基于工料机汇总表的绿色施工碳排放简化计算方法

王 进

南京建工集团有限公司

1 引言

全球变暖早已经成为制约社会经济可持续发展的隐患，能否控制温室气体排放是当今社会有识之士需要共同面对的课题。2015 年11 月30 日习近平主席出席了全球气候变化巴黎会议，在会议开幕式上主席发表了重要讲话，指出中国将于2030年将二氧化碳排放达到峰值并争取尽早实现。

建筑工程行业作为我国主要耗能产业之一，是实现节能减排的主要领域。据住房和城乡建设部的研究报告，近年来我国每年新增建筑面积20多亿平方米，消耗了全球40%的水泥和钢材，每年我国建筑产业的二氧化碳排放量占到全球碳总排放量的35%以上。建筑工程在其规划至拆除全生命周期的碳排放产生过程中，施工建造阶段是最为复杂、最为重要的阶段，消耗了大量的能源和资源,并释放了大量的温室气体，因此研究建筑工程施工阶段碳排放有重要的积极意义。

国家政府非常重视施工过程中的碳排放研究，中国建筑业协会积极推动绿色施工工程的创建，住建部鼓励绿色施工科技示范工程的专项研究课题立项，推进低碳环保的绿色施工技术的研究和实施。在绿色施工工程创建成效的评判过程中，需要有许多指标来综合评定。不同的工程有工程自身的差异性，不同的绿色施工工程很难进行横向比较。2019 年住建部批准了GB/T 51366—2019《建筑碳排放计算标准》为国家标准（以下称《标准》），自2019年12月1日起实施。此标准为提高绿色施工综合管理水平提供了一个重要的数据化的评判标准。但是实际操作过程中按照该标准计算过程复杂，因此在标准的基础上本文提出了一种相对简易的便于理解掌握和操作的施工过程碳排放计算方法。

2 绿色施工碳排放的计算边界

建筑工程全生命过程的碳排放通常分为设计建造阶段、运营使用阶段和拆除并回收利用阶段，全生命周期中的建造阶段碳排放包括建筑材料原材提取、建材生产、运输、施工建造、过程废弃物处理等各过程中的碳排放量。一般理解绿色建造与绿色施工的概念是不同的，绿色建造过程是从设计、材料提取、生产到建筑施工完成的过程，绿色施工过程是绿色建造过程其中的重要的一部分，是将各种建筑材料固化为建筑工程实体的过程。随着EPC 工程建造模式的发展，现在一般所说的绿色施工实际就是绿色建造，不研究绿色建筑材料的绿色施工是没有价值的。因此本文所叙述的绿色施工碳排放是包含建筑原材料提取和建筑材料生产过程的碳排放的。

绿色建造碳排放计算的时间边界从项目开工起开始计算至项目竣工验收完成为止。在建筑建造阶段的所有消耗能源的施工过程都应计算碳排放，包括各分部分项工程和措施项目实施过程产生的碳排放。在建筑施工场地区域内的机械设备、小型机具、临时设施等使用过程中消耗的能源产生的碳排放等都应该计入碳排放计算。工人人体呼吸产生的碳排放可以忽略不计，项目前期所组织的项目勘探、场地平整、临时围墙搭建等不计入。

3 计算过程简化方法

为便于建筑工程绿色施工碳排放横向比较，在《标准》的基础上结合绿色施工管理办法，碳排放计算分为地基基础、主体结构施工、装饰装修与机电安装三个阶段分别进行单位建筑面积的碳排放量计算。

式中：

GLS——绿色施工阶段单位建筑面积的碳排放量；

GLS,1——地基基础；

GLS,2——主体结构施工；

GLS,3——装饰装修与机电安装阶段单位建筑面积的碳排放量。

绿色施工过程碳排放主要计算架构及内容如图1所示。

图1 绿色施工碳排放计算内容

3.1 三阶段碳排放构成

绿色施工过程碳排放量由建筑工程施工过程的碳排放量和建筑材料生产和运输过程的碳排放量组成，各阶段碳排放量计算公式如下：

式中：GJZ——建筑施工过程单位建筑面积的碳排放量（kgCO2/m2）；GJC——建材生产及运输阶段单位建筑面积的碳排放量（kgCO2/m2）；

Gjz——表示建筑施工过程碳排放量（kgCO2）；

Gjc——表示建材生产及运输过程碳排放量（kgCO2）；A——表示建筑面积（m2）。

3.2 施工过程碳排放计算

式中：

Gjx——施工机械碳排放（kgCO2）；

Gsz——施工照明碳排放（kgCO2）；

Gbg——办公区能源消耗碳排放（kgCO2）；

Gsh——生活区能源消耗碳排放（kgCO2）。

其中：

式中：

Ejx,i——建筑建造阶段第i种能源总用量（kWh或kg）；

Ed、Etrq——分别表示用电和天然气能源消耗量（kWh 或kg）；EFi——第i类能源的碳排放因子（kgCO2/kWh或（kgCO2/kg）；EFd、EFtrq——分别表示用电和天然气的碳排放因子（kgCO2/kWh或（kgCO2/kg）；

Ti,j——机械设备耗用的第i类能耗的第j种施工机械台班消耗量（台班）；

Rj——机械设备耗用的第i类能耗的第j种施工机械单位台班的能耗用量（kWh/台班）；

Qrg——总人工消耗量（工日）；

Ksz、Kbg、Ksh1、Ksh2——分别表示单位人工能源消耗系数（kWh/工日或kg/工日）。

3.3 建筑材料生产及运输阶段碳排放简化计算

建筑材料生产和运输阶段的碳排放计算由建筑材料生产过程碳排放总量与建筑材料运输过程碳排放总量相加得到，计算公式如下：

式中：

Csc、Cys——分别表示建材生产阶段碳排放和建材运输过程碳排放（kgCO2）。

建筑材料生产过程碳排放总量计算公式如下：

式中：

Mi——第i种主要建材的消耗量（t）；

Fi——第i种主要建材的碳排放因子（kgCO2/t）。

建筑材料运输过程碳排放总量计算公式如下：

式中：

Di——第i种主要建材的平均运输距离（km）；Ti——第i 种主要建材的单位重量单位运输距离的碳排放因子（kgCO2/（t·km））。

4 计算数据来源

建筑工程碳排放分为工程开工碳排放预算和工程竣工实际碳排放核算，碳排放预算计算依据为工程预算书中的工料机汇总表，工程竣工实际产生的碳排放核算计算依据为工程实际施工过程中分类统计收集整理的实际能源消耗数据。

4.1 碳排放因子

无论是工程开工碳排放预算，还是工程竣工实际碳排放核算，计算过程中引用的各能源能耗的碳排放因子、建筑材料的碳排放因子、施工机械单位台班的能源用量、建材的单位重量单位运输距离的碳排放因子均按照《标准》附录表确定。如果某一家总承包单位在经过一定工程数量的绿色施工工程实践以后，通过认真详细的工程竣工碳排放核算，积累了丰富的碳排放实践数据，并且经过了科学的统计分析以后，可以根据其生产能耗水平形成更为先进准确的碳排放因子和单位台班能源用量，并据此进行新的建筑工程的碳排放预算。

4.2 施工过程数据及注意事项

（1）机械设备各台班消耗数量应根据预算工料机汇总表中所统计的台班数量中的主要机械台班进行计算，纳入计算范围的机械台班可以根据各类机械台班数量由大到小计算各类机械总台班的95%，也可以根据台班总价值的95%由大到小计算机械台班。要注意的是应根据泵送混凝土的工作量计算混凝土泵送台班，钢结构要根据其工作量统计场外加工能耗加入到机械能耗总量中。

（2）总人工消耗数量来源于建筑土建工程和安装工程各类人工数量直接求和汇总。施工现场照明能耗、办公能耗、生活区能耗系数根据各单位施工先进水平确定，一般办公用电能耗系数和生活区用电能耗系数为0.2～0.3kWh/人工，施工照明能耗系数为0.1～0.2kWh/人工，生活区天然气能耗系数为0.04～0.06kg/人工。在竣工碳排放核定计算时施工现场照明能耗、办公能耗、生活区能耗应根据统计的实际能耗进行核定。

（3）绿色施工过程建造阶段施工现场所搭建的办公用房、生活用房和材料库房等临时设施考虑到可以周转利用，且所占碳排放比例小，计算复杂，所以它的的搭建和拆除以及其建筑材料不计入碳排放总量。

4.3 建材生产与运输过程

（1）建筑材料生产和运输过程碳排放计算包括建筑工程主体结构材料、建筑工程主要装饰装修材料等。

（2）计算碳排放的主要建筑材料的总重量不低于建筑工程所耗建筑材料总重量的95%，工程用水不计入总重量。

（3）施工用水不应计算运输能耗，但是现场洒水车应根据实际情况计算。

（4）依据《标准》规定，在预算时没有具体建筑材料供货单位时，混凝土的运输距离值暂定40km 计算，其他建筑材料的运输距离值按500km计算。竣工核算时应按照实际运距核算。

（5）同一种建材预算时同一种运输方式计算；在竣工核算时同一种建材用多种运输方式运输的按主要运输方式分别计算。

5 结语

绿色施工理念已经得到广大建筑从业者的理解和认可，绿色施工工程已经得到广泛开展，并已经成为开展安全文明工地建设重要的一部分。碳排放计算给绿色施工增加了定量指标，给绿色施工成效的界定带来新的方法。在工程设计过程中通过各种建材的碳排放计算可以评价哪一种方案更加绿色环保，施工过程中在多种施工方案比选时可以通过碳排放计算比较和判断哪一种方案更加绿色。选择通过预算碳排放指标与竣工碳排放的核对比较可以评价本工程绿色施工实施效果；通过类似工程各碳排放指标的比较可以评价各施工单位绿色施工的实施水平。

当然，碳排放计算体系还需要继续深入研究，需要根据实际施工情况调整各计算因子；需要继续研究垃圾回收利用所带来的碳排放成效及废弃物处理所增加的碳排放等，研究利用工业化技术所带来的建筑工程碳排放指标的变化，需要利用大数据降低建材运输能耗。

本文通过基于工料机分析的碳排放简化计算方法更加便于实现绿色成效横向比较，易于为广大工程技术人员熟悉和掌握，也能为将来基于工程造价的软件技术来自动生成工程碳排放提供思路。