雙碳背景下建筑企業裝配式建筑業務綠色低碳發展路徑研究

徐靜 XU Jing

（中鐵六局集團有限公司，北京 100000）

0 引言

溫室氣體過度排放導致的溫室效應，已成為國際社會關注的重點。為解決這一刻不容緩的生態環境問題，目前已有超過130個國家和地區提出了“零碳”或“碳中和”的氣候目標，中國也于2020年9月提正式提出2030年實現碳達峰、2060年實現碳中和的目標，但當前中國碳排放總量仍呈上漲趨勢，要在30年內實現“碳中和”，時間任務明顯比發達國家更為緊迫。雙碳戰略目標的提出，同時疊加人口紅利衰減加速、新一代產業科技變革的宏觀環境變化，建筑行業轉型發展的重要性必要性顯著提升，而裝配式建筑低碳節能的特性，成為推進建筑業向綠色化、工業化、智能化轉型發展的有力抓手。

近年來行業內對裝配式建筑發展前景、裝配式建筑碳排放等方面研究較多，但從建筑企業層面如何在建筑業改革洪流中主動開展裝配式建筑業務低碳管理方面的研究較少。本文從國內外建筑業碳排放現狀、國內裝配式建筑發展特點及前景、裝配式建筑碳排放優勢等維度，淺析裝配式建筑模式是綠色建造的具體表現形式和實現路徑，進而提出裝配式建筑業務綠色低碳轉型發展是大型建筑企業的戰略需求和重大戰略選擇，并探索實現裝配式建筑綠色低碳發展的重要舉措。

1 國際國內建筑業碳排放現狀分析

我國作為世界上最大的新興經濟體，工業、交通、建筑業是碳排放的“三巨頭”。其中建筑業是典型的國民經濟支柱型產業，自2012年以來，建筑業增加值占國內生產總值的比例始終保持在6.85%以上，2019年達到7.16%，2020達到7.2%，2021達到7.01%，地位持續穩固，“中國建造”“基建狂魔”已成為國家名片，需求仍將維持高位。同時，建筑業仍然存在資源消耗大、污染排放高、建造方式粗放等問題，與“創新、協調、綠色、開放、共享”的新發展理念要求還存在一定差距。

建筑業的碳排放情況，從國際上來看，據聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）調查，建筑能耗占全球總能耗的40%，二氧化碳排放量為36%僅次于工業能耗。從國內來看，2018年全國建筑全過程碳排放總量為49.3億tCO2，占全國碳排放的比重為51.3%；2019年全國建筑全過程碳排放總量超過35億tCO2，占全國碳排放的比重約為35%。綜合國內外情況，建筑業碳排放量處于“三巨頭”較高位置，并與能源消費、能源轉型密切相關，面臨減排與節能雙重壓力，可以說，沒有建筑業的碳達峰、碳中和，就不可能實現全社會碳達峰、碳中和的目標。

2 國內裝配式建筑發展前景

綠色建筑是近些年，特別是新時代時期國家積極倡導的建筑新理念，裝配式建筑憑借綠色又快速的生產方式成綠色建筑的必然選擇。同時，隨著裝配式建筑的配套政策持續加碼、技術標準建立健全、社會需求大幅度提升、全產業鏈穩健協同等轉型基礎和利好條件多維疊加，將助力推動裝配式建筑產業提檔加速。

2.1 裝配式建筑特點

裝配式建筑就是以綠色發展為理念，以建筑業轉型升級為目標，以技術創新為支撐，以信息化和現代化的組織管理為手段，以實現建筑工業化為核心，將建筑生產的全過程連接為一個完整的產業系統，實現傳統生產方式向現代工業化生產方式轉變，從而全面提升建筑工程的質量、效率和效益。與傳統建筑相比，裝配式建筑在建筑材料制造和施工階段的碳排放方面具有明顯優勢，據統計，其生命周期可減少碳排放40%以上，是建筑業實現“碳峰值”和“碳中性”的重要技術路徑。

2.2 裝配式建筑進入快速成長期

縱觀國內裝配式建筑發展，可大致分為起步階段（1949年-1978年）、停滯階段（1978年-2013年）、快速發展階段（2013年至今）三個階段，但當前仍處于快發展初期階段（見表1）。自2013年開始進入快速發展期，雖國家和地方政策相繼出臺大量鼓勵裝配式建筑行業發展的法規與政策，市場規模持續擴大，但同時受政策配套支持力度不夠、工程成本不可控、技術標準不健全等方面制約因素逐步顯現，形成市場供需不平衡，用戶對裝配式建筑安全、宜居等性能信任度不高，發展并不充分。2016年是裝配式建筑發展的分水嶺，國家意志明確提出十年發展目標，相應配套政策和技術標準持續加碼，但如何從戰略發展的角度穩步推進，特別是時間節點后的發展規劃還未詳盡開展。2020年雙碳目標提出后，對產業結構調整形成機制倒逼，各地方的步伐也隨之加快，北京、上海、廣東、山東、重慶、湖南、海南等地陸續出臺規劃及政策，在裝配式建筑的規劃建設、資金保障、滲透率、預制率、監督管理、激勵政策、財政稅收、資質配套、招投標等不同程度制定了具體鼓勵支持舉措，多個省份對于裝配式建筑的規劃占比明顯高于全國指標，裝配式建筑市場需求將大大提升。

表1 國內裝配式建筑發展歷程

2.3 裝配式建筑滲透率+預制率有望雙重提升

據統計，2016年-2020年全國裝配式新建建筑面積分別為1.14億平方米、1.6億平方米、2.89億平方米、4.2億平方米、6.29億平方米，這5年每年平均增長幅度為54%；占新建建筑面積比例分別為6.83%、8.4%、13.81%、13.4%、20.5%，裝配式滲透率得到穩步提升，反映出地方政府在推動裝配式建筑發展層面的態度和決心，裝配式建筑項目落地速度有望加大。

但對比發達國家，我國裝配式建筑滲透率仍是差距巨大。主要發達國家建筑現代化體系已經較為成熟，多數均曾開發出各類裝配式建筑專用體系，并且美國、日本、法國、丹麥、瑞典、新加坡、英國等在2019年裝配式建筑滲透率既已達到或超過70%，而我國2019年滲透率僅為13.4%，即使至2025年完成30%的目標，對比之下，我國裝配式建筑滲透率仍差距較大。相信在行業和地方政策多重推動下，各地區裝配率、預制率有進一步提高空間。

3 裝配式建筑與現澆方式比較性優勢

裝配式建筑采用規模化的生產方式，可在一定程度上減少建筑材料的消耗、建筑垃圾的產生和生產活動中其他的能源消耗；施工過程采用多種機械化安裝方式，在一定程度上減少了噪音、廢物和廢水排放，生命全周期碳排放量較傳統現澆模式較低。

一般而言，建筑的碳排放主要由建材生產、建材運輸、構件生產、構建運輸、現場施工5個建筑物化階段構成。為比較裝配式建筑與傳統現澆方式的碳排放量，以混凝土結構裝配式住宅為例，對各過程階段逐一比對。在案例的選取上，按照地域性原則，考慮到國內在用能類型、用能結構、運輸方式上的南北差異、地區差異較大，會直接影響碳排放量計算，因此選取同一地區兩個裝配式建筑案例進行各項指標對比分析。

案例一：廣東省珠海市某裝配式混凝土建筑項目，建筑基礎為預應力管樁，主體結構為剪力墻結構，3層以上實施裝配式樓層。項目總用地面積47530.25m2，總建筑面積155104.21m2，容積率為2.5，由12棟16-32層住宅樓組成，最大建筑高度94.74m，高層住宅標準層均采用預制裝配式施工工藝，標準預制率約20%，裝配率約40%。案例二：深圳市某裝配式住宅項目，主要由5層裙房（包括公交場地、客運中心及其配套、商業）、3座住宅塔樓組成，高層住宅采用部分框支剪力墻結構體系。項目總用地面積12406.19m2，總建筑面積93052m2，容積率為5.70，各棟標準層的預制率均不低于15%、裝配率均不低于30%。各過程階段碳排放量對比如表2。

表2 案例現澆工程和裝配式工程全過程各階段碳排放對比（kgCO2e）

由表2可得出，從對于碳排放量占比來看，建材生產階段和現場施工階段的碳排放對建筑物物化階段碳排放總量貢獻最大，兩者占全部碳排放量的80%-90%以上；建材運輸階段受運輸方式影響較大，有一定差別，但整體占比較小；在構件生產、構件運輸階段相比于占比最大兩項可以忽略。從碳排放量數值上來看，現澆工程在建材生產、建材運輸、現場施工三個階段均遠高于裝配式工程。從兩種工藝碳排放量對比來看，將案例二中自身現澆部分和裝配式部分的碳排放量，分別除以各自部分工程體積，可得出采用裝配式工藝可較現澆工藝降低排放量20.11%。

綜上所述，可充分證明在碳減排這一指標上，裝配式施工工藝減排優勢明顯。

4 建筑企業裝配式建筑業務優劣勢分析

裝配式建筑的設計、生產、運輸、裝配各工序環環相扣、互相影響，需要產業鏈各參與單位充分協作、積極配合。利好政策牽引下，隨著市場競爭不斷規范、產業發展不斷成熟，一體化、專業化、大型集團化將成為未來裝配式行業發展的必然趨勢。

特別是大型建筑企業已普遍具有較全的裝配式建筑產業鏈、先進的施工技術、雄厚的資金實力、高效能組織管理團隊、專業技術人才等資源稟賦。以A建筑企業為例，在建筑產業鏈方面，覆蓋設計咨詢、工程建造、裝備制造、特色地產、資本運營、礦產資源、金融物貿等，產業鏈齊全；在裝配式產品方面，涵蓋了裝配式建筑設計，混凝土、鋼結構、裝修材料部品部件生產，混凝土結構、鋼結構安裝等；在市場方面，區域布局完善，行業品牌效應較好，市場占有率較高，具備集團化協同發展快速形成裝配式建筑業務核心競爭力的優良基礎。但目前產業鏈上各環節企業較為分散，協同平臺作用發揮不充分，核心優勢不突出，規模化效應有待提升。（見圖1）

圖1 A建筑企業裝配式建筑產業鏈

5 建筑企業裝配式建筑業務綠色低碳發展路徑

綜上所述，筆者認為大型建筑企業應搶抓市場機遇，以綠色低碳為重大戰略選擇，以裝配式建筑業務的綠色低碳轉型發展為戰略實施路徑，基于裝配式建筑物化階段的各環節，從頂層設計上重塑產業鏈、供應鏈、創新鏈、價值鏈“四鏈融合”的綠色低碳發展模式（見圖2），主動推行裝配式建筑建造全過程的碳排放預測統計和過程管理，最終實現企業碳排放經濟效益的提升。

圖2 建筑企業裝配式建筑綠色低碳發展路徑

5.1 構建裝配式建筑綠色低碳產業鏈

整合內部裝配式建筑產業鏈，持續完善“設計咨詢-建材供應-裝配式構件預制-裝配式構件安裝-裝配式裝修”產業鏈協同機制，在各環節各節點都全面系統地考慮“四節一環保”要求，追求一體化的綜合效益最優和資源的循環利用。內部推動設計類、物資供應類、部品制造類、施工類企業資源互補、信息共享；外部推動裝配式建筑產業鏈上下游、產業鏈外延的相關企業協同共建、利益共享，攜手打造高科技創新型裝配式建筑業務平臺和其他若干個基礎設施領域裝配式工程總承包企業。

5.2 構建裝配式建筑綠色低碳供應鏈

構建裝配式建筑綠色供應鏈，協同建材采購、設備租購、物資運輸、資源再利用等產業鏈上游企業開展綠色低碳合作模式。研究建立綠色建材采購標準，加大節能低碳產品和服務的采購、推廣應用力度。在生產設備選型時，優選國家和行業推薦的低碳節能機械設備，淘汰落后、高耗能機械設備，降低構件生產加工過程中的碳排放。優化采購建材和成品構件的物流運輸方案，優選采用清潔能源為動力源的運輸車輛，以減少因物流運輸方式對資源的消耗和碳排放的增加。推行生產企業“逆向回收”等模式，研究利用尾礦、粉煤灰、電石渣、脫硫石膏、磷石膏等大宗工業固廢和建筑垃圾再生材料。同時引導供應商共建綠色供應鏈，將供應商的環保和減碳行動納入供應商準入評審和考核評價內容。

5.3 部署裝配式建筑綠色低碳創新鏈

圍繞裝配式建筑產業鏈部署創新鏈，加強全過程各階段節能低碳技術的研發。構建自主創新的裝配式建筑技術開放式研究平臺，整合社會資源，積極申請專項資金扶持，充分享受稅收優惠、財政補貼，有效降低在綠色低碳方面對于新技術、新工藝、新產品的研發成本。加強綠色建造運維一體化技術與新型材料裝修和標準體系的研究標準制定工作，提升行業話語權。大力開展綠色、低碳、智能工程建造技術研究，在裝配式施工技術方面，積極研發創新裝配化建造技術、裝修技術，科學改變傳統濕作業模式，實現部品部件標準化、裝修模塊化。在裝配式裝修材料方面，專注研發環保節能及可循環利用的新型低碳建材。

5.4 重塑裝配式建筑綠色低碳價值鏈

將綠色低碳可持續發展的理念和原則融入企業價值鏈的運行規則和行動當中，發揮大型企業的市場規模效應、技術效應，積極介入高附加值、低能耗、低污染的裝配式建筑高端綠色價值鏈。利用綠色金融促進綠色價值鏈的作用，主動參與政府投資的裝配類型的建筑項目、產業基地、園區建設等重點建設工程，積極對接好綠色信貸、綠色債券等融資落地效果好的項目，用于促進企業降碳減排和綠色發展。同時，圍繞裝配式建筑全過程重塑綠色低碳價值鏈，建立健全裝配式建筑全過程碳資產管理體系，積極探索合同能源管理、碳交易、第三方治理等市場機制的應用，積極參與碳信用評級，全面盤活企業的碳資產，提升企業碳排放經濟效益。

5.5 實施裝配式建筑全過程碳排放測算

構建應用基于BIM的裝配式建筑碳排放測算系統平臺，在裝配式建筑建材生產、建材運輸、構件生產、構建運輸、現場施工等全過程實施碳排放計量預測統計。在建材運輸和構件運輸階段，利用BIM技術優化施工場地布置，優化臨時道路以及運輸路線，加快機械設備吊裝效率，盡量避免二次運輸和搬倒。在構件生產階段，利用BIM技術對建筑材料實施動態管理，材料進場前測算數量，進場后自動更新使用計劃，優化資源配置，實現對預制構件的統籌管理以免造成不必要的浪費。在施工階段，利用BIM技術在裝配式建筑前期提高項目施工組織設計、施工方案設計深度，模擬施工過程，從而減少后期因設計誤差帶來的停工、返工，減少材料浪費，確保的項目高效有序地進行。對于BIM技術的引用同時能夠為智能化工廠和智慧工地提供基礎數據的支持，助力推動全周期全流程低碳施工。

5.6 加強裝配式建造全過程低碳管理

在建造過程中，提升部品部件車間、施工現場管理及技術工人的低碳環保意識。嚴格控制建材使用量，制定超限額領用審批制度，最大限度減少建筑材料的過程損耗，減少建筑固體廢棄物的產生。支持各生產環節企業實施節能減排技術改造，創新節能、節地、節水、節材等綠色施工工藝研發。優化施工組織過程管理，合理安排施工進度和施工機械設備的使用，選擇低碳節能的施工機械設備，從而減少閑置和在降低能耗的同時提高使用效率，減少施工過程中的碳排放。提高綠色建材在裝配式建筑中的應用比例，優先采用綠色環保建材替代高能耗材料，加強高強度、高性能混凝土、輕集料的使用，在裝配式裝修中積極推廣高性能門窗、裝飾保溫隔熱一體化墻體材料的應用。實施全過程的動態管理，嚴格控制施工揚塵、噪聲、污水排放。

6 結語

“碳中和”和“碳達峰”的國家發展目標進一步揭示了裝配式建筑的綠色環保效益，可以預見，未來裝配式建筑的發展將會提速。建筑企業應緊抓當前政策和市場機遇，轉變綠色生態可持續發展理念，當好低碳發展主力軍，從綠色低碳產業鏈、供應鏈、創新鏈、價值鏈四個層面宏觀布局，并大力實施裝配式建筑全過程的碳排放測算和低碳管理，推動裝配式建筑業務的綠色低碳轉型，提升企業碳排放經濟效益，促進我國建筑行業整體向綠色低碳可持續的方向發展。