裝配式住宅建造階段環(huán)境效益分析

金國輝，廉曉軍

(內蒙古科技大學土木工程學院，內蒙古 包頭 014010)

Abstract:High pollution and high energy consumption have been the most important problems restricting the development of construction industry in China.As a new method of construction,prefabricated housing plays an important role in promoting the development of construction industry.In this paper,starting with the environmental benefits of prefabricated housing,the factors such as resource and energy consumption,construction waste emission,carbon emission and so on in the construction stage are studied and compared with the cast-in-place housing.To provide some reference for the development of prefabricated housing in China.

Keywords:Assembly house;Environmenta benefit;Construction stage

1 引言

近幾年，隨著全球環(huán)境問題的日益嚴峻，綠色循環(huán)發(fā)展成為了各行各業(yè)的行為準則。對于一直以來有著高物耗、高污染的建筑業(yè)來說更是如此。因此推行一種既環(huán)保、又節(jié)約資源能源的建造方式就勢在必行。

裝配式施工作為一種新興的建造方式，近些年也在我國逐步發(fā)展。李芊、張明帥[1]以鄉(xiāng)村裝配式住宅為例，分析了裝配式住宅整個壽命周期內的環(huán)境效益，并明確了相較于現(xiàn)澆式住宅的優(yōu)勢。紀穎波、張祺、朱發(fā)東[2]運用Process-Based LCA法對我國裝配式住宅建造階段的碳排放進行計算。劉耶霖[3]通過構建“驅動力-狀態(tài)-響應”模型，分析了裝配式住宅在能源節(jié)約與環(huán)保方面的優(yōu)勢。高瑜茹[4]通過構建SPA綜合效益評價模型，對比分析了裝配式住宅與現(xiàn)澆式住宅在材料消耗、能源消耗、碳排放三個方面的指標，并就此提出了改進意見。曹新穎[5]綜合運用全壽命周期理論、建筑工程環(huán)境影響評價體系以及建筑工程健康損害評價體系，對比分析了裝配式住宅與現(xiàn)澆式住宅在資源、環(huán)境與健康損害三方面的情況。為了更直觀的反映裝配式住宅的環(huán)境效益，促進其在我國的進一步推廣，有必要對其環(huán)境效益進行具體量化分析。

2 裝配式住宅環(huán)境效益分析

由于我國裝配式住宅正處于起步階段，因此本文對環(huán)境效益的分析主要側重于建造階段，不考慮其使用與拆除階段的和環(huán)境效益。對于建造階段的環(huán)境效益，主要從資源消耗、能源消耗、建筑垃圾排放、碳排放以及噪音污染等方面展開。

(1)資源消耗：指在建設過程中資源的消耗量，包括水資源、砂漿、木材、混凝土、保溫材料等的。

(2)能源消耗指在建設中電能的消耗量。

(3)建筑垃圾排放：指在建設過程中所產生的不可回收的建筑垃圾。

(4)噪音排放：指在建設過程中所產生的噪音。

(5)碳排放：根據(jù)《2006年IPCC國家溫室氣體排放清單指南》中的相應規(guī)定進行確定：碳排放=碳排放因子×活動水平數(shù)據(jù)。在本文中活動水平數(shù)據(jù)是指資源、能源的消耗，碳排放因子則根據(jù)表1確定。

表1 碳排放因子表

3 實例分析

裝配式住宅環(huán)境效益評價需將指標量化處理，得出結果。下面以某項目為例，對裝配式住宅的環(huán)境效益進行分析。

3.1 項目概況

某項目為框剪結構住宅，其中1#樓為裝配式混凝土住宅，3#樓為現(xiàn)澆式住宅，兩棟住宅有著相同的建筑層高與設計方案。本文以此項目為例，對裝配式住宅的環(huán)境效益進行分析研究。

3.2 評價指標權重的確定

權重的確定采用層次分析法，具體如下：

①構建兩兩比較判斷矩陣。為了增加結果的客觀科學性，咨詢了5位來自房地產開發(fā)企業(yè)、裝配式施工單位、材料供應商以及相關學者，對環(huán)境效益指標進行打分。結果如表2所示。

表2 環(huán)境效益評價指標結果表

②將判斷矩陣的每行元素相乘，得到Mij=(0.249,0.259,0.130,0.061,0.052,0.249)；

所以環(huán)境效益子指標權重為Mij=(0.249,0.259,0.130,0.061,0.052,0.249)

3.3 環(huán)境效益評價

通過對項目現(xiàn)場各項資源、能源消耗、建筑來及排放、粉塵排放、噪音放量的監(jiān)測以及碳排放量的計算，最終得出表3的環(huán)境效益各項指標的結果。

表3 環(huán)境效益各項指標結果統(tǒng)計表

根據(jù)《大氣綜合排放標準》(GB16297—1996)、《建筑施工場界噪聲限值》(GB12523-2011)以及建筑業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，設置隸屬度區(qū)間，結果如表4所示。

表4 環(huán)境效益各項指標隸屬度區(qū)間表

之后對表3進行無量綱處理，結果如表5所示。

表5 環(huán)境效益各項指標無量綱處理結果統(tǒng)計表

在得出裝配式住宅與現(xiàn)澆式住宅對應的無量綱結果后，利用公式求出相應的環(huán)境效益指數(shù)：

其中：C——裝配式住宅環(huán)境效益指數(shù)；

▽i—各指標評價值；

λ—各指標對應的權重值；

ei—是標準正交基，其值取1

最終求得C裝=42.13，C現(xiàn)=30.74。

由計算結果可知，裝配式住宅相較于現(xiàn)澆式住宅擁有明顯的環(huán)境效益優(yōu)勢。

4 結論

本文通過對裝配式住宅與現(xiàn)澆式住宅在建設階段的環(huán)境效益進行對比分析，得出：

(1)相較于現(xiàn)澆式住宅，裝配式住宅具有十分明顯的環(huán)境效益。

(2)從資源的消耗量來看，裝配式住宅在資源消耗的總量上比現(xiàn)澆式住宅更有優(yōu)勢。尤其是水資源、木材、保溫材料以及水泥砂漿的用量上大大減少；雖然鋼材的用量有所增加，但這是由于我國裝配式住宅正處于起步發(fā)展階段，設計上難免有所保守，但隨著之后的規(guī)模效應形成后，技術更加成熟后，用量會有所下降。

(3)由于裝配式住宅是工廠化預制，所以在現(xiàn)場施工時會大大減少建筑垃圾的排放，使得施工現(xiàn)場并不會出現(xiàn)大量的廢棄的砌塊或者混凝土。

(4)對于碳排放量方面，裝配式住宅比現(xiàn)澆式住宅更具有優(yōu)勢，大幅減少了碳的排放，符合當前我國建筑業(yè)綠色低碳發(fā)展的趨勢。

參考文獻：

[1] 李芊，張明帥.裝配式住宅環(huán)境效益量化評價研究——以鄉(xiāng)村裝配式住宅為例[J].建筑經(jīng)濟，2018，29(3)：92-98.

[2] 紀穎波，張祺，朱發(fā)東.基于Process-Based LCA方法的我國裝配式住宅物化階段碳排放計算模型研究[J].工程管理學報，2017，31(4)：23-28.

[3] 劉耶霖.裝配式住宅環(huán)境改進效應評價研究——基于DSR模型[J].現(xiàn)代商貿工業(yè)，2017(34)：183-185.

[4] 高瑜茹.預制裝配式混凝土結構物化階段能源消耗效益評價研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學，2017.

[5] 曹新穎.產業(yè)化住宅與傳統(tǒng)住宅建設環(huán)境影響評價及比較研究[D].北京：清華大學，2012.