殷 濤，梅聰健

（湖北廣盛建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，湖北 宜昌 443003）

0 引言

在過(guò)去的幾十年中，由于經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，城鎮(zhèn)化率迅速提升，建筑規(guī)模不斷擴(kuò)大，導(dǎo)致我國(guó)建筑領(lǐng)域碳排放持續(xù)增長(zhǎng)。根據(jù)國(guó)內(nèi)外相關(guān)機(jī)構(gòu)研究統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)階段我國(guó)建筑領(lǐng)域碳排放量約占社會(huì)總體排放量的 40 %，其中建筑運(yùn)行階段約占 21 %，建材生產(chǎn)及運(yùn)輸階段約占 18 %，建筑建造及拆除階段約占 1 %。根據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)測(cè)算，按照現(xiàn)有政策及建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)建筑領(lǐng)域碳排放將于 2038 年左右達(dá)到峰值。結(jié)合目前我國(guó)建筑規(guī)模及用能需求持續(xù)增長(zhǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，建筑領(lǐng)域碳排放要實(shí)現(xiàn) 2030 年達(dá)峰面臨巨大挑戰(zhàn)。

建筑領(lǐng)域碳排放按建筑全壽命周期大致可分為：建材生產(chǎn)及運(yùn)輸、建造及拆除、運(yùn)行（見(jiàn)圖 1）三個(gè)階段。

圖1 建筑全壽命周期示意圖

1 碳排放對(duì)比——項(xiàng)目介紹

1.1 工程概況

大家·晴川明月居住項(xiàng)目位于宜昌市西陵區(qū)東湖一路與珍珠路交匯處，總建筑面積為 106 935.28 m2，由 6 棟高層住宅、兩層地下室、沿街商業(yè)及附屬工程組成，1 #、3 #、7 # 樓為 34 F、2 # 樓為 30 F，5 # 樓為 22 F，6 # 樓為 33 F。本項(xiàng)目含傳統(tǒng)現(xiàn)澆和裝配式兩種建造方式。其中 3 #、6 # 為裝配式建筑（見(jiàn)圖 2），按照《宜昌市裝配式建筑裝配率計(jì)算細(xì)則（試行）》［1］計(jì)算裝配率為50 %，全裝修交付。1#、2#、5#、7# 樓為傳統(tǒng)現(xiàn)澆工藝，毛坯交付。裝配式建筑采用預(yù)制混凝土（PC）構(gòu)件類(lèi)型有：預(yù)制疊合樓板、預(yù)制陽(yáng)臺(tái)板、預(yù)制樓梯。

圖2 項(xiàng)目樓棟區(qū)分圖

1.2 對(duì)比塔樓選取

項(xiàng)目 6 棟住宅樓均由 105 m2（B 戶(hù)型）、124 m2（A戶(hù)型）、143 m2（C 戶(hù)型）三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化戶(hù)型（如圖 3 所示）拼裝組合而成。本次 3# 樓采用裝配式建造，裝配率為 50 %，建筑面積 15 444.90 m2，標(biāo)準(zhǔn)層面積為 453.48 m2，建筑高度 99.45 m；7 # 樓采用傳統(tǒng)現(xiàn)澆工藝建造，建筑面積 15 591.58 m2，標(biāo)準(zhǔn)層面積為 453.48 m2，建筑高度 99.45 m。3 # 樓和 7# 樓標(biāo)準(zhǔn)層戶(hù)型一致，均為 AB 戶(hù)型。

圖3 項(xiàng)目樓棟區(qū)分圖

2 碳排放對(duì)比—計(jì)算依據(jù)

2.1 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范選取

依據(jù) GB/T 51366－2019《建筑碳排放計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)》［2］、GB/T 2589－2020《綜合能耗計(jì)算通則》［3］。本項(xiàng)目樓棟執(zhí)行相同的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)層戶(hù)型、建筑體量等因素相同，本次計(jì)算 3 # 樓和 7 # 樓在建材生產(chǎn)及運(yùn)輸、建造兩個(gè)階段的碳排放情況，對(duì)比分析采用裝配式建造的 3 # 樓與現(xiàn)澆工藝的 7 # 樓碳排放差異。同時(shí)，由于 3 # 樓采用裝配式建筑（建造過(guò)程考慮全裝修），則對(duì)全裝修和擬采用二次裝修碳排放情況進(jìn)行測(cè)算。

2.2 計(jì)算范圍及原理

建筑建造階段的碳排放應(yīng)包括完成各分部分項(xiàng)工程施工產(chǎn)生的碳排放和各項(xiàng)措施項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程產(chǎn)生的碳排放。以下公式編號(hào)均引用 GB/T 51366－2019《建筑碳排放計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)》的公式編號(hào)。

1）建筑建造階段的碳排放量應(yīng)按式（1）計(jì)算。

式中：CJZ為建筑建造階段單位建筑面積的碳排放量，kgCO2/m2；EJZ，i為建筑建造階段第i種能源總用量，kWh或kg；EFi為第i類(lèi)能源的碳排放因子，kgCO2/kWh或 kgCO2/kg，按 GB/T 51366－2019《建筑碳排放計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)》附錄A確定；A為建筑面積，m2。

式中：EJZ為建筑建造階段總能源用量，kWh或kg；E fx為分部分項(xiàng)工程總能源用量，kWh或kg；Ecs為各項(xiàng)措施項(xiàng)目總能源用量，kWh 或 kg。

2）建材生產(chǎn)階段碳排放量應(yīng)按式（3）計(jì)算。

式中：Csc為建材生產(chǎn)階段碳排放，kgCO2e；Mi為第i種主要建材的消耗量；Fi為第i種主要建材的碳排放因子，kgCO2e/單位建材數(shù)量，按 GB/T 51366－2019《建筑碳排放計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)》附錄 D 取值。

3）建材運(yùn)輸階段碳排放量應(yīng)按式（4）計(jì)算。

式中：Cys為建材運(yùn)輸過(guò)程碳排放，kgCO2e；Mi為第i種主要建材的消耗量，t；Di為第i種建材平均運(yùn)輸距離，km；Ti為第i種建材的運(yùn)輸方式下，單位重量運(yùn)輸距離的碳排放因子，kgCO2e/（t·km）。

2.3 數(shù)據(jù)來(lái)源

本次項(xiàng)目碳排放對(duì)比數(shù)據(jù)主要通過(guò)規(guī)范（見(jiàn)表 1）、設(shè)計(jì)施工圖、3 # 樓和 7 # 樓《單位工程人材機(jī)匯總表》、智能化設(shè)備及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用（見(jiàn)表 2）情況。

表1 常用主要建筑材料碳排放因子選取

表2 項(xiàng)目建材運(yùn)輸距離選取

對(duì)比 3 # 樓和 7 # 樓《單位工程人材機(jī)匯總表》，3 # 樓采用裝配式建造，建材使用比 7 # 樓多出了裝配式預(yù)制混凝土疊合板、裝配式預(yù)制混凝土樓梯、裝配式預(yù)制混凝土陽(yáng)臺(tái)板，而 GB/T 51366－2019《建筑碳排放計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)》中尚無(wú)該類(lèi)構(gòu)件的碳排放因子。根據(jù)構(gòu)件生產(chǎn)商提供的相關(guān)信息，項(xiàng)目樓棟疊合板及陽(yáng)臺(tái)板每立方米構(gòu)件含鋼量約 154.47 kg，預(yù)制樓梯每立方米構(gòu)件含鋼量 126.34 kg。將預(yù)制構(gòu)件按混凝土和鋼筋進(jìn)行換算得到該項(xiàng)目預(yù)制構(gòu)件碳排放因子如表 3 所示。

表3 項(xiàng)目裝配式預(yù)制混凝土構(gòu)件碳排放因子選取

3 碳排放對(duì)比—計(jì)算及對(duì)比分析

3.1 建造階段碳排放計(jì)算

3#樓采用裝配式建造過(guò)程中，共消耗汽油422.28 kg，柴油 11.52 kg，電能 206 204.28 kWh，碳排放合計(jì) 109.68 t CO2，單位面積碳排放 7.03 kgCO2/m2；7 # 樓采用現(xiàn)澆工藝建造過(guò)程中，共消耗汽油 443.91 kg，柴油 18.71 kg，電能 249 398.86 kW h，碳排放合計(jì) 132.47 t CO2，單位面積碳排放 8.58 kgCO2/m2。

3.2 建材生產(chǎn)及運(yùn)輸階段碳排放計(jì)算

3 # 樓建材生產(chǎn)階段碳排放為 5 865.98 t CO2，建材運(yùn)輸階段碳排放為 48.62 t CO2，建材生產(chǎn)和運(yùn)輸階段的總碳排放為 5 914.6 t CO2。7 # 樓建材生產(chǎn)階段碳排放為 5 812.29 t CO2，建材運(yùn)輸階段碳排放為 50.02 kgCO2，建材生產(chǎn)和運(yùn)輸階段的總碳排放為 5 862.31 t CO2。

3.3 計(jì)算修正

1）3 # 樓采用裝配式預(yù)制混凝土疊合板，其構(gòu)件厚度為 130 mm；對(duì)比 7 # 樓采用現(xiàn)澆樓板，其厚度為 100 mm；為對(duì)比達(dá)到同樣構(gòu)造效果，對(duì)裝配式預(yù)制混凝土疊合板用量進(jìn)行修正，修正量為減少（130-100）/130=23.08 %，則修正后裝配式預(yù)制混凝土疊合板的用量減少 23.08 %，對(duì)應(yīng)建材生產(chǎn)階段碳排放減少86 413.22 kg，建材運(yùn)輸階段碳排放減少 473.10 kg。

2）采用裝配式建造，相對(duì)傳統(tǒng)現(xiàn)澆工藝，能夠節(jié)省人工，縮短工期，進(jìn)而降低一部分碳排放，3 # 樓較 7 # 樓共節(jié)約人工費(fèi) 295 736.38 元。按技工人工費(fèi)用 142 元/天，根據(jù) GB/T 2589－2008《綜合能耗計(jì)算通則》，得到人工碳排放因子 6.61～7.03 kg/（人·工日），取其平均值 6.82 kg/（人·工日）作為人工碳排放因子，則通過(guò)節(jié)省人工、縮短工期減少碳排放量約為 14.21 t CO2。

3）采用裝配式建造，減少了施工現(xiàn)場(chǎng)鋁合金模板的使用，則按一般情況提供的損耗率 5 % 計(jì)算，對(duì)比 3 # 樓和 7 # 樓模板用量，該部分減少碳排放量如表 4 所示。

表4 本項(xiàng)目施工模板消耗碳排放情況

4）3 # 樓實(shí)施了全裝修，對(duì)全裝修過(guò)程的碳排放情況進(jìn)行計(jì)算得出 409.06 t CO2。另由于 7 # 樓為毛坯交付，則二次裝修建材用量及施工能耗按經(jīng)驗(yàn)值（根據(jù)本地市場(chǎng)平均水平）進(jìn)行估算得出 621.12 t CO2。

3.4 對(duì)比分析

1）3 # 樓采用裝配式建造，考慮建造階段、建材生產(chǎn)及運(yùn)輸階段，修正后其碳排放總量為 6 024.27 t；7 # 樓采用現(xiàn)澆工藝，修正后碳排放總量為 6 518.47 t；3 # 樓 7 # 樓減少碳排放總量 494.2 t CO2。

2）3 # 樓對(duì)比 7 # 樓，在建造階段在建造階段減少人工 4 165（人·工日），二氧化碳排放量減少 14.21 t，約占建造階段的 10.37 %。

3）本次計(jì)算建材生產(chǎn)及運(yùn)輸階段，其建筑碳排放約占本次計(jì)算范圍的 90 %。建造階段，其建筑碳排放約占本次計(jì)算范圍 10 %。

4 結(jié)語(yǔ)

目前雙碳課題研究正處于起步階段，為了更好地實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)全過(guò)程綠色建造，本次計(jì)算以項(xiàng)目為載體，綠色為基礎(chǔ)，智能為手段，雖然計(jì)算結(jié)果受一些客觀條件的制約，還不夠全面及準(zhǔn)確，比如裝修材料，建筑輔材等沒(méi)有相應(yīng)的計(jì)算因子，且總的來(lái)說(shuō)建造階段碳排放含量不大，但由此可以看出，裝配式建筑對(duì)建筑業(yè)減碳有重要意義及為新型建筑工業(yè)化推動(dòng)起到積極作用。最后總結(jié)出以下 3 點(diǎn)建議。

1）建造階段，同類(lèi)型的裝配式建筑在碳排放上比傳統(tǒng)建筑更具有優(yōu)勢(shì)。

2）隨著裝配率提高，裝配式建筑建造階段碳排放將進(jìn)一步低于傳統(tǒng)現(xiàn)澆建造方式。

3）裝配式建筑減碳重點(diǎn)應(yīng)考慮減少建材消耗，通過(guò)不斷優(yōu)化裝配式預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計(jì)水平和生產(chǎn)工藝，進(jìn)一步降低建材用量，從而降低建筑碳排放。Q