導(dǎo)語：基于碳排放量的機(jī)械施工方案研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：為了對(duì)建設(shè)工程施工階段的碳排放進(jìn)行預(yù)測(cè)與控制，以期達(dá)到碳減排的目的，有必要對(duì)機(jī)械施工方案的碳排放進(jìn)行事先計(jì)算分析。針對(duì)某土方工程的機(jī)械施工方案，通過建立碳排放計(jì)算模型以及施工方案比選模型，對(duì)備選施工方案的碳排放量及功能單位碳足跡進(jìn)行了詳細(xì)計(jì)算與對(duì)比。研究結(jié)果表明：土方工程施工中，機(jī)械施工方案一的碳排放量小于機(jī)械施工方案二的碳排放量；機(jī)械施工方案一比機(jī)械施工方案二碳減排為0.28kgCO2eq/m3，土方工程機(jī)械施工方案一施工比機(jī)械施工方案二施工更環(huán)保。此研究給建筑施工企業(yè)提供了施工方案的比選方法，可幫助企業(yè)達(dá)到預(yù)測(cè)和控制碳排放的目的。

關(guān)鍵詞：碳排放量；施工方案；機(jī)械施工；比選研究

2016年，國(guó)務(wù)院在《“十三五”節(jié)能減排綜合工作方案》中的“加強(qiáng)重點(diǎn)領(lǐng)域節(jié)能”中提出要強(qiáng)化建筑節(jié)能，“要在建筑業(yè)領(lǐng)域內(nèi)實(shí)施綠色建筑全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展計(jì)劃，推行綠色施工方式?！币虼耍_展建筑施工方案比選研究對(duì)推行綠色施工，實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能具有重要意義。國(guó)內(nèi)已有學(xué)者對(duì)施工方案評(píng)價(jià)優(yōu)選方面進(jìn)行了研究，比如趙升瓊[1]等人從建筑施工成本及生態(tài)環(huán)境的角度探討了施工方法的選取問題。還有一些學(xué)者[2-6]運(yùn)用價(jià)值工程理論構(gòu)建施工方案評(píng)價(jià)體系對(duì)施工方案進(jìn)行評(píng)價(jià)。如王文明[2]提出以價(jià)值工程原理為基礎(chǔ)從環(huán)境保護(hù)、節(jié)約資源以及綠色施工管理等幾個(gè)主要方面構(gòu)建施工方案評(píng)價(jià)體系；鄧?yán)誓輀3]探討了如何運(yùn)用價(jià)值工程方法對(duì)綠色施工方案進(jìn)行評(píng)價(jià)及進(jìn)行綠色施工方案比選；何小雨[4]等人運(yùn)用價(jià)值工程方法對(duì)其綠色模板施工方案進(jìn)行優(yōu)化；許兆豐[5]通過利用價(jià)值工程原理，并結(jié)合層次分析法與灰色關(guān)聯(lián)度分析法，構(gòu)建了對(duì)綠色施工方案的評(píng)價(jià)模型；李輝山[6]等利用改進(jìn)模糊層次分析法確定指標(biāo)權(quán)重，結(jié)合多層次灰色評(píng)價(jià)法進(jìn)行功能評(píng)價(jià)，以價(jià)值系數(shù)作為方案比選的依據(jù)，建立了綠色施工方案的價(jià)值工程評(píng)價(jià)模型。還有一些學(xué)者運(yùn)用其他理論進(jìn)行了研究，比如孫明[7]等運(yùn)用層次分析法，建立綠色施工評(píng)價(jià)體系，將綠色施工評(píng)價(jià)內(nèi)容分解為6個(gè)要素項(xiàng)和30個(gè)指標(biāo)項(xiàng)，逐項(xiàng)評(píng)分得到工程項(xiàng)目的綠色施工評(píng)價(jià)等級(jí)，再根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果和指標(biāo)項(xiàng)得分對(duì)施工方案進(jìn)行優(yōu)化。綜合來看，目前對(duì)施工方案評(píng)價(jià)及優(yōu)化的研究大多數(shù)都是定性的研究，都是從環(huán)境保護(hù)、節(jié)約資源、成本控制等方面建立的評(píng)價(jià)體系。這些方法操作復(fù)雜，主觀因素對(duì)評(píng)價(jià)的結(jié)果影響大，很難應(yīng)用于實(shí)際工程中。基于此，本文旨在建立一套簡(jiǎn)單方便的以碳排放量為主要影響因素的施工方案比選體系，以期為建筑施工企業(yè)在選擇施工方案時(shí)提供數(shù)據(jù)參考，幫助施工企業(yè)實(shí)現(xiàn)對(duì)碳排放量的預(yù)測(cè)和控制。

1施工方案比選體系

1.1施工方案碳排放比選流程施工方案比選是基于兩個(gè)以上安全可行的施工方案，根據(jù)構(gòu)建的施工方案碳排放計(jì)算模型及碳排放因子計(jì)算各個(gè)施工方案的碳排放量；將施工方案的碳排放量根據(jù)功能單位進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化得到功能單位碳足跡；將各個(gè)施工方案計(jì)算得出功能碳足跡結(jié)果進(jìn)行比較和排序，確定功能碳足跡小的施工方案為最節(jié)能減排的可行施工方案（圖1）。1.2施工方案碳排放計(jì)算模型1.2.1碳排放因子李水生等人對(duì)運(yùn)輸碳排放因子及機(jī)械臺(tái)班碳排放因子進(jìn)行了相關(guān)研究，公路柴油運(yùn)輸碳排放因子為0.1kgCO2eq/（t•km）[8]，公路汽油運(yùn)輸碳排放因子為0.12kgCO2eq/（t•km）[8]。表1為常用施工機(jī)械臺(tái)班碳排放因子。1.2.2施工方案碳排放計(jì)算模型將建筑施工階段分成建筑材料運(yùn)輸和現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械施工2個(gè)環(huán)節(jié)，計(jì)算匯總2個(gè)環(huán)節(jié)碳排放量，得到整個(gè)建筑產(chǎn)品施工階段的碳排放總量，計(jì)算模型如式（1）所示：E=E1+E2（1）式中：E為建筑產(chǎn)品施工階段碳排放總量；E1為建筑材料運(yùn)輸環(huán)節(jié)碳排放量；E2為現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械施工環(huán)節(jié)碳排放量。（1）建筑材料運(yùn)輸環(huán)節(jié)碳排放計(jì)算運(yùn)輸環(huán)節(jié)的碳排放主要受建材重量、運(yùn)輸距離、碳排放因子等因素的影響。在以往的一些研究中，建材重量主要是由現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際統(tǒng)計(jì)出來的數(shù)據(jù)確定。本文的建材重量是依據(jù)工程量清單文件及定額消耗量標(biāo)準(zhǔn)，通過數(shù)學(xué)方法轉(zhuǎn)換得到。建筑材料運(yùn)輸階段的碳排放計(jì)算模型如式（2）所示：E1=ti=1Σnj=1Σmjixdjixcjimji=qjixADiΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣ（2）式中：mji為建筑材料j的運(yùn)輸量；dji為建筑材料j的平均運(yùn)輸距離；cji為運(yùn)輸碳排放因子；qji為建筑工程概預(yù)算定額i每一計(jì)量單位建筑材料j的消耗量定額；ADi為建筑工程某項(xiàng)定額i的數(shù)量。（2）現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械施工環(huán)節(jié)碳排放計(jì)算建筑施工期間需要投入大量的機(jī)械施工設(shè)備，施工機(jī)械的碳排放的影響因素主要有單位臺(tái)班消耗定額、單位臺(tái)班耗油量和耗電量、油電的碳排放因子，現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)節(jié)的碳排放計(jì)算模型如式（3）所示：E2=ni=1ΣQixADiQi=nj=1ΣTijxDijΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣ（3）式中：Qi為建筑工程概預(yù)算定額子目i每一計(jì)量單位機(jī)械碳排放；ADi為建筑施工定額i的數(shù)量；Tij為建筑工程概預(yù)算定額子目i每一計(jì)量單位施工機(jī)械j的消耗量定額；Dij為施工機(jī)械j的臺(tái)班碳排放因子。1.3施工方案比選模型1.3.1確定施工方案碳排放比選指標(biāo)要對(duì)備選施工方案進(jìn)行比選優(yōu)化，首先要設(shè)定比選指標(biāo)，本文選取的是功能單位碳足跡作為施工方案碳排放比選指標(biāo)。功能單位意為選取一個(gè)參考單位來對(duì)產(chǎn)品的性能進(jìn)行量化，可以為所研究的產(chǎn)品提供參考。對(duì)于整個(gè)項(xiàng)目的施工方案，可選取建筑面積作為功能單位。對(duì)于分部分項(xiàng)工程的施工方案，選取工程量清單中的單位作為功能單位。1.3.2構(gòu)建施工方案碳排放比選模型將由備選施工方案計(jì)算得到的二氧化碳當(dāng)量根據(jù)功能單位進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，使得施工方案的比選結(jié)果具有可比性。碳排放比選模型如式（4）所示：Si=EiA（4）式中，Si為施工方案i單位功能碳足跡；Ei為采取施工方案i時(shí)計(jì)算得到的碳排放量；A為功能單位。

2案例分析

某工程建筑面積3535.4m2，在進(jìn)行基礎(chǔ)土方開挖時(shí)有兩種機(jī)械施工方案供選擇，下面從功能碳足跡進(jìn)行比選，土方工程的清單工程量為2800.96m3。2.1土方工程機(jī)械施工方案一的功能碳足跡計(jì)算施工機(jī)械方案一，挖土選擇單斗挖掘機(jī)，挖土后直接裝車，卸土方選擇自卸汽車。采用機(jī)械組合方案一施工時(shí)，根據(jù)工程量清單和定額消耗量標(biāo)準(zhǔn)確定的施工機(jī)械臺(tái)班消耗量及機(jī)械施工碳排放量（表2）。由計(jì)算結(jié)果可知，機(jī)械施工方案一的碳排放量為4864.68kg-CO2eq，功能碳足跡為1.74kgCO2eq/m3。圖2為機(jī)械施工方案一碳排放構(gòu)成圖。2.2土方工程機(jī)械施工方案二功能碳足跡計(jì)算對(duì)于該工程施工機(jī)械組合二，選擇挖土方為自行式鏟運(yùn)機(jī)，而余方棄置使用自卸汽車。根據(jù)工程量清單和定額，確定施工機(jī)械臺(tái)班消耗量及機(jī)械施工碳排放量（表3）。由計(jì)算結(jié)果可知，機(jī)械施工方案二的碳排放量為5661.21kg-CO2eq，功能碳足跡為2.02kgCO2eq/m3。通過對(duì)表2、表3中的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，可以得出：機(jī)械施工方案一的碳排放量為4864.68kgCO2eq，小于機(jī)械施工方案二的碳排放5661.2kgCO2eq。土方工程施工中機(jī)械施工方案一比機(jī)械施工方案二碳減排為0.28kgCO2eq/m3。根據(jù)兩種施工方法的工藝，得出兩種施工方法碳排放差別來源于：兩種施工方案使用的施工機(jī)械種類和臺(tái)班數(shù)量不一致。因此，機(jī)械施工方案一施工比機(jī)械施工方案二施工更環(huán)保。

3結(jié)語

在建筑節(jié)能減排的大環(huán)境下，對(duì)建筑施工方案進(jìn)行碳排放計(jì)算和碳排放比選研究，對(duì)環(huán)保施工意義重大。本文主要完成了以下工作：（1）提出了基于碳排放量的施工方案比選方法，給出了施工方案比選流程，收集了碳排放因子，建立了施工方案碳排放計(jì)算模型及施工方案碳排放比選模型，并進(jìn)行實(shí)例計(jì)算，證明其實(shí)用性；（2）對(duì)實(shí)際工程進(jìn)行分析，根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知，機(jī)械施工方案一的碳排放量為4864.68kgCO2eq，小于機(jī)械施工方案二的碳排放5661.2kgCO2eq。土方工程施工中機(jī)械施工方案一比機(jī)械施工方案二碳減排為0.28kgCO2eq/m3。土方工程機(jī)械施工方案一施工比機(jī)械施工方案二施工更環(huán)保。

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作者:楊偉軍 肖初華 陳嬋璐 何經(jīng)綸 單位:長(zhǎng)沙理工大學(xué)土木工程學(xué)院