雙碳背景下建筑企業(yè)裝配式建筑業(yè)務(wù)綠色低碳發(fā)展路徑研究

徐靜 XU Jing

（中鐵六局集團(tuán)有限公司，北京 100000）

0 引言

溫室氣體過度排放導(dǎo)致的溫室效應(yīng)，已成為國際社會關(guān)注的重點。為解決這一刻不容緩的生態(tài)環(huán)境問題，目前已有超過130個國家和地區(qū)提出了“零碳”或“碳中和”的氣候目標(biāo)，中國也于2020年9月提正式提出2030年實現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年實現(xiàn)碳中和的目標(biāo)，但當(dāng)前中國碳排放總量仍呈上漲趨勢，要在30年內(nèi)實現(xiàn)“碳中和”，時間任務(wù)明顯比發(fā)達(dá)國家更為緊迫。雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)的提出，同時疊加人口紅利衰減加速、新一代產(chǎn)業(yè)科技變革的宏觀環(huán)境變化，建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要性必要性顯著提升，而裝配式建筑低碳節(jié)能的特性，成為推進(jìn)建筑業(yè)向綠色化、工業(yè)化、智能化轉(zhuǎn)型發(fā)展的有力抓手。

近年來行業(yè)內(nèi)對裝配式建筑發(fā)展前景、裝配式建筑碳排放等方面研究較多，但從建筑企業(yè)層面如何在建筑業(yè)改革洪流中主動開展裝配式建筑業(yè)務(wù)低碳管理方面的研究較少。本文從國內(nèi)外建筑業(yè)碳排放現(xiàn)狀、國內(nèi)裝配式建筑發(fā)展特點及前景、裝配式建筑碳排放優(yōu)勢等維度，淺析裝配式建筑模式是綠色建造的具體表現(xiàn)形式和實現(xiàn)路徑，進(jìn)而提出裝配式建筑業(yè)務(wù)綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展是大型建筑企業(yè)的戰(zhàn)略需求和重大戰(zhàn)略選擇，并探索實現(xiàn)裝配式建筑綠色低碳發(fā)展的重要舉措。

1 國際國內(nèi)建筑業(yè)碳排放現(xiàn)狀分析

我國作為世界上最大的新興經(jīng)濟(jì)體，工業(yè)、交通、建筑業(yè)是碳排放的“三巨頭”。其中建筑業(yè)是典型的國民經(jīng)濟(jì)支柱型產(chǎn)業(yè)，自2012年以來，建筑業(yè)增加值占國內(nèi)生產(chǎn)總值的比例始終保持在6.85%以上，2019年達(dá)到7.16%，2020達(dá)到7.2%，2021達(dá)到7.01%，地位持續(xù)穩(wěn)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(yè)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(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”的新發(fā)展理念要求還存在一定差距。

建筑業(yè)的碳排放情況，從國際上來看，據(jù)聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）調(diào)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(yè)能耗。從國內(nèi)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(nèi)外情況，建筑業(yè)碳排放量處于“三巨頭”較高位置，并與能源消費、能源轉(zhuǎn)型密切相關(guān)，面臨減排與節(jié)能雙重壓力，可以說，沒有建筑業(yè)的碳達(dá)峰、碳中和，就不可能實現(xiàn)全社會碳達(dá)峰、碳中和的目標(biāo)。

2 國內(nèi)裝配式建筑發(fā)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(dǎo)的建筑新理念，裝配式建筑憑借綠色又快速的生產(chǎn)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(xù)加碼、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建立健全、社會需求大幅度提升、全產(chǎn)業(yè)鏈穩(wěn)健協(xié)同等轉(zhuǎn)型基礎(chǔ)和利好條件多維疊加，將助力推動裝配式建筑產(chǎn)業(yè)提檔加速。

2.1 裝配式建筑特點

裝配式建筑就是以綠色發(fā)展為理念，以建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級為目標(biāo)，以技術(shù)創(chuàng)新為支撐，以信息化和現(xiàn)代化的組織管理為手段，以實現(xiàn)建筑工業(yè)化為核心，將建筑生產(chǎn)的全過程連接為一個完整的產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)，實現(xiàn)傳統(tǒng)生產(chǎn)方式向現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變，從而全面提升建筑工程的質(zhì)量、效率和效益。與傳統(tǒng)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(yōu)勢，據(jù)統(tǒng)計，其生命周期可減少碳排放40%以上，是建筑業(yè)實現(xiàn)“碳峰值”和“碳中性”的重要技術(shù)路徑。

2.2 裝配式建筑進(jìn)入快速成長期

縱觀國內(nèi)裝配式建筑發(fā)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(fā)展階段（2013年至今）三個階段，但當(dāng)前仍處于快發(fā)展初期階段（見表1）。自2013年開始進(jìn)入快速發(fā)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(yè)發(fā)展的法規(guī)與政策，市場規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，但同時受政策配套支持力度不夠、工程成本不可控、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不健全等方面制約因素逐步顯現(xiàn)，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(fā)展并不充分。2016年是裝配式建筑發(fā)展的分水嶺，國家意志明確提出十年發(fā)展目標(biāo)，相應(yīng)配套政策和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)加碼，但如何從戰(zhàn)略發(fā)展的角度穩(wěn)步推進(jìn)，特別是時間節(jié)點后的發(fā)展規(guī)劃還未詳盡開展。2020年雙碳目標(biāo)提出后，對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整形成機(jī)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(xù)出臺規(guī)劃及政策，在裝配式建筑的規(guī)劃建設(shè)、資金保障、滲透率、預(yù)制率、監(jiān)督管理、激勵政策、財政稅收、資質(zhì)配套、招投標(biāo)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(guī)劃占比明顯高于全國指標(biāo)，裝配式建筑市場需求將大大提升。

表1 國內(nèi)裝配式建筑發(fā)展歷程

2.3 裝配式建筑滲透率+預(yù)制率有望雙重提升

據(jù)統(tǒng)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(wěn)步提升，反映出地方政府在推動裝配式建筑發(fā)展層面的態(tài)度和決心，裝配式建筑項目落地速度有望加大。

但對比發(fā)達(dá)國家，我國裝配式建筑滲透率仍是差距巨大。主要發(fā)達(dá)國家建筑現(xiàn)代化體系已經(jīng)較為成熟，多數(shù)均曾開發(fā)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(dá)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(biāo)，對比之下，我國裝配式建筑滲透率仍差距較大。相信在行業(yè)和地方政策多重推動下，各地區(qū)裝配率、預(yù)制率有進(jìn)一步提高空間。

3 裝配式建筑與現(xiàn)澆方式比較性優(yōu)勢

裝配式建筑采用規(guī)模化的生產(chǎn)方式，可在一定程度上減少建筑材料的消耗、建筑垃圾的產(chǎn)生和生產(chǎn)活動中其他的能源消耗；施工過程采用多種機(jī)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(tǒng)現(xiàn)澆模式較低。

一般而言，建筑的碳排放主要由建材生產(chǎn)、建材運輸、構(gòu)件生產(chǎn)、構(gòu)建運輸、現(xiàn)場施工5個建筑物化階段構(gòu)成。為比較裝配式建筑與傳統(tǒng)現(xiàn)澆方式的碳排放量，以混凝土結(jié)構(gòu)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(nèi)在用能類型、用能結(jié)構(gòu)、運輸方式上的南北差異、地區(qū)差異較大，會直接影響碳排放量計算，因此選取同一地區(qū)兩個裝配式建筑案例進(jìn)行各項指標(biāo)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(chǔ)為預(yù)應(yīng)力管樁，主體結(jié)構(gòu)為剪力墻結(jié)構(gòu)，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(biāo)準(zhǔn)層均采用預(yù)制裝配式施工工藝，標(biāo)準(zhǔn)預(yù)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(yè)）、3座住宅塔樓組成，高層住宅采用部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)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(biāo)準(zhǔn)層的預(yù)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(xiàn)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(chǎn)階段和現(xiàn)場施工階段的碳排放對建筑物物化階段碳排放總量貢獻(xiàn)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(gòu)件生產(chǎn)、構(gòu)件運輸階段相比于占比最大兩項可以忽略。從碳排放量數(shù)值上來看，現(xiàn)澆工程在建材生產(chǎn)、建材運輸、現(xiàn)場施工三個階段均遠(yuǎn)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(xiàn)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(xiàn)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(biāo)上，裝配式施工工藝減排優(yōu)勢明顯。

4 建筑企業(yè)裝配式建筑業(yè)務(wù)優(yōu)劣勢分析

裝配式建筑的設(shè)計、生產(chǎn)、運輸、裝配各工序環(huán)環(huán)相扣、互相影響，需要產(chǎn)業(yè)鏈各參與單位充分協(xié)作、積極配合。利好政策牽引下，隨著市場競爭不斷規(guī)范、產(chǎn)業(yè)發(fā)展不斷成熟，一體化、專業(yè)化、大型集團(tuán)化將成為未來裝配式行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

特別是大型建筑企業(yè)已普遍具有較全的裝配式建筑產(chǎn)業(yè)鏈、先進(jìn)的施工技術(shù)、雄厚的資金實力、高效能組織管理團(tuán)隊、專業(yè)技術(shù)人才等資源稟賦。以A建筑企業(yè)為例，在建筑產(chǎn)業(yè)鏈方面，覆蓋設(shè)計咨詢、工程建造、裝備制造、特色地產(chǎn)、資本運營、礦產(chǎn)資源、金融物貿(mào)等，產(chǎn)業(yè)鏈齊全；在裝配式產(chǎn)品方面，涵蓋了裝配式建筑設(shè)計，混凝土、鋼結(jié)構(gòu)、裝修材料部品部件生產(chǎn)，混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)安裝等；在市場方面，區(qū)域布局完善，行業(yè)品牌效應(yīng)較好，市場占有率較高，具備集團(tuán)化協(xié)同發(fā)展快速形成裝配式建筑業(yè)務(wù)核心競爭力的優(yōu)良基礎(chǔ)。但目前產(chǎn)業(yè)鏈上各環(huán)節(jié)企業(yè)較為分散，協(xié)同平臺作用發(fā)揮不充分，核心優(yōu)勢不突出，規(guī)模化效應(yīng)有待提升。（見圖1）

圖1 A建筑企業(yè)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)鏈

5 建筑企業(yè)裝配式建筑業(yè)務(wù)綠色低碳發(fā)展路徑

綜上所述，筆者認(rèn)為大型建筑企業(yè)應(yīng)搶抓市場機(jī)遇，以綠色低碳為重大戰(zhàn)略選擇，以裝配式建筑業(yè)務(wù)的綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展為戰(zhàn)略實施路徑，基于裝配式建筑物化階段的各環(huán)節(jié)，從頂層設(shè)計上重塑產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈、創(chuàng)新鏈、價值鏈“四鏈融合”的綠色低碳發(fā)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(yù)測統(tǒng)計和過程管理，最終實現(xiàn)企業(yè)碳排放經(jīng)濟(jì)效益的提升。

圖2 建筑企業(yè)裝配式建筑綠色低碳發(fā)展路徑

5.1 構(gòu)建裝配式建筑綠色低碳產(chǎn)業(yè)鏈

整合內(nèi)部裝配式建筑產(chǎn)業(yè)鏈，持續(xù)完善“設(shè)計咨詢-建材供應(yīng)-裝配式構(gòu)件預(yù)制-裝配式構(gòu)件安裝-裝配式裝修”產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同機(jī)制，在各環(huán)節(jié)各節(jié)點都全面系統(tǒng)地考慮“四節(jié)一環(huán)保”要求，追求一體化的綜合效益最優(yōu)和資源的循環(huán)利用。內(nèi)部推動設(shè)計類、物資供應(yīng)類、部品制造類、施工類企業(yè)資源互補(bǔ)、信息共享；外部推動裝配式建筑產(chǎn)業(yè)鏈上下游、產(chǎn)業(yè)鏈外延的相關(guān)企業(yè)協(xié)同共建、利益共享，攜手打造高科技創(chuàng)新型裝配式建筑業(yè)務(wù)平臺和其他若干個基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域裝配式工程總承包企業(yè)。

5.2 構(gòu)建裝配式建筑綠色低碳供應(yīng)鏈

構(gòu)建裝配式建筑綠色供應(yīng)鏈，協(xié)同建材采購、設(shè)備租購、物資運輸、資源再利用等產(chǎn)業(yè)鏈上游企業(yè)開展綠色低碳合作模式。研究建立綠色建材采購標(biāo)準(zhǔn)，加大節(jié)能低碳產(chǎn)品和服務(wù)的采購、推廣應(yīng)用力度。在生產(chǎn)設(shè)備選型時，優(yōu)選國家和行業(yè)推薦的低碳節(jié)能機(jī)械設(shè)備，淘汰落后、高耗能機(jī)械設(shè)備，降低構(gòu)件生產(chǎn)加工過程中的碳排放。優(yōu)化采購建材和成品構(gòu)件的物流運輸方案，優(yōu)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(chǎn)企業(yè)“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(yè)固廢和建筑垃圾再生材料。同時引導(dǎo)供應(yīng)商共建綠色供應(yīng)鏈，將供應(yīng)商的環(huán)保和減碳行動納入供應(yīng)商準(zhǔn)入評審和考核評價內(nèi)容。

5.3 部署裝配式建筑綠色低碳創(chuàng)新鏈

圍繞裝配式建筑產(chǎn)業(yè)鏈部署創(chuàng)新鏈，加強(qiáng)全過程各階段節(jié)能低碳技術(shù)的研發(fā)。構(gòu)建自主創(chuàng)新的裝配式建筑技術(shù)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(yōu)惠、財政補(bǔ)貼，有效降低在綠色低碳方面對于新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品的研發(fā)成本。加強(qiáng)綠色建造運維一體化技術(shù)與新型材料裝修和標(biāo)準(zhǔn)體系的研究標(biāo)準(zhǔn)制定工作，提升行業(yè)話語權(quán)。大力開展綠色、低碳、智能工程建造技術(shù)研究，在裝配式施工技術(shù)方面，積極研發(fā)創(chuàng)新裝配化建造技術(shù)、裝修技術(shù)，科學(xué)改變傳統(tǒng)濕作業(yè)模式，實現(xiàn)部品部件標(biāo)準(zhǔn)化、裝修模塊化。在裝配式裝修材料方面，專注研發(fā)環(huán)保節(jié)能及可循環(huán)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(xù)發(fā)展的理念和原則融入企業(yè)價值鏈的運行規(guī)則和行動當(dāng)中，發(fā)揮大型企業(yè)的市場規(guī)模效應(yīng)、技術(shù)效應(yīng)，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(jìn)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(chǎn)業(yè)基地、園區(qū)建設(shè)等重點建設(shè)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(jìn)企業(yè)降碳減排和綠色發(fā)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(chǎn)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(jī)制的應(yīng)用，積極參與碳信用評級，全面盤活企業(yè)的碳資產(chǎn)，提升企業(yè)碳排放經(jīng)濟(jì)效益。

5.5 實施裝配式建筑全過程碳排放測算

構(gòu)建應(yīng)用基于BIM的裝配式建筑碳排放測算系統(tǒng)平臺，在裝配式建筑建材生產(chǎn)、建材運輸、構(gòu)件生產(chǎn)、構(gòu)建運輸、現(xiàn)場施工等全過程實施碳排放計量預(yù)測統(tǒng)計。在建材運輸和構(gòu)件運輸階段，利用BIM技術(shù)優(yōu)化施工場地布置，優(yōu)化臨時道路以及運輸路線，加快機(jī)械設(shè)備吊裝效率，盡量避免二次運輸和搬倒。在構(gòu)件生產(chǎn)階段，利用BIM技術(shù)對建筑材料實施動態(tài)管理，材料進(jìn)場前測算數(shù)量，進(jìn)場后自動更新使用計劃，優(yōu)化資源配置，實現(xiàn)對預(yù)制構(gòu)件的統(tǒng)籌管理以免造成不必要的浪費。在施工階段，利用BIM技術(shù)在裝配式建筑前期提高項目施工組織設(shè)計、施工方案設(shè)計深度，模擬施工過程，從而減少后期因設(shè)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(jìn)行。對于BIM技術(shù)的引用同時能夠為智能化工廠和智慧工地提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的支持，助力推動全周期全流程低碳施工。

5.6 加強(qiáng)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(xiàn)場管理及技術(shù)工人的低碳環(huán)保意識。嚴(yán)格控制建材使用量，制定超限額領(lǐng)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(chǎn)生。支持各生產(chǎn)環(huán)節(jié)企業(yè)實施節(jié)能減排技術(shù)改造，創(chuàng)新節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材等綠色施工工藝研發(fā)。優(yōu)化施工組織過程管理，合理安排施工進(jìn)度和施工機(jī)械設(shè)備的使用，選擇低碳節(jié)能的施工機(jī)械設(shè)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(yīng)用比例，優(yōu)先采用綠色環(huán)保建材替代高能耗材料，加強(qiáng)高強(qiáng)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(yīng)用。實施全過程的動態(tài)管理，嚴(yán)格控制施工揚(yáng)塵、噪聲、污水排放。

6 結(jié)語

“碳中和”和“碳達(dá)峰”的國家發(fā)展目標(biāo)進(jìn)一步揭示了裝配式建筑的綠色環(huán)保效益，可以預(yù)見，未來裝配式建筑的發(fā)展將會提速。建筑企業(yè)應(yīng)緊抓當(dāng)前政策和市場機(jī)遇，轉(zhuǎn)變綠色生態(tài)可持續(xù)發(fā)展理念，當(dāng)好低碳發(fā)展主力軍，從綠色低碳產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈、創(chuàng)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(yè)務(wù)的綠色低碳轉(zhuǎn)型，提升企業(yè)碳排放經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)我國建筑行業(yè)整體向綠色低碳可持續(xù)的方向發(fā)展。