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有限公司，廣東 深圳 518003）

1 引言

極端天氣的頻發，大部分是過量的碳排放造成的生態環境急劇惡化所致，所以，控制碳排放刻不容緩，必須改變傳統經濟發展模式，力求碳達峰、碳中和目標的早日實現，這需要各行各業的共同努力，尤其是作為碳排放占比較高的建筑工程行業，需要在建筑全壽命周期內減少碳排放量，促進人、自然、城市的和諧發展。

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品或活動在其生命周期內直接或間接導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，需要統籌協調綜合考慮，這一過程涉及原材料、半成品、預制構件的采購和運輸，以及施工方案的設計和實踐，為了減少工程施工中的碳排放量，必須明確各個工作環節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、現場施工的碳排放水平。在材料采購環節，不同材料產生的碳排放量不同，通過研究發現，鋼筋、混凝土、水泥砂漿、石灰等材料的碳濃度比較高，應重點關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節的碳排放量，同時，采購運輸產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生較大影響。在現場施工組織環節，施工方案的合理性和可行性至關重要，采用不同的施工工藝會產生不同的碳排放量。盡可能減少施工現場的材料加工是碳減排的重要途徑，例如，使用商品混凝土，會比現場生產混凝土產生的碳排放更少。施工現場土地資源緊張，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、技術方法運用不當的情況下，很容易出現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 材料產品選擇

材料采購是施工階段的重要工作內容，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，應積極選擇綠色環保材料，其具有碳排放少、能耗低、環境影響小的特點，如高抗沖PVC 管、生態水泥等。另外，可充分利用廢棄物生產水泥制品、再生骨料混凝土，使用工業廢料、農作物秸稈生產仿木復合材料。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，還應積極對常規建筑材料進行碳減排途徑分析，以應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的產品，實現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，實現產品的轉型升級，應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 預制構件生產

采用裝配式建筑，可以將大部分現場施工作業轉移到工廠內，然后將預制構件運輸到施工現場裝配，這種建造形式有利于實現碳減排，而預制構件的生產階段涉及最終的控制效果，所以，必須加強對預制構件生產階段的碳減排途徑展開分析。在生產廠商的選擇上，需要綜合考慮企業生產具備的碳減排技術實力，從根本上保證預制構件的減排生產，同時，加強與生產廠商的交流協作，避免出現銜接不暢的問題，實現設計與施工的深度銜接，經過多方合作提升產業鏈碳減排價值。積極引入BIM、傳感器、物聯網等現代信息技術，通過三維建筑模型進行數據信息交流共享，科學制訂生產計劃，合理安排生產資源，實現有效的預制構件生產事前控制；建立信息化管理平臺，高效解讀BIM 模型中的預制構件信息，轉換成機械設備可識別的格式，利用自動化控制程序完成各環節工作，減少人工操作失誤產生的資源能源浪費；結合RFID 技術，跟蹤識別預制構件生產全過程，根據構件實體與三維模型的對應關系，明確生產進程，滿足現場施工進度要求[2]。

3.3 采購運輸控制

采購運輸環節涉及的碳排放減少途徑主要與運輸方式、運輸距離等內容密切相關。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、自重輕等優點，根據運輸距離、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，需要根據具體情況科學搭配。預制構件的運輸量較大，施工單位應該根據施工進度計劃積極與生產廠商協商，優化協調預制構件運輸計劃。執行質量驗收標準程序后，管理人員可以將預制構件運輸信息傳輸到管理平臺中，及時更新預制構件相關狀態。BIM 技術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 節能施工技術

減少施工中的碳排放需要積極采用綠色施工工藝，從“四節一環?！保ü澞?、節地、節水、節材和環境保護）的角度出發，通過技術進步和科學管理節約資源、減少能耗、降低污染是實現碳減排的有效策略。在施工現場，除了工程施工耗能，生產生活耗能也不容小覷，充分利用施工現場自然條件，創建良好的節能辦公、生活環境，通過控制臨時建筑布局、采用高效保溫材料、應用新型節能產品、引入太陽能光伏發電等方式，減少辦公區和生活區能源消耗。

在施工過程中，從碳排放減少的角度出發，優化施工方案，合理安排施工進度計劃，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構，還是鋼結構，都需要消耗大量能源進行切割、焊接、吊裝等工作，采用大體積混凝土泵送技術、鋁模板技術，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 技術進行管線綜合優化調整，能夠在復雜的施工環境中理清施工脈絡，直觀展現不同專業的管線分布情況，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，將預制產品組合拼裝即可。

機械化施工是工程施工的重要支撐，必須加強施工機械設備的能耗控制，選擇節能、高效、環保的產品，優化施工機具組合，充分利用公共設備，提高利用率，避免出現低效、無效作業。也可以開發利用風能、地熱能等資源，盡可能減少常規能源的消耗量[3]。

3.5 節材施工技術

除了選用低碳材料、高性能材料，還應該在施工過程中加強對材料使用的控制管理。

1）材料進場后，根據實際需求，合理安排材料存儲、堆放，盡可能減少場內運輸，如果需要進行二次搬運，可以使用小型電動搬運車代替傳統搬運工具。

2）利用BIM 模型的工程量統計功能，計算各種材料消耗量，在鋼筋工程、模板工程等相對復雜的工藝環節，可以采用BIM 技術進行模板和鋼筋下料設計，準確確定各種下料參數，得到相關排列圖和余料組合加工表，減少邊角料的產生。

3）完善材料領用管理制度，實行限額領料、定額領料，防止出現超用、多領的情況。

4）提高建材回收利用率。根據相關計算分析，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，編制詳細的可回收再利用廢料清單，指導施工人員進行廢料回收，并設置專門的回收場所用，于集中存放處理清單中的廢料，安排專業管理人員及時清點，制訂使用計劃，實現建筑余料的資源化轉換。

5）在減少材料消耗量的基礎上，盡可能提高周轉材料的周轉率，采用集成式板房、裝配式圍擋、定型化臨邊防護欄，都能夠達到80%以上的重復利用率，采用鋁模板、塑料模板等新型模板技術，能夠減少木材消耗量。

3.6 保護綠化面積

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、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。嚴格控制臨時用地面積，臨時設施、臨時道路要與永久建筑、永久道路綜合考量，不斷優化基坑施工方案，采用合適的邊坡支護方式，盡可能減少基坑施工對土地的擾動。施工完成后，嚴格按照土地復墾方案執行，清除建筑垃圾，改良土壤品質，恢復綠色植被，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，這樣有利于后續復耕工作的順利開展，積極改善施工現場生態環境，保證生態系統的穩定性，能夠持續發揮碳吸收功能。

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預期效果。

在施工階段，投資單位要積極發揮碳減排工作的導向功能，通過合同條款約定完善碳減排工作體系，并對碳達標情況加強核實查驗，起到應有的督導作用。

施工單位應加強教育宣傳工作，做好綠色施工、低碳施工的專項培訓，提高全體工作人員的碳減排認知能力和執行能力，同時，建立碳減排責任制，與質量管理、安全管理等方面一樣，將相關福利待遇、責任體系與碳減排工作掛鉤，設置專項系統考核，起到強力約束的作用[4]。

4 結語

綜上所述，碳減排是實現碳達峰、碳中和目標的重要手段，也是我國走綠色環保之路的基本體現。根據相關研究，我國建筑領域的碳達峰時間不容樂觀，現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，承擔起碳排放控制的重任。