裝配式建筑大量采用預(yù)制構(gòu)件的建造方式,能夠有效減少現(xiàn)場(chǎng)施工帶來(lái)的噪聲及粉塵污染。預(yù)制構(gòu)件的模塊化、工業(yè)化生產(chǎn)也能夠.大限度減少建筑垃圾及廢棄物的排放。在國(guó)家大力推進(jìn)碳達(dá)峰及碳中和發(fā)展目標(biāo)的階段,裝配式建筑將面臨更好的市場(chǎng)機(jī)遇。
這里我們主要看下裝配式建筑地建材生產(chǎn)和建筑施工等環(huán)節(jié)。(以下內(nèi)容為采訪內(nèi)容節(jié)選)
裝配式建筑與傳統(tǒng)建筑相比,其碳排放優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在建材生產(chǎn)階段與建筑施工階段。裝配式建筑采用規(guī)模化的集約式生產(chǎn)能夠一定程度上節(jié)約耗材、降低能耗并減少建筑廢棄物;其在建筑施工過(guò)程中采取機(jī)械化安裝的方式,能夠減少空氣、噪聲、廢物廢水排放等污染,降低整個(gè)建筑生命周期內(nèi)的碳排放。隨著碳達(dá)峰與碳中和發(fā)展目標(biāo)的提出,裝配式建筑綠色環(huán)保的優(yōu)勢(shì)將進(jìn)一步凸顯,裝配式行業(yè)發(fā)展有望加速。近期,中央及住建部在相關(guān)會(huì)議及文件中多次強(qiáng)調(diào)應(yīng)大力推廣裝配式建筑。如果裝配式建筑能夠在未來(lái)呈現(xiàn)大面積替代,碳排放量將大幅減少。
在建材生產(chǎn)階段,裝配式建筑相比傳統(tǒng)建筑在周轉(zhuǎn)材及輔材方面體現(xiàn)出良好的減碳能力。周轉(zhuǎn)材方面——預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)采用鋼膜重復(fù)周轉(zhuǎn),能夠帶動(dòng)木模板的減少,同時(shí)還能夠減少用水量;輔材方面——裝配式減碳能力主要體現(xiàn)在保溫材料方面,外保溫工廠整體制作壽命長(zhǎng),能夠減少建筑全生命周期保溫材消耗。
參考住建部住宅產(chǎn)業(yè)化促進(jìn)中心《預(yù)制裝配與現(xiàn)澆模式住宅建造節(jié)能減排評(píng)測(cè)比較》,以京投萬(wàn)科新里程二期項(xiàng)目為測(cè)評(píng)對(duì)象,給出預(yù)制裝配式建筑相比傳統(tǒng)現(xiàn)澆住宅在碳排放方面的具體數(shù)據(jù)。該項(xiàng)目位于北京市房山區(qū)長(zhǎng)陽(yáng)鎮(zhèn)水碾屯村10-03-21地塊。地塊用地面積為40603平方米,容積率為2.0,地上總建筑面積81206平方米。其中預(yù)制裝配式住宅的碳排放評(píng)測(cè)范圍包括預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)及施工安裝兩部分,傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑的評(píng)測(cè)范圍包括材料加工過(guò)程,例如混凝土攪拌及現(xiàn)場(chǎng)施工安裝過(guò)程。碳排放測(cè)算方法選用排放因子法,其基本計(jì)算思路為統(tǒng)計(jì)建筑過(guò)程中所有能夠產(chǎn)生碳排放的排放源,包括常見的建筑材料及能源等,再乘以每種排放源的碳排放因子,將二者的乘積作為碳排放量的估算值。
建筑材料按鋼筋工程、混凝土工程、模板工程、外裝修工程及施工廢棄物分類統(tǒng)計(jì)。
鋼筋工程:預(yù)制裝配式建筑使用鋼筋少,但需要制造構(gòu)件預(yù)埋件,綜合來(lái)看在鋼材部分用量略有節(jié)省,但優(yōu)勢(shì)并不明顯。如需降低裝配式鋼材消耗量,則需要提高配件的標(biāo)準(zhǔn)化水平以及鋼模板的周轉(zhuǎn)率。
混凝土工程:由于預(yù)制裝配式建筑采用夾心保溫,因此墻體比現(xiàn)澆住宅外墻增加50mm的混凝土保溫層。現(xiàn)澆住宅采用外墻粘貼保溫板方式,只需10mm砂漿保護(hù)層。因此裝配式建筑在混凝土方面用量高于現(xiàn)澆裝配式建筑。
模板工程:模板工程分為木模板工程和鋼模板工程兩部分。裝配式建筑由于采用預(yù)制構(gòu)件,而預(yù)制構(gòu)件的制作全部使用鋼模板,因此裝配式建筑的鋼模板用量高于現(xiàn)澆住宅。但在生產(chǎn)過(guò)程中裝配式建筑采用周轉(zhuǎn)次數(shù)高的鋼模板代替木模板,較大程度地節(jié)約了木材的使用。
外裝修工程:外裝修工程主要是保溫施工,相關(guān)建筑材料包括保溫板、砂漿、粘結(jié)材料等。預(yù)制裝配式建筑不需要砂漿及粘結(jié)材料,因此能夠有效節(jié)省建筑材料帶來(lái)的碳排放。且現(xiàn)澆住宅外墻外保溫設(shè)計(jì)使用年限為25年,預(yù)制裝配式住宅外墻夾心保溫與結(jié)構(gòu)使用壽命均為50年,從耐用程度及使用壽命上來(lái)看,裝配式建筑能夠有效節(jié)省保溫材料的使用。
綜合來(lái)看,其中鋼材部分裝配式住宅略有節(jié)省,但優(yōu)勢(shì)不大,節(jié)省率僅為0.98%。混凝土部分,裝配式建筑用量高于傳統(tǒng)現(xiàn)澆。木材、砂漿及保溫材料裝配式建筑在節(jié)約碳排放方面的優(yōu)勢(shì)較大,節(jié)省率分別達(dá)到70.95%、83.46%及49.35%。總體而言,預(yù)制裝配式建筑在建造階段碳排放量相較于傳統(tǒng)現(xiàn)澆住宅節(jié)省率達(dá)到9.33%。
施工廢棄物:裝配式建筑由于需要制造構(gòu)件預(yù)埋件,因此鋼筋截料可以回收后二次使用,節(jié)省率達(dá)到36.70%?;炷练矫?,裝配式建筑的損耗量?jī)?yōu)于現(xiàn)澆住宅,節(jié)省率達(dá)到24.95%。砂漿廢棄物主要來(lái)源于外墻保溫施工環(huán)節(jié),裝配式建筑本身在保材料上就能夠很好地節(jié)約建材,因此相對(duì)產(chǎn)生的廢料也較少,砂漿部分節(jié)省率達(dá)到82.35%,保溫材料節(jié)省率達(dá)到54.55%。總體而言,預(yù)制裝配式住宅在建筑施工廢棄物方面碳排放量較傳統(tǒng)現(xiàn)澆住宅節(jié)省率達(dá)到24.99%。
· 建筑施工階段:能耗節(jié)約及人工節(jié)碳助力節(jié)能減排
裝配式建筑在建筑施工階段的碳排放優(yōu)勢(shì)主要在于施工過(guò)程中的能耗節(jié)約、人工節(jié)碳及用水節(jié)約。裝配式建筑以現(xiàn)場(chǎng)裝配化施工為主,相較傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑在建造過(guò)程中可大幅減少用水及污水排放,并且裝配化施工可以降低施工現(xiàn)場(chǎng)噪音擾民、廢水排放及粉塵污染。
參考江蘇省建筑科學(xué)研究院《混凝土裝配式與現(xiàn)澆住宅建筑碳排放分析與研究》,以南京地區(qū)的一個(gè)項(xiàng)目為例。該項(xiàng)目包含2棟混凝土裝配式建筑和3棟現(xiàn)澆住宅式建筑,選取其中1棟裝配式和1棟現(xiàn)澆式進(jìn)行碳排放分析。兩棟建筑的建筑面積相同,均為14855.19平方米,裝配式建筑的預(yù)制率為25.78%,主要采用的預(yù)制構(gòu)件為裝飾柱、內(nèi)墻、外墻、平板、樓梯和陽(yáng)臺(tái)板。
能耗節(jié)約:建筑施工階段的碳排放主要來(lái)源于現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)運(yùn)行施工機(jī)械能源消耗產(chǎn)生的碳排放。碳排放量的計(jì)算方法為每種施工機(jī)械所消耗的能源量乘以總共的施工機(jī)械臺(tái)數(shù)再乘以施工機(jī)械的碳排放因子得到每種施工機(jī)械的碳排放量。再將所有種類機(jī)械的碳排放量求和得到碳排放總量?,F(xiàn)場(chǎng)施工機(jī)械主要使用的能源包括機(jī)械用汽油、機(jī)械用柴油以及電力。裝配式建筑相較于現(xiàn)澆建筑能耗節(jié)約主要體現(xiàn)在機(jī)械用柴油以及機(jī)械用電力,節(jié)省率分別22.80%及20.69%。綜合所有的能耗,裝配式建筑相較于現(xiàn)澆式建筑在能耗節(jié)約方面節(jié)約碳排放量59816.16千克,碳排量節(jié)省率為20.09%,單位建筑面積的人工節(jié)碳量為2.08千克/平方米。
人工節(jié)碳:裝配式建筑采用預(yù)制構(gòu)件的方式,相較于現(xiàn)澆式建筑在現(xiàn)場(chǎng)施工的過(guò)程中采用的人工較少,因此帶來(lái)人工節(jié)碳的優(yōu)勢(shì)。人工碳排放量的計(jì)算方式為總?cè)斯す?jié)約數(shù)乘以工期乘以人均碳排放量。在此實(shí)際案例中,裝配式建筑較現(xiàn)澆建筑節(jié)約人工數(shù)為55人。據(jù)《改革開放40年中國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與碳排放影響因素分析》一文中統(tǒng)計(jì)2015年中國(guó)人均碳排放量為7.7噸,換算為每個(gè)工作日(按8個(gè)小時(shí)計(jì)算)的人均碳排放量約為7.03千克。因此可計(jì)算得人工節(jié)碳量為:55×80×7.03=30932千克。單位建筑面積的人工節(jié)碳量為2.08千克/平方米。
用水節(jié)約:現(xiàn)澆建筑在施工現(xiàn)場(chǎng)的水資源消耗較大,而裝配式采用預(yù)制構(gòu)件的方式可以較大程度地節(jié)約現(xiàn)場(chǎng)攪拌混凝土的用水及現(xiàn)場(chǎng)混凝土構(gòu)件養(yǎng)護(hù)所需用水。除此之外,在安裝過(guò)程中,裝配式建筑采用機(jī)械化的方式減少人工的同時(shí)也減少了現(xiàn)場(chǎng)人員的生活用水量。用水節(jié)約的碳排放量計(jì)算方式為(混凝土構(gòu)件養(yǎng)護(hù)節(jié)水量+混凝土攪拌節(jié)水量+工人生活用水)×水資源碳排放因子,以得到用水節(jié)約的碳排放總量。據(jù)計(jì)算得,節(jié)水節(jié)約的碳排放總量為333.62千克,單位建筑面積節(jié)約的碳排放為0.02千克/平方米。
綜上而言,裝配式建筑與傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑相比,在建材生產(chǎn)階段與建筑施工階段均能夠通過(guò)集約化、機(jī)械化、規(guī)?;纳a(chǎn)及現(xiàn)場(chǎng)施工方式產(chǎn)生良好的碳排放量節(jié)約優(yōu)勢(shì)。
隨著碳達(dá)峰及碳中和政策的持續(xù)推進(jìn),裝配式建筑將成為良好的“綠色建筑”在帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益、成本節(jié)約的同時(shí),產(chǎn)生良好的環(huán)境效益、社會(huì)效益,成為節(jié)能減排過(guò)程中的重要措施。在國(guó)家政策利好的大環(huán)境下,具有良好的市場(chǎng)前景及成長(zhǎng)性。