装配式建筑物化阶段碳排放计量研究 

装配式建筑物化阶段碳排放计量研究 

郝志华

广东呈斯意特建筑设计有限公司，广东惠州516000

摘要：装配式建筑对促进建筑行业转型、推进建筑领域走向可持续性发展道路具有积极意义。结合生命周期理论对装配式建筑节能特性、减排潜力进行探讨，分析装配式建筑物化阶段碳排放相关计量模型模型，以在全面分析建筑雾化路径与影响碳排放因子基础上，为装配建筑向节能减排策略迈入奠定理论基础。

关键词：装配式建筑；物化阶段；碳排放；计量研究

近年来，全球气候不断变暖，世界各国分别发表了《低碳经济法案》、《能源政策法》与《二氧化痰减排方案》等政策，为我国落实节能减排政策奠定了理论基础。我国为化石能源消耗大国，计划在2030年时控制国内碳排放总值较2005年碳排放总值降60-65%左右[1]。我国建筑行业碳排放量约占整体排放量30%，且建筑行业已发展为CO2排放管控重点行业[2]。由于建筑碳排放量化方案众多，我国主要采取生命周期评价法（LCA）计量装配式建筑全生命周期内碳排放量，同时梳理装配式建筑碳排放源，分析物化阶段装配式建筑碳排放相关计量模型。

一、概述排放计量模型

（一）碳排放路径、碳源

装配式建筑是由工厂生产出预制构件，并将预制件运至现场，利用吊装技术、现浇技术等构建的建筑[3]。装配式建筑不同于传统建筑，可缩减人工作业量、缩短工期，同时可规避由现场施工形成的碳排放。本文通过构建图1所示计量模型探讨装配建筑减排效果，同时探讨了碳排放路径（如图2）、碳排放源及碳排放影响因素（如表1）。

图1装配式建筑排放计量模型图

图2碳排放路径图

表1 碳排放源与相关影响因素表

（二）碳排放计量公式

结合构建制作流程分析碳排放量计算公式，装配式建筑生产期间主要包括机械运行、建材损耗、人员等引发的碳排放。计量公式如下：（1）Qm1：其中Qm1代表建筑材料中碳排放量，单位为kg；代表建材种类；代表第类建材实际用量；代表第类建材的实际碳排放系数；代表第类建材实际回收系数。钢、铝、铜、混凝土、钢筋等建材回收利用系数依次为0.8、0.85、0.9、0.55、0.4。（2）Qm2：其中Qm2代表生产、加工预制构件中碳排放量，单位kg；t代表构件种类，表示生产构件t时消耗的柴油、汽油、电力、水等材料时生成的碳排放因子。（3）Qm3：其中Qm3代表生产预制构件时人工碳排放量，单位为kg；E代表碳排放期间人工影响因子，单位为kgCO2/人·日；N代表工日。（4）Qc：其中Qc代表运输期间CO2排放量，单位为Kg；代表第t种构件运输重量，单位t；代表第t种构件运输距离，单位Km；代表第n种运输方案下碳排放因子，单位记录为kgCO2/t·km；指装卸构件耗电力量，单位记录为kW·h；指消耗电力时生成的碳排放因子，单位为kgCO2/kW·h。（5）Qd：指施工安装时机械台班量消耗，单位为台班；指机械排放碳时生成的碳排放因子，单位为kgCO2/台班。（6）Q=Qm1+Qm2+Qm3+Qc+Qd：其中Q代表装配建筑物化期间碳排放总量。

（三）确定碳排放因子

所谓碳排放因子是指消耗单位碳源生产的CO2，我国尚未统一碳排放因子数据库。依据《IPCC国家温室气体编制指南》[4]及工程院数据库，基于算式碳排放因子=低位发热均值X缺省排放系数，总结碳排放因子如下：原煤、汽油、柴油、电力等能源碳排放因子分别为2.01kgCO2/t、3.94kgCO2/kg、3.99kgCO2/kg、1.01kgCO2/（kw·h）；32.5级水泥、42.5级水泥、CO20混凝土、CO30混凝土、CO40混凝土、钢筋与木材等能源碳排放因子分别为820kgCO2/t、1120kgCO2/t、250kgCO2/m3、287.7kgCO2/m3、327.7kgCO2/m3、267kgCO2/t、214.16250kgCO2/t、214.16kgCO2/t；水碳排放因子为0.9kgCO2/m3；人员碳排放因子为kgCO2/人·日。

二、减排建议

（一）缩减建材用量

设计装配式建筑期间，合理优化建筑结构、减少建材用量等方案可减少碳排放量。经科学设计能够控制生产预制件时异型构建数量，有利于增加重复利用率，进而发挥节材效果[5]。此外，增加绿色建材与3R建材应用率，进而提升装配式建筑全生命周期中碳排放率。

（二）运输

运输装配式构件时，包括垂直运输（2次）与水平运输（1次），开展水平运输时需综合分析线路、时间等因素，以科学设计运输方案，避免再次运输；垂直运输期间要科学设计机械设备，以减少吊装时间。

（三）落实低碳施工

施工期间碳排放影响因素众多，且管理难度较高，可从以下几方面综合分析：（1）封闭施工，以控制施工扬尘引发污染问题，减少施工对居民生活产生影响；（2）引入现代新型施工工艺，增加模板周转次数，以简化工序，降低建材损耗率；（3）开展现场施工管理，以提升施工人员环保意识；（4）引入BIM技术，运用BIM技术对建筑方案进行模拟，能够明确碰撞点，有利于事前控制，进而减少返工造成人员、材料、时间的损失[6]。

结束语：

综上所述，本文通过构建装配式建筑物化期间碳排放计量模型，获取相应数据，可对碳排放强度值进行精准计算，还可深入分析装配式建筑优势、分布特性，提出了针对性减排措施，以减少装配式建筑整体碳排放量。

参考文献：

[1]刘莹.装配式建筑物化阶段碳排放计量研究[J].北方建筑,2020,5(05):40-43.

[2]宝塔娜. 装配式技术对建筑物化阶段碳排放的影响研究[D].长安大学,2020,3(11):21-22.

[3]官永健. 基于工程量清单的装配式建筑物化阶段碳排放测算研究[D].广州大学,2020(05):18-19.

[4]高鑫. 装配整体式混凝土建筑物化阶段碳足迹因子和测算模型研究[D].南京林业大学,2019(07):72-73.

[5]马彩云. 装配式建筑物化阶段碳足迹评价及减排策略研究[D].福建农林大学,2019，09(25):42-43.

[6]孙艳丽,刘娟,夏宝晖,刘尚来.预制装配式建筑物化阶段碳排放评价研究[J].沈阳建筑大学学报(自然科学版),2018,34(05):881-888.