城市工程施工中的碳排放減少策略與實踐

羅曉生，樊建兵，李靜

（1.中建二局第一建筑工程有限公司，廣東 深圳 518003；2.深圳千里馬裝飾集團(tuán)有限公司，廣東 深圳 518003）

1 引言

極端天氣的頻發(fā)，大部分是過量的碳排放造成的生態(tài)環(huán)境急劇惡化所致，所以，控制碳排放刻不容緩，必須改變傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，力求碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的早日實現(xiàn)，這需要各行各業(yè)的共同努力，尤其是作為碳排放占比較高的建筑工程行業(yè)，需要在建筑全壽命周期內(nèi)減少碳排放量，促進(jìn)人、自然、城市的和諧發(fā)展。

2 城市工程施工中影響碳排放量的主要因素

碳排放指的是某種產(chǎn)品或活動在其生命周期內(nèi)直接或間接導(dǎo)致的溫室氣體排放量，包括二氧化碳、甲烷等氣體，其中，二氧化碳占比最大，影響最為顯著，通常將二氧化碳作為研究對象，用二氧化碳當(dāng)量衡量溫室氣體總排放量。在研究工程施工的碳排放時，需要統(tǒng)籌協(xié)調(diào)綜合考慮，這一過程涉及原材料、半成品、預(yù)制構(gòu)件的采購和運輸，以及施工方案的設(shè)計和實踐，為了減少工程施工中的碳排放量，必須明確各個工作環(huán)節(jié)碳排放的特點和計算方法，建立碳排放核算體系，全面評價材料采購、現(xiàn)場施工的碳排放水平。在材料采購環(huán)節(jié)，不同材料產(chǎn)生的碳排放量不同，通過研究發(fā)現(xiàn)，鋼筋、混凝土、水泥砂漿、石灰等材料的碳濃度比較高，應(yīng)重點關(guān)注這幾種材料的碳排放，如果能使用其他材料作為替代品，那么就可以降低該環(huán)節(jié)的碳排放量，同時，采購運輸產(chǎn)生的能源消耗也不容忽視。運輸工具、運輸距離、運輸方式都會對碳排放產(chǎn)生較大影響。在現(xiàn)場施工組織環(huán)節(jié)，施工方案的合理性和可行性至關(guān)重要，采用不同的施工工藝會產(chǎn)生不同的碳排放量。盡可能減少施工現(xiàn)場的材料加工是碳減排的重要途徑，例如，使用商品混凝土，會比現(xiàn)場生產(chǎn)混凝土產(chǎn)生的碳排放更少。施工現(xiàn)場土地資源緊張，由于施工活動改變了土地功能，影響了原有植被的碳匯能力，從一定程度上增加了施工過程的碳排放。另外，人是一切施工活動的組織者和管理者，在思想意識不到位、管理制度缺失、技術(shù)方法運用不當(dāng)?shù)那闆r下，很容易出現(xiàn)碳排放不受控的問題[1]。

3 城市工程施工中的碳排放減少策略與實踐

3.1 材料產(chǎn)品選擇

材料采購是施工階段的重要工作內(nèi)容，在選擇材料類型時，基于碳減排理念，在滿足建筑功能的同時，應(yīng)積極選擇綠色環(huán)保材料，其具有碳排放少、能耗低、環(huán)境影響小的特點，如高抗沖PVC 管、生態(tài)水泥等。另外，可充分利用廢棄物生產(chǎn)水泥制品、再生骨料混凝土，使用工業(yè)廢料、農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)仿木復(fù)合材料。積極選用高性能材料，如高強度鋼筋、高性能水泥混凝土等，其具有強度高、耐久性好等特點，在滿足相同功能指標(biāo)的條件下，具有更高的使用效率，可以消耗更少的資源和能源。除此之外，還應(yīng)積極對常規(guī)建筑材料進(jìn)行碳減排途徑分析，以應(yīng)用相對廣泛的干混砂漿為例，在原料選用上，盡可能選擇固體廢棄物生產(chǎn)的產(chǎn)品，實現(xiàn)建筑垃圾的資源化處理，利用性能較好的特種砂漿替代普通砂漿，實現(xiàn)產(chǎn)品的轉(zhuǎn)型升級，應(yīng)用新型薄層施工工法，這些都是在材料采購時就要充分考慮的問題。

3.2 預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)

采用裝配式建筑，可以將大部分現(xiàn)場施工作業(yè)轉(zhuǎn)移到工廠內(nèi)，然后將預(yù)制構(gòu)件運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場裝配，這種建造形式有利于實現(xiàn)碳減排，而預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)階段涉及最終的控制效果，所以，必須加強對預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)階段的碳減排途徑展開分析。在生產(chǎn)廠商的選擇上，需要綜合考慮企業(yè)生產(chǎn)具備的碳減排技術(shù)實力，從根本上保證預(yù)制構(gòu)件的減排生產(chǎn)，同時，加強與生產(chǎn)廠商的交流協(xié)作，避免出現(xiàn)銜接不暢的問題，實現(xiàn)設(shè)計與施工的深度銜接，經(jīng)過多方合作提升產(chǎn)業(yè)鏈碳減排價值。積極引入BIM、傳感器、物聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代信息技術(shù)，通過三維建筑模型進(jìn)行數(shù)據(jù)信息交流共享，科學(xué)制訂生產(chǎn)計劃，合理安排生產(chǎn)資源，實現(xiàn)有效的預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)事前控制；建立信息化管理平臺，高效解讀BIM 模型中的預(yù)制構(gòu)件信息，轉(zhuǎn)換成機械設(shè)備可識別的格式，利用自動化控制程序完成各環(huán)節(jié)工作，減少人工操作失誤產(chǎn)生的資源能源浪費；結(jié)合RFID 技術(shù)，跟蹤識別預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)全過程，根據(jù)構(gòu)件實體與三維模型的對應(yīng)關(guān)系，明確生產(chǎn)進(jìn)程，滿足現(xiàn)場施工進(jìn)度要求[2]。

3.3 采購運輸控制

采購運輸環(huán)節(jié)涉及的碳排放減少途徑主要與運輸方式、運輸距離等內(nèi)容密切相關(guān)。盡可能選用本地建材，有效縮減運輸距離，降低運輸過程中的能源消耗，實現(xiàn)碳排放量減少的目的，選擇合適的運輸機械，具有承載量大、碳排放量低、能源消耗少、自重輕等優(yōu)點，根據(jù)運輸距離、路況選擇合適的車型，比如，在室外長途運輸時可以選用重型貨車，在市區(qū)短途運輸時可以選用輕型卡車，在特殊情況下還可以采用特種專用貨車，需要根據(jù)具體情況科學(xué)搭配。預(yù)制構(gòu)件的運輸量較大，施工單位應(yīng)該根據(jù)施工進(jìn)度計劃積極與生產(chǎn)廠商協(xié)商，優(yōu)化協(xié)調(diào)預(yù)制構(gòu)件運輸計劃。執(zhí)行質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)程序后，管理人員可以將預(yù)制構(gòu)件運輸信息傳輸?shù)焦芾砥脚_中，及時更新預(yù)制構(gòu)件相關(guān)狀態(tài)。BIM 技術(shù)具有強大的信息集成功能，可以提前模擬運輸路線，充分考慮影響運輸效率的各種因素，選擇碳排放較少的路線，盡可能減少影響運輸計劃的不確定性因素。

3.4 節(jié)能施工技術(shù)

減少施工中的碳排放需要積極采用綠色施工工藝，從“四節(jié)一環(huán)?！保ü?jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材和環(huán)境保護(hù)）的角度出發(fā)，通過技術(shù)進(jìn)步和科學(xué)管理節(jié)約資源、減少能耗、降低污染是實現(xiàn)碳減排的有效策略。在施工現(xiàn)場，除了工程施工耗能，生產(chǎn)生活耗能也不容小覷，充分利用施工現(xiàn)場自然條件，創(chuàng)建良好的節(jié)能辦公、生活環(huán)境，通過控制臨時建筑布局、采用高效保溫材料、應(yīng)用新型節(jié)能產(chǎn)品、引入太陽能光伏發(fā)電等方式，減少辦公區(qū)和生活區(qū)能源消耗。

在施工過程中，從碳排放減少的角度出發(fā)，優(yōu)化施工方案，合理安排施工進(jìn)度計劃，減少施工期間的能源消耗，提高能源利用率。

在主體工程施工階段，無論是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，還是鋼結(jié)構(gòu)，都需要消耗大量能源進(jìn)行切割、焊接、吊裝等工作，采用大體積混凝土泵送技術(shù)、鋁模板技術(shù)，能夠簡化施工工藝，改善施工流程，從而減少不必要的能源消耗。在機電安裝施工階段，利用BIM 技術(shù)進(jìn)行管線綜合優(yōu)化調(diào)整，能夠在復(fù)雜的施工環(huán)境中理清施工脈絡(luò)，直觀展現(xiàn)不同專業(yè)的管線分布情況，通過碰撞檢測功能，可以自動檢測硬碰撞和軟碰撞問題，減少沖突矛盾和距離不夠的情況，避免后期變更、返工造成的能源浪費。

在裝飾裝修階段，盡可能選用半成品、成品材料，采用裝配式裝修工藝，將預(yù)制產(chǎn)品組合拼裝即可。

機械化施工是工程施工的重要支撐，必須加強施工機械設(shè)備的能耗控制，選擇節(jié)能、高效、環(huán)保的產(chǎn)品，優(yōu)化施工機具組合，充分利用公共設(shè)備，提高利用率，避免出現(xiàn)低效、無效作業(yè)。也可以開發(fā)利用風(fēng)能、地?zé)崮艿荣Y源，盡可能減少常規(guī)能源的消耗量[3]。

3.5 節(jié)材施工技術(shù)

除了選用低碳材料、高性能材料，還應(yīng)該在施工過程中加強對材料使用的控制管理。

1）材料進(jìn)場后，根據(jù)實際需求，合理安排材料存儲、堆放，盡可能減少場內(nèi)運輸，如果需要進(jìn)行二次搬運，可以使用小型電動搬運車代替?zhèn)鹘y(tǒng)搬運工具。

2）利用BIM 模型的工程量統(tǒng)計功能，計算各種材料消耗量，在鋼筋工程、模板工程等相對復(fù)雜的工藝環(huán)節(jié)，可以采用BIM 技術(shù)進(jìn)行模板和鋼筋下料設(shè)計，準(zhǔn)確確定各種下料參數(shù)，得到相關(guān)排列圖和余料組合加工表，減少邊角料的產(chǎn)生。

3）完善材料領(lǐng)用管理制度，實行限額領(lǐng)料、定額領(lǐng)料，防止出現(xiàn)超用、多領(lǐng)的情況。

4）提高建材回收利用率。根據(jù)相關(guān)計算分析，新鋼的碳排放因子是可回收鋼材的6 倍左右，具備較高的回收利用價值，可以將鋼筋余料用于制作定位筋、馬凳等，所以，要做好施工廢料回收管理，編制詳細(xì)的可回收再利用廢料清單，指導(dǎo)施工人員進(jìn)行廢料回收，并設(shè)置專門的回收場所用，于集中存放處理清單中的廢料，安排專業(yè)管理人員及時清點，制訂使用計劃，實現(xiàn)建筑余料的資源化轉(zhuǎn)換。

5）在減少材料消耗量的基礎(chǔ)上，盡可能提高周轉(zhuǎn)材料的周轉(zhuǎn)率，采用集成式板房、裝配式圍擋、定型化臨邊防護(hù)欄，都能夠達(dá)到80%以上的重復(fù)利用率，采用鋁模板、塑料模板等新型模板技術(shù)，能夠減少木材消耗量。

3.6 保護(hù)綠化面積

綠色植物可以吸收大氣中的二氧化碳，除了減少施工活動中的碳排放量，還可以通過保護(hù)、增加綠化面積的方式，提高土地利用率，提升碳中和能力。在施工過程中，必須堅持節(jié)約用地、集約用地的基本原則，保證整體平面布局緊湊，減少綠地資源的占用量。嚴(yán)格控制臨時用地面積，臨時設(shè)施、臨時道路要與永久建筑、永久道路綜合考量，不斷優(yōu)化基坑施工方案，采用合適的邊坡支護(hù)方式，盡可能減少基坑施工對土地的擾動。施工完成后，嚴(yán)格按照土地復(fù)墾方案執(zhí)行，清除建筑垃圾，改良土壤品質(zhì)，恢復(fù)綠色植被，增加綠化面積。在占用臨時耕地前，可以將硬化面層和耕地表面隔離開來，這樣有利于后續(xù)復(fù)耕工作的順利開展，積極改善施工現(xiàn)場生態(tài)環(huán)境，保證生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，能夠持續(xù)發(fā)揮碳吸收功能。

3.7 加強人員管理

人的因素對碳排放減少工作的實施起著決定性的作用，必須自上而下達(dá)成共識，有計劃有組織地開展碳減排工作，否則即便花費了較大代價也難以實現(xiàn)預(yù)期效果。

在施工階段，投資單位要積極發(fā)揮碳減排工作的導(dǎo)向功能，通過合同條款約定完善碳減排工作體系，并對碳達(dá)標(biāo)情況加強核實查驗，起到應(yīng)有的督導(dǎo)作用。

施工單位應(yīng)加強教育宣傳工作，做好綠色施工、低碳施工的專項培訓(xùn)，提高全體工作人員的碳減排認(rèn)知能力和執(zhí)行能力，同時，建立碳減排責(zé)任制，與質(zhì)量管理、安全管理等方面一樣，將相關(guān)福利待遇、責(zé)任體系與碳減排工作掛鉤，設(shè)置專項系統(tǒng)考核，起到強力約束的作用[4]。

4 結(jié)語

綜上所述，碳減排是實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的重要手段，也是我國走綠色環(huán)保之路的基本體現(xiàn)。根據(jù)相關(guān)研究，我國建筑領(lǐng)域的碳達(dá)峰時間不容樂觀，現(xiàn)階段建筑碳排放總量依然占到全國碳排放總量的50%左右，所以，必須在工程建設(shè)過程中減少能源消耗和資源浪費，通過各種方式減少碳排放總量，承擔(dān)起碳排放控制的重任。