基于工料機匯總表的綠色施工碳排放簡化計算方法

王 進

南京建工集團有限公司

1 引言

全球變暖早已經成為制約社會經濟可持續(xù)發(fā)展的隱患，能否控制溫室氣體排放是當今社會有識之士需要共同面對的課題。2015 年11 月30 日習近平主席出席了全球氣候變化巴黎會議，在會議開幕式上主席發(fā)表了重要講話，指出中國將于2030年將二氧化碳排放達到峰值并爭取盡早實現(xiàn)。

建筑工程行業(yè)作為我國主要耗能產業(yè)之一，是實現(xiàn)節(jié)能減排的主要領域。據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設部的研究報告，近年來我國每年新增建筑面積20多億平方米，消耗了全球40%的水泥和鋼材，每年我國建筑產業(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生過程中，施工建造階段是最為復雜、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。

國家政府非常重視施工過程中的碳排放研究，中國建筑業(yè)協(xié)會積極推動綠色施工工程的創(chuàng)建，住建部鼓勵綠色施工科技示范工程的專項研究課題立項，推進低碳環(huán)保的綠色施工技術的研究和實施。在綠色施工工程創(chuàng)建成效的評判過程中，需要有許多指標來綜合評定。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行橫向比較。2019 年住建部批準了GB/T 51366—2019《建筑碳排放計算標準》為國家標準（以下稱《標準》），自2019年12月1日起實施。此標準為提高綠色施工綜合管理水平提供了一個重要的數(shù)據(jù)化的評判標準。但是實際操作過程中按照該標準計算過程復雜，因此在標準的基礎上本文提出了一種相對簡易的便于理解掌握和操作的施工過程碳排放計算方法。

2 綠色施工碳排放的計算邊界

建筑工程全生命過程的碳排放通常分為設計建造階段、運營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、運輸、施工建造、過程廢棄物處理等各過程中的碳排放量。一般理解綠色建造與綠色施工的概念是不同的，綠色建造過程是從設計、材料提取、生產到建筑施工完成的過程，綠色施工過程是綠色建造過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體的過程。隨著EPC 工程建造模式的發(fā)展，現(xiàn)在一般所說的綠色施工實際就是綠色建造，不研究綠色建筑材料的綠色施工是沒有價值的。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過程的碳排放的。

綠色建造碳排放計算的時間邊界從項目開工起開始計算至項目竣工驗收完成為止。在建筑建造階段的所有消耗能源的施工過程都應計算碳排放，包括各分部分項工程和措施項目實施過程產生的碳排放。在建筑施工場地區(qū)域內的機械設備、小型機具、臨時設施等使用過程中消耗的能源產生的碳排放等都應該計入碳排放計算。工人人體呼吸產生的碳排放可以忽略不計，項目前期所組織的項目勘探、場地平整、臨時圍墻搭建等不計入。

3 計算過程簡化方法

為便于建筑工程綠色施工碳排放橫向比較，在《標準》的基礎上結合綠色施工管理辦法，碳排放計算分為地基基礎、主體結構施工、裝飾裝修與機電安裝三個階段分別進行單位建筑面積的碳排放量計算。

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；

GLS,2——主體結構施工；

GLS,3——裝飾裝修與機電安裝階段單位建筑面積的碳排放量。

綠色施工過程碳排放主要計算架構及內容如圖1所示。

圖1 綠色施工碳排放計算內容

3.1 三階段碳排放構成

綠色施工過程碳排放量由建筑工程施工過程的碳排放量和建筑材料生產和運輸過程的碳排放量組成，各階段碳排放量計算公式如下：

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

Gjz——表示建筑施工過程碳排放量（kgCO2）；

Gjc——表示建材生產及運輸過程碳排放量（kgCO2）；A——表示建筑面積（m2）。

3.2 施工過程碳排放計算

式中：

Gjx——施工機械碳排放（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——機械設備耗用的第i類能耗的第j種施工機械臺班消耗量（臺班）；

Rj——機械設備耗用的第i類能耗的第j種施工機械單位臺班的能耗用量（kWh/臺班）；

Qrg——總人工消耗量（工日）；

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 建筑材料生產及運輸階段碳排放簡化計算

建筑材料生產和運輸階段的碳排放計算由建筑材料生產過程碳排放總量與建筑材料運輸過程碳排放總量相加得到，計算公式如下：

式中：

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

建筑材料生產過程碳排放總量計算公式如下：

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）。

建筑材料運輸過程碳排放總量計算公式如下：

式中：

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

4 計算數(shù)據(jù)來源

建筑工程碳排放分為工程開工碳排放預算和工程竣工實際碳排放核算，碳排放預算計算依據(jù)為工程預算書中的工料機匯總表，工程竣工實際產生的碳排放核算計算依據(jù)為工程實際施工過程中分類統(tǒng)計收集整理的實際能源消耗數(shù)據(jù)。

4.1 碳排放因子

無論是工程開工碳排放預算，還是工程竣工實際碳排放核算，計算過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、施工機械單位臺班的能源用量、建材的單位重量單位運輸距離的碳排放因子均按照《標準》附錄表確定。如果某一家總承包單位在經過一定工程數(shù)量的綠色施工工程實踐以后，通過認真詳細的工程竣工碳排放核算，積累了豐富的碳排放實踐數(shù)據(jù)，并且經過了科學的統(tǒng)計分析以后，可以根據(jù)其生產能耗水平形成更為先進準確的碳排放因子和單位臺班能源用量，并據(jù)此進行新的建筑工程的碳排放預算。

4.2 施工過程數(shù)據(jù)及注意事項

（1）機械設備各臺班消耗數(shù)量應根據(jù)預算工料機匯總表中所統(tǒng)計的臺班數(shù)量中的主要機械臺班進行計算，納入計算范圍的機械臺班可以根據(jù)各類機械臺班數(shù)量由大到小計算各類機械總臺班的95%，也可以根據(jù)臺班總價值的95%由大到小計算機械臺班。要注意的是應根據(jù)泵送混凝土的工作量計算混凝土泵送臺班，鋼結構要根據(jù)其工作量統(tǒng)計場外加工能耗加入到機械能耗總量中。

（2）總人工消耗數(shù)量來源于建筑土建工程和安裝工程各類人工數(shù)量直接求和匯總。施工現(xiàn)場照明能耗、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算時施工現(xiàn)場照明能耗、辦公能耗、生活區(qū)能耗應根據(jù)統(tǒng)計的實際能耗進行核定。

（3）綠色施工過程建造階段施工現(xiàn)場所搭建的辦公用房、生活用房和材料庫房等臨時設施考慮到可以周轉利用，且所占碳排放比例小，計算復雜，所以它的的搭建和拆除以及其建筑材料不計入碳排放總量。

4.3 建材生產與運輸過程

（1）建筑材料生產和運輸過程碳排放計算包括建筑工程主體結構材料、建筑工程主要裝飾裝修材料等。

（2）計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%，工程用水不計入總重量。

（3）施工用水不應計算運輸能耗，但是現(xiàn)場灑水車應根據(jù)實際情況計算。

（4）依據(jù)《標準》規(guī)定，在預算時沒有具體建筑材料供貨單位時，混凝土的運輸距離值暫定40km 計算，其他建筑材料的運輸距離值按500km計算?？⒐ず怂銜r應按照實際運距核算。

（5）同一種建材預算時同一種運輸方式計算；在竣工核算時同一種建材用多種運輸方式運輸?shù)陌粗饕\輸方式分別計算。

5 結語

綠色施工理念已經得到廣大建筑從業(yè)者的理解和認可，綠色施工工程已經得到廣泛開展，并已經成為開展安全文明工地建設重要的一部分。碳排放計算給綠色施工增加了定量指標，給綠色施工成效的界定帶來新的方法。在工程設計過程中通過各種建材的碳排放計算可以評價哪一種方案更加綠色環(huán)保，施工過程中在多種施工方案比選時可以通過碳排放計算比較和判斷哪一種方案更加綠色。選擇通過預算碳排放指標與竣工碳排放的核對比較可以評價本工程綠色施工實施效果；通過類似工程各碳排放指標的比較可以評價各施工單位綠色施工的實施水平。

當然，碳排放計算體系還需要繼續(xù)深入研究，需要根據(jù)實際施工情況調整各計算因子；需要繼續(xù)研究垃圾回收利用所帶來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)化技術所帶來的建筑工程碳排放指標的變化，需要利用大數(shù)據(jù)降低建材運輸能耗。

本文通過基于工料機分析的碳排放簡化計算方法更加便于實現(xiàn)綠色成效橫向比較，易于為廣大工程技術人員熟悉和掌握，也能為將來基于工程造價的軟件技術來自動生成工程碳排放提供思路。