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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)部的聚乙烯掩護層，不外NSF只承認水泥沙漿內(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平安認證的內(nèi)壁打仗。陰極掩護體系也是避免鑄鐵和球墨鑄鐵管腐化的辦法，但應用不當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、體系銜接性差和應變?nèi)渥?，使得這些材質(zhì)的管道預期壽命只要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，預期壽命達100-300年。是以，PVC管道不必要頻仍調(diào)換，能夠應用跨越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，以是臨盆進程對產(chǎn)物的全部周期影響很??；
? 循環(huán)水節(jié)水技巧的應用證實PVC行業(yè)連續(xù)改良和進步效力的許諾。
鑄鐵廠能耗絕對高，球墨鑄鐵管臨盆重要應用的資料是廢金屬、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，而裝置管道的設備負載更低、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，所需泵能響應變得更高。是以，比擬起來，PVC管道在全部應用性命周期內(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綜述，PVC管道可在各類水利舉措措施名目中應用，并且在全部應用壽命期限內(nèi)具備本錢上風，是以它比別的資料管道更具備競爭上風。別的，PVC管道的重要機能，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)性應用。
（翻譯：永高株式會社 孫富麗 錢楊；
校訂：國度化學修建資料測試中間（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物資從管材析出到給水體系中，產(chǎn)物臨盆進程中也不會發(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)濟兩重上風，能夠滿意大眾事業(yè)和市政水利根基舉措措施應用需要。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、應用階段能耗更低、應用壽命更長。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、動力應用和其余成績，闡發(fā)各類身分對修建應用、標準和尺度的影響。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。
猶他州立大學的一份研討注解，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管道能破裂和反復應用7-8次，進步應用壽命，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獻。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晉升至100年，是以聯(lián)合二者，LCA應用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“搖籃到墳墓”的全部性命周期進程。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用壽命，而球墨鑄鐵管為了到達50年的應用壽命，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用機能降低，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)尺度和認證臨盆、裝置，確保產(chǎn)物到達品質(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；
? 評估應用當代技巧臨盆的PVC管道產(chǎn)物的LCA；
? 管道應用階段特征和機能研討；
? 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彌補了現(xiàn)有實驗及PVC管道的NSF認證，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年初次應用開端到20世紀60年月的廣泛應用，PVC管道行業(yè)在晉升機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管道不被細菌和菌膜腐化，也不會繁殖細菌。
5.2 PVC高效收受接管應用
PVC產(chǎn)物平日是可收受接管的，尤其是應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8次，且機械機能沒有明顯低落。
? 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)綠色標準請求，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)的一切關鍵。
? PVC是惰性資料，不容易分化，以是即就是管道到了應用壽命而被拋棄，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，以是應用壽命到了今后還能夠發(fā)掘進去收受接管，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
? 管道應用進程中，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用壽命范圍內(nèi)，比擬有腐化偏向的管道資料，應用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用壽命停止了廣泛研討。根據(jù)申報、研討和頒發(fā)的文獻，球墨鑄鐵管應抉擇50年作為籌劃應用壽命。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文獻注解，與其余資料管道比擬，PVC管道能夠低落資料自己和應用階段的影響。
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。換而言之，PVC管道鋪設坡度小于其余資料管道，仍能到達最低速率請求。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)保機能目標。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認證作為環(huán)保機能的實在基準。
? 球墨鑄鐵管的SMaRT認證并不相符相干的ISO情況認證尺度的公開性請求。產(chǎn)物的環(huán)保信息沒有表露、認證沒有可比性、性命周期影響數(shù)據(jù)沒有供給，根據(jù)14025尺度，SMaRT認證不適用于一切資料的管道。
? 球墨鑄鐵管道SMaRT認證短缺公開性，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
下一個新聞資訊：含平面缺陷的壓力管道在靜載下的可靠性指標
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