“雙碳”背景下建筑施工節能減排策略

摘要：隨著城市日益發達和工業化不斷推進，由人類活動所排放的大量溫室氣體產生的溫室效應已被證實是全球變暖的重要原因，建筑領域是實現“雙碳”目標的重要一環。通過文獻分析法、案例分析法總結項目全生命周期降碳、減碳措施，以建筑業實現“雙碳”目標引領和問題導向，探索建筑企業實施綠色建造的主要路徑，同時結合某大數據產業園項目提出建筑施工環節具體的節能降碳措施，為企業實行低碳建造工作提供參考。

關鍵詞：雙碳；低碳施工；低碳建筑；大數據產業園；綠色施工；碳匯

引言

20世紀90年代至今，全球范圍內的能源消耗年增長率已超30%，其中建筑領域的能耗占比在持續急劇上升。根據聯合國環境規劃署發布的《2022年全球建筑建造業現狀報告》，建筑行業消耗大量能源，約占全球能源消耗總量的30%以上，碳排放量約占全球總量的40%。《2022年中國建筑能耗與碳排放研究報告》顯示，“2020年中國建筑全過程碳排放總量為50.8億t，占全國總碳排放量比例為50.9%”[1]。因此，碳排放研究已成為當下研究重點，從國家到區域再到城市和農村都開始了低碳發展模式的探索[2]。

建筑施工期間由于會使用多種施工機械、設備、能源、材料，因而會造成大量溫室氣體的排放。目前，建筑業的“雙碳”目標能否達成決定著全社會的“雙碳”目標達成效率和質量，因此控制建筑工程碳排放至關重要[3]。建材工業的高碳排放特性導致無法實現徹底的碳減排，使得難以僅靠控制自身碳排放實現建材行業“雙碳”目標，因此對建材生產行業如何實現“雙碳”目標還需要開展持續、深入、系統的研究[4]。據統計，至2021年末，我國建筑面積已超過700億m2，每年新增建筑面積超過40億m2 [5]。因此，在建筑施工環節開展有效的節能降碳減排措施，對建筑企業實施綠色建造的主要路徑探索具有重要意義。

1建筑施工現狀問題

一是，目前建筑行業發展較粗放，雖然市場主體較大，但生產方式未形成規模化和標準化，導致在建筑生產過程中效率不高、管理不到位、產品質量合格率低、資源浪費、環境污染等一系列問題[6]。二是，材料的生產、運輸，建筑設計、施工、運營、維護的各個環節未形成有機統一的協作體系[7]。三是，土建施工領域目前普遍還依靠傳統施工工藝和管理組織，項目各參與方對綠色施工、低碳建造等理念尚未重視，對低碳技術的探究和應用缺乏主觀能動性[8]。

2建筑節能減排應對策略

對于建筑工程企業而言，低碳的關鍵節點就是節能減排與碳中和。結合項目全生命周期的規劃、設計、施工、運營和維護拆除等階段，歸納如圖1所示的項目全生命周期減碳路徑。

2.1規劃決策階段

2.1.1明確低碳建設目標

建設單位在策劃階段應為項目整體目標設定基調，將低碳建設理念融入到規劃、設計、施工、運營的項目全生命周期中，確立項目管理模式和管理組織構架，選擇兼顧經濟效益和技術水平的技術措施，制定建造過程關鍵節點和指標等，并編制低碳建造實施路徑，起到頂層規劃引領作用。

2.1.2提高建筑使用壽命

規劃延長建筑的使用壽命，在一定程度上減少工程重復建設，同時避免因拆除而產生大量的建筑垃圾，從而最大限度地減少碳排放。

2.2 建筑設計階段

2.2.1整體規劃與可持續性考慮

選擇可最大限度利用風光等自然資源的地理位置，減少照明和通風采暖的電氣設備使用。在總體規劃布局中，考慮后期使用便利性，減少無必要的交通運輸耗損。

2.2.2制定低碳路線

各參與專業應以建筑師為主導，開展各自專業的規劃策劃工作，圍繞低碳發展關鍵因素，制定低碳設計策略，最終以技術措施形式形成低碳路線指導文件。各專業在設計過程中應統籌協調，在各設計環節實現高度統一。

2.2.3選用低碳材料及設備

建筑工程企業應充分使用綠色建材，管控建筑材料質量，讓綠色建材在建筑建設全過程中持續發揮關鍵作用。如，根據空間大小和使用人數挑選空調設備，選用可根據建筑室內溫度自行調節運行狀態的智能化空調，在滿足功能需求的同時節省能耗[9]。

2.2.4提升新能源使用比例

發展清潔能源是助力實現“雙碳”目標的有效途徑，設計中應提高太陽能、風能等清潔能源的使用比例。

2.2.5融入建筑碳匯

著重在建筑項目范圍內，利用植物光合作用固碳。場地綠化設計中應推行生態優先、復層結構的理念，模擬自然群落，豐富生物多樣性，提高場地植物密度。同時，應保護項目中場地內原有林地、草坪，提高觀賞性同時增強生態穩定性和固碳能力。

2.3 建筑施工階段

施工階段的碳排放措施主要應結合項目各參與方，如勘察和設計單位、建設單位、企業自身管理、四類供商管理，大體上可以歸納為“3+1+4”[10]。

2.3.1搭建協同平臺

以各參建方為主體，建立綠色建造管理體系，制定評價體系和考核機制，依托智慧管理平臺和系統，發揮信息化、自動化技術手段，實現精準高效、綠色安全的運營管理。密切關注碳排放水平較高的合作企業，如鋼筋、水泥、玻璃等。

2.3.2碳足跡監測

使用數字化設備及軟件對施工過程中的材料生產、運輸及機械的使用所產生的碳排放進行跟蹤監測，并對結果數據進行分析和研判以及糾正偏差，最大限度節材、節能、節地、節水、節省人力和設備資源。選擇環保節能綠色建材，不僅可降低施工階段能耗，還能保護環境，有助于社會健康穩定發展[11]。

2.3.3減少廢棄物

施工中應對不同建筑垃圾分類存放、分類管理，實現垃圾資源化處理，盡可能減少碳排放及廢棄物排放，增加廢物回收循環利用率，最大限度降低建筑垃圾對環境的影響。

2.3.4施工場地能源管理

可通過使用太陽能、風能等可再生能源來滿足施工現場所需的能源，降低對傳統能源的使用。同時，在施工過程中及時關停不必要的耗能設備，盡可能節約能源。

2.4 運營階段的可持續性

依托智慧管理平臺和系統，發揮信息化、自動化技術手段，建立起低碳建造管理體系，進行能源效率評估和監測，確保建筑物的能源消耗符合低碳目標值。同時，對建筑進行適當節能改造并盡可能延長使用壽命，從而最大限度降低能源消耗和減少污染。

3工程案例分析

3.1 案例背景介紹

某大數據產業園項目位于甘肅省，園區總用地面積約110畝，建筑總面積約9萬㎡，建設內容包括4棟數據中心和1棟辦公大樓。

3.2 案例中低碳施工策略

項目主要通過規劃、設計、施工3個環節展開低碳建造。施工過程中產生碳排放主要來自于建材的生產、運輸、施工設備的運行等方面。項目施工現場減少碳排放應對策略與措施，如表1所示。

3.2.1合理布局

項目選址在甘肅省，可再生能源豐富，廠址所在地常年平均氣溫約為10℃，利于運營期間機房散熱，降低能源消耗；場地平坦，高差較小，工程開挖土石方經均衡調配后無廢棄土方產生，有效減少施工環節的碳排放；建設過程中動態優化平面布置，提高場地利用率。項目遵從施工規模和實際施工狀況，合理謀劃大型施工機械設備的數量和運輸路徑，將施工過程中的碳排放和能耗降至較低水平。

3.2.2運用數字化技術

采取BIM技術，對各專業管線進行綜合深化設計及對設備和管路進行設計復核等工作，以“全員、全過程、全專業、全范圍”的總體原則，構建智慧運維模型等有效指導現場施工，提升工作效率。運用軟件制定項目施工進度路線，結合進度路線合理配置人工、材料和機械等資源。統籌資金、施工場地及各相關方關系，保證施工的連續性和均衡性。在施工現場裝備智能監測設備，結合計算機軟件技術，建立以數字化的方式對施工現場能耗、水耗等各項關鍵指標數據進行實時監測、記錄、統計、分析、評價和預警的監測系統和評價體系。

3.2.3精準施工節省資源

對鋼筋、鋼結構、機電、幕墻等專業應用建立加工模型，并導出下料數據，達到省人工、省原材、保質量、優管理等成效。建立低碳建造標準化管理實施細則，將標準化實施流程落實到項目管理的各個環節，應用建筑業新技術，高效有序推進過程低碳建造，積極推廣應用新技術、新材料、新設備、新工藝的“四新”計劃；在滿足周轉材料性能要求的情況下提高周轉材料的周轉次數，強化工作人員的節能環保理念，優化下料尺寸，減少材料損耗，盡可能利用邊角廢料。

3.2.4節能設備和技術的應用

項目采用綠色建筑本體設計、區域集中供冷技術、光儲直柔配電技術、智慧能源系統等技術手段，使建筑節能率遠高于傳統建筑。除此之外，項目中還充分應用太陽能路燈、聲控感應節能燈、智能定時插座、太陽能熱水器等一系列低碳建造措施，實現節材、節能、節水、節地，充分契合“四節一環保”的低碳理念。

3.2.5建筑垃圾的回收與利用

在分部分項工程結束后，及時回收利用剩余的建筑材料，避免浪費及造成額外的生產、運輸碳排放。施工現場及時回收和妥善保存腳手架和梁柱模板，以備后續周轉使用，減少浪費和成本投入。

3.2.6充分利用建筑碳匯

項目選用鄉土植物，根據場地布置，結合園林功能需求，盡可能擴大園區綠化面積，選用耐寒、耐旱、碳匯能力強的植物品種。如，本項目共采用元寶楓、旱柳、國槐等23個植物品種，布置多層次立體綠化景觀，在提升園區整體景觀效果的同時，貢獻了良好碳匯效果。

3.3 施工節能減排結果

經過一系列低碳措施的實施，某大數據產業園項目在建造過程中取得了較好的節能減排效果。據初步測算，項目滿足近零能耗建筑節能標準，有效降低了碳排放水平。

結語

“雙碳”目標的提出對社會各行業帶來了顯著影響，特別是建筑業，因此建筑企業可從建設項目的規劃決策、設計、施工、運營等階段入手，通過合理規劃、有效組織、采用數字化技術、提高新能源配比、應用建筑碳匯、實施綠色建筑標準等一系列措施，多方位、全要素、全過程協調統一推進低碳建造工作，為建筑“雙碳”目標的早日實現作出最大貢獻。

參考文獻

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作者簡介

朱真勇（1991—），男，漢族，安徽六安人，工程師，碩士，研究方向為綠色低碳施工管理。