建筑施工階段碳排放測算及定額研究

李增杰 黃 華 張金鑫

（濟南四建（集團）有限責任公司，山東 濟南 250000）

建筑施工現場能源消耗密集，各項工序均涉及資源消耗和碳排放。新經濟環境下，環境問題依然嚴峻。在節能減排的政策下，建筑行業必須考慮低碳技術和碳排放管理，從而有效控制二氧化碳排放量，促進綠色低碳施工的發展，深化節能減排的有效實施[1]。目前，多數建筑施工場地有關碳排放的管理較為粗放，既沒有相關的定額控制標準，也沒有嚴格進行碳排放測算[2]。基于此，本文結合實際的工程施工項目，研究建筑施工階段的碳排放測算，按照自上而下，逐層分解細化的原則，編制詳細的碳排放定額；建立施工階段碳排放測算模型，完成項目碳排放量測算，為類似工程項目的施工提供碳排放的測算和管理的參考。

1 項目概況

某酒店公寓綜合樓項目，框架剪力墻結構，總占地面積為1050m2，總建筑面積24800m2，其中地上共24層，建筑面積21960m2；地下室共2 層，建筑面積2840m2，地下1 層為設備用房和非機動車停車場所，地下2 層為機動車停車場，設計使用年限為50 年。施工采用旋挖鉆孔混凝土灌注樁和承臺基礎結構，承重梁、板、柱結構均采用商品混凝土。為了響應節能減排政策，項目要求編制碳排放定額，并且測算施工現場的實際碳排放量。

2 建筑施工碳排放定額

建筑施工是能源消耗較為密集的階段，各項工序均涉及資源消耗和二氧化碳排放。目前，多數建筑施工沒有有效地對碳排放進行管理，也沒有相關的定額控制標準，因此，編制建筑施工的碳排放定額至關重要。

2.1 施工階段碳排放定額結構

建筑施工階段的碳排放定額，參照《建設工程工程量清單計價規范》，將工程項目自上而下、逐層分解細化，按照單項工程、單位工程、分部工程、分項工程、工藝工序進行劃分[3]。在分部、分項工程層面編制詳細的定額，然后逐層匯總，得到總的碳排放數值。以樁基工程為例進行說明，碳排放定額結構如圖1所示。

2.2 施工過程碳排放定額

建筑施工涉及的分部工程較多，以鋼筋混凝土工程為例進行分析。鋼筋制作過程中的能耗包括鋼筋切斷、折彎、焊接等工序使用的機械、設備的運行。以完成1t直徑為12mm的帶肋鋼筋制作安裝工序為例，需要電動卷揚機（單筒60kN）0.5臺班、鋼筋切斷機0.2臺班、鋼筋折彎機0.5臺班、對焊機0.4臺班[4]，由此，可編制1t直徑為12mm 的帶肋鋼筋制作安裝的碳排放定額，見表1。

表1 帶肋鋼筋的制作安裝的碳排放定額

由表1 可知，完成該子目的單位碳排放定額為65.3kg，可帶入工程量清單中，進而計算鋼筋工程在施工階段的碳排放總量。所有分部工程編制匯總完畢，即可得到整個項目的碳排放數值為486060kg，單位建筑面積的碳排放定額為19.6kg/m2。

3 建筑施工碳排放測算

3.1 施工過程碳排放測算模型

施工階段的碳排放測算過程與定額編制匯總過程類似，自下而上逐層匯總，用各類施工設備的實際碳排放系數替代定額中的碳排放系數[5]，由小到大、從局部到整體地完成項目總的碳排放量測算，測算模型如圖2所示。

圖2 碳排放測算模型

酒店公寓綜合樓項目的碳排放測算可分為10個分部工程，分別為大型機械設備進出場及安拆、土方工程、地基工程、砌體工程、模板工程、腳手架工程、鋼筋混凝土工程、垂直運輸工程、屋面防水工程、防腐保溫工程。

3.2 施工階段碳排放測算

3.2.1 大型機械設備進出場及安拆

大型機械設備進出場及安拆的碳排放量測算見表2。

表2 大型機械設備進出場及安拆的碳排放量

3.2.2 土方工程

土方工程的碳排放是由土方開挖、回填和余土外運過程中產生的，其中土方開挖量約為3120m3，回填土體積約為510m3，其余土方需要外運。采用自卸式汽車運輸，距離為2.4km。土方工程施工用到履帶式挖掘機、推土機、夯實機和自卸式汽車，碳排放量測算見表3。

表3 土方工程的碳排放量

3.2.3 鋼筋混凝土工程

酒店公寓綜合樓項目使用商品混凝土，鋼筋混凝土工程的碳排放主要來自鋼筋制作安裝和混凝土澆筑。經過測算，鋼筋制作安裝產生碳排放為153627.4kg，混凝土運輸和澆筑產生碳排放為64173.5kg，二者之和為217800.9kg，是施工階段最大的碳排放來源。

3.2.4 垂直運輸工程

垂直運輸工程涉及現場的建材以及有關設備的運輸，酒店公寓綜合樓項目使用2 臺塔式起重機，單臺塔式起重機的碳排放系數為67.2kg/臺班，整個項目共有598臺班，垂直運輸工程共產生碳排放40185.6kg。

3.2.5 模板工程

模板工程在運輸、安裝、維護、拆除環節產生碳排放。經過工序的匯算，酒店公寓綜合樓項目模板工程共產生34256.4kg碳排放。

對于其他分部工程，不再逐一給出碳排放測算、匯算過程。整個酒店公寓綜合樓項目的碳排放量見表4。

表4 酒店公寓綜合樓項目的碳排放量

3.3 施工階段的碳排放分析

酒店公寓綜合樓項目在施工階段總的碳排放量為418345.6kg，單位面積碳排放量為16.87kg/m2，小于項目編制的定額標準19.6kg/m2，實現了節能減排控制目標。

將分部工程的碳排放量和占比進行排列，如圖3所示。

圖3 碳排放量和累計占比

由圖3 可知，酒店公寓綜合樓項目在施工階段，鋼筋混凝土工程的碳排放量排第一位，占比達到52.06%，其次為地基工程，占比為12.9%，垂直運輸工程和土方工程占比分別為9.61%和9.15%，這4 項分部工程累計占比超過80%，屬于碳排放重點關注的分部工程，在進一步降低碳排放量時，是需要重點控制和優化的分部工程。

3.4 碳排放管理建議

通過酒店公寓綜合樓項目的碳排量測算和分析，在碳排放管理方面提出如下建議。

3.4.1 建筑材料

建筑材料在施工場地的轉運和垂直運輸，屬于碳排放占比較高的工序。在選擇建筑材料時，可使用加氣混凝土、中空玻璃等環保材料[6]，既能產生良好的保溫隔熱效果，也能降低施工階段以及運營階段的碳排放。

3.4.2 施工設備

提高施工機械設備的利用效率，合理安排作業工序，減少設備空轉運行時間。在保證施工效率的情況下，選擇功率匹配的施工機械，避免功率浪費。重點控制柴油機械和汽油機械的使用量，盡量選擇電力設備[7]。

3.4.3 設計方面

設計方面，推廣裝配式建筑方案，對建筑結構進行合理優化[8]，選擇經濟適用的結構，適當減少施工臺班的使用。

4 結語

結合某酒店公寓綜合樓項目，研究建筑施工階段的碳排放測算，得到如下結論：

（1）按照自上而下、逐層分解細化的原則，編制詳細的碳排放定額，然后逐層匯總，得到項目總的碳排放值。

（2）建立施工階段碳排放測算模型，完成項目碳排放量測算。在施工階段，鋼筋混凝土工程的碳排放量占比達到52.06%，其次為地基工程，占比為12.9%，垂直運輸工程和土方工程占比分別為9.61%和9.15%，這4 項分部工程累計占比超過80%，是碳排放重點分部工程。

（3）項目在施工階段總的碳排放量為418345.6kg，單位面積碳排放量為16.87kg/m2，小于項目編制的定額標準19.6kg/m2，實現了節能減排控制目標。