住宅工程建造阶段碳排放计算分析研究

1 碳排放范围界定

按照建筑全寿命周期划分，则可简单分为建材生产、运输阶段；建造施工阶段；建筑运行阶段。

在建材生产阶段，建材的生产会消耗大量能源，并产生大量的碳排放。在建造施工阶段，电力消耗和措施材料的生产会产生大量的碳排放。在建筑运行阶段，建筑物的供暖、制冷和照明等设备会消耗大量的能源，并产生大量的碳排放。

2 住宅项目建造碳排放案例

现选取某已完工项目，以分部分项工程的工程量直接套取定额，计算出单个分部分项工程的人材机消耗量，结合相关标准中的碳排放因子，对其基础和地下室结构、地上单体施工期间的碳排放分别进行分析，初步得出各分部分项工程及措施项的碳排放量。

2.1 B1地下室

该地下室为1层，层高3.60 m，地下建筑面积为22 656.60 m²，长211.35 m，宽123.20 m，采用现浇混凝土结构，基础模板采用砖胎模，内墙采用砌筑墙体，外架采用落地式脚手架，模板系统采用木模+满堂支架。

在基础和地下室结构施工阶段（图1），混凝土工程（11 203 909.29 kgCO₂）、钢筋工程（8 989 268.99 kg₂）碳排放占比最大，分别为39.74 %、31.89 %，其次是桩基工程占比为14.81 %，模板工程（4 176 385.04 kg₂）、砌筑工程（245 805.45 kg₂）、脚手架工程（204 801.35 kg₂）、垂直工程（38 552.72 kg₂）、土石方工程（33 162.43 kg₂）分别占比11.70 %、0.87 %、0.73 %、0.14 %、0.12 %。

图1 基础及地下室结构施工阶段碳排放分部分项占比

在基础和地下室结构施工阶段，主要材料（钢筋、混凝土、砌体）的碳排放占比约为83.68 %（图2），其中混凝土主材占比50.73 %，钢筋主材占比32.08 %，砌体占比0.86 %；辅材及措施占比16.32 %，其中模板工程占比11.70 %，钢筋工程的措施占比为2.45 %，桩基工程措施占比1.02 %，脚手架工程占比0.73 %，混凝土工程辅材及措施占比0.16 %，垂直工程占比0.14 %。

图2 基础及地下结构施工碳排放分类占比

2.2 B6单体

该单体地上23层，建筑高度68 m，单栋总建筑面积为10 971.83 m²，单栋建筑占地面积518.61 m²，长42.20 m，宽15.95 m，采用现浇混凝土结构，外架采用爬架，模板系统采用铝模+满堂支架。

在地上单体施工阶段，混凝土工程（1 250 341.17 kg₂）、钢筋工程（1 031 639.64 kg₂）碳排放占比最大（图3），分别为35.70 %、29.45 %；其次是砌筑工程（406 650.42 kg₂），占比11.610 %；道路及场地硬化工程（265 665.00 kg₂）、模板（铝模）工程（231 600.77 kg₂）、门窗工程（194370.41kg₂）、保温工程（87 229.72 kg₂）、垂直工程（20 895.12 kg₂）、爬架工程（14 094.73 kg₂），分别占比7.59 %、6.61 %、5.55 %、2.49 %、0.60 %、0.40 %。

图3 地上单体建造阶段碳排放分部分项占比

在地上单体施工阶段，主要材料（钢筋、混凝土、砌体、保温材料、门窗）的碳排放占比83.36 %（图4），其中混凝土主材占比35.68 %，钢筋主材占比28.06 %，砌体占比11.58 %，门窗占比5.55 %，保温材料占比2.49 %；辅材及措施占比16.64 %，其中临时设施占比7.59 %，模板（铝模）工程占比6.61 %，钢筋工程辅材及措施占比1.40 %，垂直工程占比0.60 %，爬架工程占比0.40 %，砌筑工程辅材及措施占比0.03 %，混凝土工程辅材及措施占比0.02 %。

图4 地上单体建造阶段碳排放分类占比

3 房建工程节能降碳探讨

我国建筑行业的脱碳减排实施路径主要包括源头减量、能源转型、能效提升、模式升级、资源循环、负碳技术这六大类。在建造施工阶段，选择低碳或再生的建材，减少对传统建材的依赖；选择节能高效的建筑机械设备，如电动挖掘机、电动起重机等，减少能源消耗；采用预制构件或模块化建造方式，减少现场施工量和运输量；选用更加绿色环保的施工措施替代传统能耗较大的施工措施。

3.1 绿色建材

3.1.1 绿色建材应用

与普通的建材产品相比，绿色建材产品主要具有以下特点：低能耗、资源可回收利用、生态环保。

为加快绿色建材产品推广应用，住房和城乡建设部科技与产业发展中心编制发布《绿色建材产品名录框架（2021）》，涵盖主体及维护结构用工程材料、装饰装修工程用材、机电安装工程用材及室外工程用材等6大项共计52个子项。

以新型墙板为例：选取已完工项目B6楼地上部分砌体工程为例，砌体工程采用ALC墙板与AAC砌块碳排放对比，总体可减少碳排放量26 470.60 kg₂，具体见表1。

表1 ALC墙板与AAC砌块碳排放量对比（B6）

以防水材料为例：通过选取已完工项目B1地下室底板防水工程为例，采用喷涂速凝橡胶沥青防水涂料对比改性沥青基防水卷材，可减少碳排放量61 399.39 kg₂，具体见表2。

表2 底板部分新型防水与传统防水碳排放量对比

3.1.2 绿色工厂及供应商

工业和信息化部编制及公布了GB/T 36132—2018《绿色工厂评价通则》，标准明确了绿色工厂术语定义，从基本要求、基础设施、管理体系、能源资源投入、产品、环境排放、绩效等方面，按照“厂房集约化、原料无害化、生产洁净化、废物资源化、能源低碳化”的原则，建立了绿色工厂系统评价指标体系，提出了绿色工厂评价通用要求。

综上，建筑节能降碳，建材需优先使用生产过程绿色、低碳、环保的绿色建材；探索绿色工厂评价认定纳入供应商考核机制，规范供应商的原材料采购，产品生产过程控制等环节，以减少直接或间接对环境的负面影响，提升资源效率，降低建筑碳排放。

3.2 不同施工措施碳排放对比

项目在确定施工措施时，应进行多方面比选，综合考虑安全、质量、成本时，可适当地向节能降碳方面倾斜。

措施案例1：以模板工程的铝模和木模为例，见表3。

表3 模板内架碳排放对比

该测算项目总建筑面积为35 982.18 m²，采用铝模的单位面积碳排放量为6.44 kg₂，采用木模的单位面积碳排放量为4.75 kg₂，铝模略大于木模，但铝模可周转次数可达（50~200次），而木模可周转次数不超过20次，另外铝模还可以回收再利用，因此综合来看，单次周转铝模的碳排放量为木模碳排放量的14 %~54 %。

措施案例2：以外架为例，同一栋楼，建筑高度68 m，外架体系分别采用综合脚手架和爬架，具体见表4。

表4 外架碳排放对比

本测算项目外立面总面积为8 200.50 m²，采用爬架时，单位面积碳排放量为1.72 kg₂；采用综合脚手架时，单位面积碳排放量为129.03 kg₂，综合脚手架相比于爬架需要使用大量的钢管构件及防护材料，而爬架主要通过消耗电力来对架体进行周转，通过以上对比可知，采用爬架产生的碳排放约为综合脚手架碳排放的1.30 %。

措施案例3：以基础模板为例，对比砖胎模和混凝土条板模板，具体见表5。

表5 基础模板碳排放对比

本测算项目地下总建筑面积为30 658.77 m²，采用砖胎模时单位面积碳排放量为20.08 kg₂；采用混凝土条板替代砖胎模时单位面积碳排放量为2.23 kg₂，综合来看，承台基础永久模板采用混凝土空心条板的碳排放量约为砖胎模的9 %。

4 结论

为了对房建工程的建造阶段碳排放进行定量计算，分析各类材料及施工措施产生的碳排放量，选取已完工项目的分部工程工程量，通过套取定额，获得人材机总的消耗量，结合相应的建筑碳排放因子计算标准，按照分部分项工程分别计算其碳排放量，得到以下结论。

（1）在基础和地下室施工阶段，钢筋、混凝土工程碳排放占比超过70 %。

（2）在主体结构施工阶段，钢筋、混凝土工程碳排放占比超过65 %。

（3）建筑材料生产的碳排放量远大于施工阶段各类措施所产生的碳排放量。

（4）为了降低碳排放量，应首先考虑使用绿色低碳材料，其次应采用新工艺、新技术等来降低建筑材料的用量，施工现场应尽量使用可周转材料。