，相符ISO 14025尺度，并經(jīng)NSF構(gòu)造根據(jù)“北美污水和雨水（重力）用管道體系產(chǎn)物分類規(guī)矩”的附錄停止自力驗證；
? 由自力的行業(yè)和LCA專家組停止評估，確定本研討相符國內(nèi)LCA尺度；
? LCA和EPD供給PVC管道全部性命周期的綜合情況影響；
? 出書的EPD彌補(bǔ)了現(xiàn)有實驗及PVC管道的NSF認(rèn)證，證實PVC管道對飲用水無毒，對康健無晦氣影響。
5 PVC管道可連續(xù)性和情況效益的緊張發(fā)明
原資料是評估管道可連續(xù)性的重要斟酌身分，包括以下：
5.1 PVC管道不克不及含有及析出鉛或其余有毒物資
? 從1955年初次應(yīng)用開端到20世紀(jì)60年月的廣泛應(yīng)用，PVC管道行業(yè)在晉升機(jī)能的同時不停在開辟新的、更平安的資料。
? PVC管道不含DEHP或其余鄰苯二甲酸酯類等增塑劑。
? PVC管道不含鉛。
? 球墨鑄鐵管臨盆會排放大批有毒物資，如鉛、汞、錳、鋅、鉻化合物、三甲胺、二甲苯、甲醇和苯酚，被腐化的鐵管會損壞水質(zhì)。
? 鐵制飲水管中的細(xì)菌和菌膜是引發(fā)水流傳疾病的罕見緣故原由，同時也會腐化鐵管和水泥管。PVC管道不被細(xì)菌和菌膜腐化，也不會繁殖細(xì)菌。
5.2 PVC高效收受接管應(yīng)用
PVC產(chǎn)物平日是可收受接管的，尤其是應(yīng)用于可收受接管根基舉措措施范疇內(nèi)，可完整收受接管。有研討注解：
? PVC管道可收受接管再臨盆高達(dá)8次，且機(jī)械機(jī)能沒有明顯低落。
? 假如管道中參加50%-60%的再生PVC，在管道性命周期中原資料的本錢可低落50%。管道性命周期內(nèi)回用料對情況影響微不足道。環(huán)保修建周刊（Environmental Building News）的一篇文章提到，根據(jù)綠色標(biāo)準(zhǔn)請求，鑄鐵管因其資料自己內(nèi)訌高、凈化重大而被更綠色環(huán)保的PVC排水管代替。
? 水泥行業(yè)是世界上第三大溫室氣體排放行業(yè)，水泥廠的二氧化碳排放跨越環(huán)球總量的5%。臨盆混凝土管道所發(fā)生的溫室氣體排放量高于PVC管道，是以抉擇管道資料要周全評估全部周期內(nèi)的一切關(guān)鍵。
? PVC是惰性資料，不容易分化，以是即就是管道到了應(yīng)用壽命而被拋棄，對情況的影響也是異常小的。不外PVC管道是可完整收受接管的，以是應(yīng)用壽命到了今后還能夠發(fā)掘進(jìn)去收受接管，經(jīng)由過程加工摻入到各類新的乙烯基產(chǎn)物中，包括壁板、窗、蓋板等其余產(chǎn)物，如斯也低落了新產(chǎn)物臨盆對情況的影響。
5.3 PVC管道耐腐化、外面滑膩，可歷久節(jié)儉動力
? 管道應(yīng)用進(jìn)程中，壓力管道體系的輸水能耗是影響情況的一個緊張的潛伏身分，PVC管道內(nèi)壁滑膩有助于將這類情況影響最小化。別的，PVC具備耐腐化性，以是在全部管道體系籌劃應(yīng)用壽命范圍內(nèi)，比擬有腐化偏向的管道資料，應(yīng)用PVC管道削減了水泵的動力耗費且勤儉了經(jīng)營本錢。
? 愈來愈多的大眾事業(yè)單元和地方政府將溫室氣體減排目的作為歷久計謀的一部分。市政水處理和運送體系必要大批動力用于水運送，此中飲用水運送和污水處理單元的動力耗費占到了市政動力耗費的30%-40%。是以，將來的管道體系應(yīng)抉擇一種自己情況影響低、管壁連續(xù)滑膩管道，有助于大眾事業(yè)單元和地方政府的動力耗費最小化（異樣可削減溫室氣體排放）。
? LCA對分歧資料管道的應(yīng)用壽命停止了廣泛研討。根據(jù)申報、研討和頒發(fā)的文獻(xiàn)，球墨鑄鐵管應(yīng)抉擇50年作為籌劃應(yīng)用壽命。曩昔曾抉擇100年，但如許資料自己的能耗會更高，由于在這100年內(nèi)至多必要調(diào)換一次管道，假如不調(diào)換，在后50年里，管道內(nèi)層摩阻增長，供水壓力低落，摩擦力增長，將招致輸水本錢增大；另一方面，50年調(diào)換的管道摩阻系數(shù)明顯小于100年的管道。如24英寸的鑄鐵管，50年換一次，動力耗費為144100MJ/100’/100年，100年調(diào)換一次（固然在大多數(shù)情況下不現(xiàn)實），動力耗費為162300MJ/100’/100年（參見圖1、圖2）。
? 運送量損失和運送本錢高不是由于鐵管與PVC管內(nèi)徑分歧，更多的是由于鐵管腐化、透露和結(jié)垢會招致管道不圓度增長和供水壓力降低。
? 現(xiàn)有公開可用LCA文獻(xiàn)注解，與其余資料管道比擬，PVC管道能夠低落資料自己和應(yīng)用階段的影響。
5.4 重力流輸水的PVC管道水力效力更高
? 與其余管道比擬較，在雷同的斜度下，重力流管道PVC資料具備更大的水力上風(fēng)。換而言之，PVC管道鋪設(shè)坡度小于其余資料管道，仍能到達(dá)最低速率請求。由于其更好的水力效力，較小口徑的PVC管道能夠代替其余資料稍大口徑的管道，具備雷同或許更大的流暢能力（參見圖3、圖4）。
5.5 PVC管道的認(rèn)證和ISO尺度
? LCA能加倍綜合、公開地闡發(fā)產(chǎn)物全部壽命進(jìn)程的情況影響，是一個比繁多屬性請求（像收受接管身分含量）更好的環(huán)保機(jī)能目標(biāo)。有些資料，比方金屬，收受接管時耗能大，且與原生金屬加工比擬，再加工進(jìn)程會開釋額定的有毒氣體。往后，致力于低落情況影響的采購方和水利體系籌劃者都邑將驗證過的LCA成果和EPD認(rèn)證作為環(huán)保機(jī)能的實在基準(zhǔn)。
? 球墨鑄鐵管的SMaRT認(rèn)證并不相符相干的ISO情況認(rèn)證尺度的公開性請求。產(chǎn)物的環(huán)保信息沒有表露、認(rèn)證沒有可比性、性命周期影響數(shù)據(jù)沒有供給，根據(jù)14025尺度，SMaRT認(rèn)證不適用于一切資料的管道。
? 球墨鑄鐵管道SMaRT認(rèn)證短缺公開性，障礙了消費者充足懂得其產(chǎn)物可連續(xù)性的請求。未經(jīng)驗證就被推行成“綠色”產(chǎn)物的行動，其實是一種“掩飾”。
5.6 PVC塑料管道行業(yè)發(fā)展從重產(chǎn)能向重品德改變
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