王 進(jìn)

南京建工集團(tuán)有限公司

1 引言

全球變暖早已經(jīng)成為制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的隱患，能否控制溫室氣體排放是當(dāng)今社會(huì)有識(shí)之士需要共同面對(duì)的課題。2015 年11 月30 日習(xí)近平主席出席了全球氣候變化巴黎會(huì)議，在會(huì)議開(kāi)幕式上主席發(fā)表了重要講話，指出中國(guó)將于2030年將二氧化碳排放達(dá)到峰值并爭(zhēng)取盡早實(shí)現(xiàn)。

建筑工程行業(yè)作為我國(guó)主要耗能產(chǎn)業(yè)之一，是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的主要領(lǐng)域。據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部的研究報(bào)告，近年來(lái)我國(guó)每年新增建筑面積20多億平方米，消耗了全球40%的水泥和鋼材，每年我國(guó)建筑產(chǎn)業(yè)的二氧化碳排放量占到全球碳總排放量的35%以上。建筑工程在其規(guī)劃至拆除全生命周期的碳排放產(chǎn)生過(guò)程中，施工建造階段是最為復(fù)雜、最為重要的階段，消耗了大量的能源和資源,并釋放了大量的溫室氣體，因此研究建筑工程施工階段碳排放有重要的積極意義。

國(guó)家政府非常重視施工過(guò)程中的碳排放研究，中國(guó)建筑業(yè)協(xié)會(huì)積極推動(dòng)綠色施工工程的創(chuàng)建，住建部鼓勵(lì)綠色施工科技示范工程的專(zhuān)項(xiàng)研究課題立項(xiàng)，推進(jìn)低碳環(huán)保的綠色施工技術(shù)的研究和實(shí)施。在綠色施工工程創(chuàng)建成效的評(píng)判過(guò)程中，需要有許多指標(biāo)來(lái)綜合評(píng)定。不同的工程有工程自身的差異性，不同的綠色施工工程很難進(jìn)行橫向比較。2019 年住建部批準(zhǔn)了GB/T 51366—2019《建筑碳排放計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)》為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（以下稱(chēng)《標(biāo)準(zhǔn)》），自2019年12月1日起實(shí)施。此標(biāo)準(zhǔn)為提高綠色施工綜合管理水平提供了一個(gè)重要的數(shù)據(jù)化的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。但是實(shí)際操作過(guò)程中按照該標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算過(guò)程復(fù)雜，因此在標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上本文提出了一種相對(duì)簡(jiǎn)易的便于理解掌握和操作的施工過(guò)程碳排放計(jì)算方法。

2 綠色施工碳排放的計(jì)算邊界

建筑工程全生命過(guò)程的碳排放通常分為設(shè)計(jì)建造階段、運(yùn)營(yíng)使用階段和拆除并回收利用階段，全生命周期中的建造階段碳排放包括建筑材料原材提取、建材生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工建造、過(guò)程廢棄物處理等各過(guò)程中的碳排放量。一般理解綠色建造與綠色施工的概念是不同的，綠色建造過(guò)程是從設(shè)計(jì)、材料提取、生產(chǎn)到建筑施工完成的過(guò)程，綠色施工過(guò)程是綠色建造過(guò)程其中的重要的一部分，是將各種建筑材料固化為建筑工程實(shí)體的過(guò)程。隨著EPC 工程建造模式的發(fā)展，現(xiàn)在一般所說(shuō)的綠色施工實(shí)際就是綠色建造，不研究綠色建筑材料的綠色施工是沒(méi)有價(jià)值的。因此本文所敘述的綠色施工碳排放是包含建筑原材料提取和建筑材料生產(chǎn)過(guò)程的碳排放的。

綠色建造碳排放計(jì)算的時(shí)間邊界從項(xiàng)目開(kāi)工起開(kāi)始計(jì)算至項(xiàng)目竣工驗(yàn)收完成為止。在建筑建造階段的所有消耗能源的施工過(guò)程都應(yīng)計(jì)算碳排放，包括各分部分項(xiàng)工程和措施項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程產(chǎn)生的碳排放。在建筑施工場(chǎng)地區(qū)域內(nèi)的機(jī)械設(shè)備、小型機(jī)具、臨時(shí)設(shè)施等使用過(guò)程中消耗的能源產(chǎn)生的碳排放等都應(yīng)該計(jì)入碳排放計(jì)算。工人人體呼吸產(chǎn)生的碳排放可以忽略不計(jì)，項(xiàng)目前期所組織的項(xiàng)目勘探、場(chǎng)地平整、臨時(shí)圍墻搭建等不計(jì)入。

3 計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)化方法

為便于建筑工程綠色施工碳排放橫向比較，在《標(biāo)準(zhǔn)》的基礎(chǔ)上結(jié)合綠色施工管理辦法，碳排放計(jì)算分為地基基礎(chǔ)、主體結(jié)構(gòu)施工、裝飾裝修與機(jī)電安裝三個(gè)階段分別進(jìn)行單位建筑面積的碳排放量計(jì)算。

式中：

GLS——綠色施工階段單位建筑面積的碳排放量；

GLS,1——地基基礎(chǔ)；

GLS,2——主體結(jié)構(gòu)施工；

GLS,3——裝飾裝修與機(jī)電安裝階段單位建筑面積的碳排放量。

綠色施工過(guò)程碳排放主要計(jì)算架構(gòu)及內(nèi)容如圖1所示。

圖1 綠色施工碳排放計(jì)算內(nèi)容

3.1 三階段碳排放構(gòu)成

綠色施工過(guò)程碳排放量由建筑工程施工過(guò)程的碳排放量和建筑材料生產(chǎn)和運(yùn)輸過(guò)程的碳排放量組成，各階段碳排放量計(jì)算公式如下：

式中：GJZ——建筑施工過(guò)程單位建筑面積的碳排放量（kgCO2/m2）；GJC——建材生產(chǎn)及運(yùn)輸階段單位建筑面積的碳排放量（kgCO2/m2）；

Gjz——表示建筑施工過(guò)程碳排放量（kgCO2）；

Gjc——表示建材生產(chǎn)及運(yùn)輸過(guò)程碳排放量（kgCO2）；A——表示建筑面積（m2）。

3.2 施工過(guò)程碳排放計(jì)算

式中：

Gjx——施工機(jī)械碳排放（kgCO2）；

Gsz——施工照明碳排放（kgCO2）；

Gbg——辦公區(qū)能源消耗碳排放（kgCO2）；

Gsh——生活區(qū)能源消耗碳排放（kgCO2）。

其中：

式中：

Ejx,i——建筑建造階段第i種能源總用量（kWh或kg）；

Ed、Etrq——分別表示用電和天然氣能源消耗量（kWh 或kg）；EFi——第i類(lèi)能源的碳排放因子（kgCO2/kWh或（kgCO2/kg）；EFd、EFtrq——分別表示用電和天然氣的碳排放因子（kgCO2/kWh或（kgCO2/kg）；

Ti,j——機(jī)械設(shè)備耗用的第i類(lèi)能耗的第j種施工機(jī)械臺(tái)班消耗量（臺(tái)班）；

Rj——機(jī)械設(shè)備耗用的第i類(lèi)能耗的第j種施工機(jī)械單位臺(tái)班的能耗用量（kWh/臺(tái)班）；

Qrg——總?cè)斯は牧浚üと眨?/p>

Ksz、Kbg、Ksh1、Ksh2——分別表示單位人工能源消耗系數(shù)（kWh/工日或kg/工日）。

3.3 建筑材料生產(chǎn)及運(yùn)輸階段碳排放簡(jiǎn)化計(jì)算

建筑材料生產(chǎn)和運(yùn)輸階段的碳排放計(jì)算由建筑材料生產(chǎn)過(guò)程碳排放總量與建筑材料運(yùn)輸過(guò)程碳排放總量相加得到，計(jì)算公式如下：

式中：

Csc、Cys——分別表示建材生產(chǎn)階段碳排放和建材運(yùn)輸過(guò)程碳排放（kgCO2）。

建筑材料生產(chǎn)過(guò)程碳排放總量計(jì)算公式如下：

式中：

Mi——第i種主要建材的消耗量（t）；

Fi——第i種主要建材的碳排放因子（kgCO2/t）。

建筑材料運(yùn)輸過(guò)程碳排放總量計(jì)算公式如下：

式中：

Di——第i種主要建材的平均運(yùn)輸距離（km）；Ti——第i 種主要建材的單位重量單位運(yùn)輸距離的碳排放因子（kgCO2/（t·km））。

4 計(jì)算數(shù)據(jù)來(lái)源

建筑工程碳排放分為工程開(kāi)工碳排放預(yù)算和工程竣工實(shí)際碳排放核算，碳排放預(yù)算計(jì)算依據(jù)為工程預(yù)算書(shū)中的工料機(jī)匯總表，工程竣工實(shí)際產(chǎn)生的碳排放核算計(jì)算依據(jù)為工程實(shí)際施工過(guò)程中分類(lèi)統(tǒng)計(jì)收集整理的實(shí)際能源消耗數(shù)據(jù)。

4.1 碳排放因子

無(wú)論是工程開(kāi)工碳排放預(yù)算，還是工程竣工實(shí)際碳排放核算，計(jì)算過(guò)程中引用的各能源能耗的碳排放因子、建筑材料的碳排放因子、施工機(jī)械單位臺(tái)班的能源用量、建材的單位重量單位運(yùn)輸距離的碳排放因子均按照《標(biāo)準(zhǔn)》附錄表確定。如果某一家總承包單位在經(jīng)過(guò)一定工程數(shù)量的綠色施工工程實(shí)踐以后，通過(guò)認(rèn)真詳細(xì)的工程竣工碳排放核算，積累了豐富的碳排放實(shí)踐數(shù)據(jù)，并且經(jīng)過(guò)了科學(xué)的統(tǒng)計(jì)分析以后，可以根據(jù)其生產(chǎn)能耗水平形成更為先進(jìn)準(zhǔn)確的碳排放因子和單位臺(tái)班能源用量，并據(jù)此進(jìn)行新的建筑工程的碳排放預(yù)算。

4.2 施工過(guò)程數(shù)據(jù)及注意事項(xiàng)

（1）機(jī)械設(shè)備各臺(tái)班消耗數(shù)量應(yīng)根據(jù)預(yù)算工料機(jī)匯總表中所統(tǒng)計(jì)的臺(tái)班數(shù)量中的主要機(jī)械臺(tái)班進(jìn)行計(jì)算，納入計(jì)算范圍的機(jī)械臺(tái)班可以根據(jù)各類(lèi)機(jī)械臺(tái)班數(shù)量由大到小計(jì)算各類(lèi)機(jī)械總臺(tái)班的95%，也可以根據(jù)臺(tái)班總價(jià)值的95%由大到小計(jì)算機(jī)械臺(tái)班。要注意的是應(yīng)根據(jù)泵送混凝土的工作量計(jì)算混凝土泵送臺(tái)班，鋼結(jié)構(gòu)要根據(jù)其工作量統(tǒng)計(jì)場(chǎng)外加工能耗加入到機(jī)械能耗總量中。

（2）總?cè)斯は臄?shù)量來(lái)源于建筑土建工程和安裝工程各類(lèi)人工數(shù)量直接求和匯總。施工現(xiàn)場(chǎng)照明能耗、辦公能耗、生活區(qū)能耗系數(shù)根據(jù)各單位施工先進(jìn)水平確定，一般辦公用電能耗系數(shù)和生活區(qū)用電能耗系數(shù)為0.2～0.3kWh/人工，施工照明能耗系數(shù)為0.1～0.2kWh/人工，生活區(qū)天然氣能耗系數(shù)為0.04～0.06kg/人工。在竣工碳排放核定計(jì)算時(shí)施工現(xiàn)場(chǎng)照明能耗、辦公能耗、生活區(qū)能耗應(yīng)根據(jù)統(tǒng)計(jì)的實(shí)際能耗進(jìn)行核定。

（3）綠色施工過(guò)程建造階段施工現(xiàn)場(chǎng)所搭建的辦公用房、生活用房和材料庫(kù)房等臨時(shí)設(shè)施考慮到可以周轉(zhuǎn)利用，且所占碳排放比例小，計(jì)算復(fù)雜，所以它的的搭建和拆除以及其建筑材料不計(jì)入碳排放總量。

4.3 建材生產(chǎn)與運(yùn)輸過(guò)程

（1）建筑材料生產(chǎn)和運(yùn)輸過(guò)程碳排放計(jì)算包括建筑工程主體結(jié)構(gòu)材料、建筑工程主要裝飾裝修材料等。

（2）計(jì)算碳排放的主要建筑材料的總重量不低于建筑工程所耗建筑材料總重量的95%，工程用水不計(jì)入總重量。

（3）施工用水不應(yīng)計(jì)算運(yùn)輸能耗，但是現(xiàn)場(chǎng)灑水車(chē)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況計(jì)算。

（4）依據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，在預(yù)算時(shí)沒(méi)有具體建筑材料供貨單位時(shí)，混凝土的運(yùn)輸距離值暫定40km 計(jì)算，其他建筑材料的運(yùn)輸距離值按500km計(jì)算?？⒐ず怂銜r(shí)應(yīng)按照實(shí)際運(yùn)距核算。

（5）同一種建材預(yù)算時(shí)同一種運(yùn)輸方式計(jì)算；在竣工核算時(shí)同一種建材用多種運(yùn)輸方式運(yùn)輸?shù)陌粗饕\(yùn)輸方式分別計(jì)算。

5 結(jié)語(yǔ)

綠色施工理念已經(jīng)得到廣大建筑從業(yè)者的理解和認(rèn)可，綠色施工工程已經(jīng)得到廣泛開(kāi)展，并已經(jīng)成為開(kāi)展安全文明工地建設(shè)重要的一部分。碳排放計(jì)算給綠色施工增加了定量指標(biāo)，給綠色施工成效的界定帶來(lái)新的方法。在工程設(shè)計(jì)過(guò)程中通過(guò)各種建材的碳排放計(jì)算可以評(píng)價(jià)哪一種方案更加綠色環(huán)保，施工過(guò)程中在多種施工方案比選時(shí)可以通過(guò)碳排放計(jì)算比較和判斷哪一種方案更加綠色。選擇通過(guò)預(yù)算碳排放指標(biāo)與竣工碳排放的核對(duì)比較可以評(píng)價(jià)本工程綠色施工實(shí)施效果；通過(guò)類(lèi)似工程各碳排放指標(biāo)的比較可以評(píng)價(jià)各施工單位綠色施工的實(shí)施水平。

當(dāng)然，碳排放計(jì)算體系還需要繼續(xù)深入研究，需要根據(jù)實(shí)際施工情況調(diào)整各計(jì)算因子；需要繼續(xù)研究垃圾回收利用所帶來(lái)的碳排放成效及廢棄物處理所增加的碳排放等，研究利用工業(yè)化技術(shù)所帶來(lái)的建筑工程碳排放指標(biāo)的變化，需要利用大數(shù)據(jù)降低建材運(yùn)輸能耗。

本文通過(guò)基于工料機(jī)分析的碳排放簡(jiǎn)化計(jì)算方法更加便于實(shí)現(xiàn)綠色成效橫向比較，易于為廣大工程技術(shù)人員熟悉和掌握，也能為將來(lái)基于工程造價(jià)的軟件技術(shù)來(lái)自動(dòng)生成工程碳排放提供思路。