基于碳排放量的机械施工方案研究

1、2-6运用价值工程理论构建施工方案评价体系对施工方案进 行评价。如王文明2提出以价值工程原理为基础从环境保 护、节约资源以及绿色施工管理等几个主要方面构建施工方案 评价体系；邓朗妮3探讨了如何运用价值工程方法对绿色施 工方案进行评价及进行绿色施工方案比选；何小雨4等人运 用价值工程方法对其绿色模板施工方案进行优化；许兆丰5 通过利用价值工程原理，并结合层次分析法与灰色关联度分析 法，构建了对绿色施工方案的评价模型；李辉山6等利用改 进模糊层次分析法确定指标权重，结合多层次灰色评价法进行 功能评价，以价值系数作为方案比选的依据，建立了绿色施工 方案的价值工程评价模型。还有一些学者运用其他理论进行

2、了 研究，比如孙明7等运用层次分析法，建立绿色施工评价体 系，将绿色施工评价内容分解为6个要素项和30个指标项， 逐项评分得到工程项目的绿色施工评价等级，再根据评价结果 和指标项得分对施工方案进行优化。综合来看，目前对施工方 案评价及优化的研究大多数都是定性的研究，都是从环境保 护、节约资源、成本控制等方面建立的评价体系。这些方法操 作复杂，主观因素对评价的结果影响大，很难应用于实际工程 中。基于此，本文旨在建立一套简单方便的以碳排放量为主要 影响因素的施工方案比选体系，以期为建筑施工企业在选择施 工方案时提供数据参考，帮助施工企业实现对碳排放量的预测 和控制。1施工方案比选体系1.1施工方案

3、碳排放比选流程施工方案比选是基于两个以 上安全可行的施工方案，根据构建的施工方案碳排放计算模型 及碳排放因子计算各个廉工方案的碳排放量；将施工方案的碳 排放量根据功能单位进行标准化得到功能单位碳足迹；将各个 施工方案计算得出功能碳足迹结果进行比较和排序，确定功能 碳足迹小的施工方案为最节能减排的可行施工方案(图1)。 1.2施工方案碳排放计算模型1.2. 1碳排放因子李水生等人对 运输碳排放因子及机械台班碳排放因子进行了相关研究，公路 柴油运输碳排放因子为0. lkgC02eq/ (t&#8226；km) 8,公 路汽油运输碳排放因子为0. 12kgC02eq/ (t&#822

4、6；km) 8。 表1为常用施工机械台班碳排放因子。1.2. 2施工方案碳排放 计算模型将建筑施工阶段分成建筑材料运输和现场机械施工2 个环节，计算汇总2个环节碳排放量，得到整个建筑产品施工 阶段的碳排放总量，计算模型如式(1)所示：E二E1+E2 (1) 式中：E为建筑产品施工阶段碳排放总量；E1为建筑材料运输 环节碳排放量；E2为现场机械施工环节碳排放量。(1)建筑 材料运输环节碳排放计算运输环节的碳排放主要受建材重量、 运输距离、碳排放因子等因素的影响。在以往的一些研究中， 笫3页共8页建材重量主要是由现场实际统计出来的数据确定。本文的建材 重量是依据工程量清单文件及定额消耗量标准，通过

5、数学方法 转换得到。建筑材料运输阶段的碳排放计算模型如式(2)所 示：El=ti=l Znj=l Zmjixdjixcjimji=qjixADi S S S S S S S SS S S (2)式中：mji为建筑材料j的运输量；dji为建筑材 料j的平均运输距离；cji为运输碳排放因子；qji为建筑工 程概预算定额i每一计量单位建筑材料j的消耗量定额；ADi 为建筑工程某项定额i的数量。(2)现场机械施工环节碳排 放计算建筑施工期间需要投入大量的机械施工设备，施工机械 的碳排放的影响因素主要有单位台班消耗定额、单位台班耗油 量和耗电量、油电的碳排放因子，现场滋工环节的碳排放计算 模型如式(3)

6、所示：E2 二 ni二 1 工 QixADiQi 二nj二 1 工 Ti jxDi j SSSSSSSSSSSS S (3)式中：Qi为建筑工程概预算定额子目i每一计量单 位机械碳排放；ADi为建筑施工定额i的数量；Tij为建筑工 程概预算定额子目i每一计量单位施工机械j的消耗量定额； Dij为施工机械j的台班碳排放因子。1.3施工方案比选模型 1. 3. 1确定施工方案碳排放比选指标要对备选施工方案进行比 选优化，首先要设定比选指标，本文选取的是功能单位碳足迹 作为施工方案碳排放比选指标。功能单位意为选取一个参考单 位来对产品的性能进行量化，可以为所研究的产品提供参考。 对于整个项目的施工方

7、案，可选取建筑面积作为功能单位。对 于分部分项工程的施工方案，选取工程量清单中的单位作为功 能单位。1. 3. 2构建施工方案碳排放比选模型将由备选施工方 案计算得到的二氧化碳当量根据功能单位进行标准化，使得施 工方案的比选结果具有可比性。碳排放比选模型如式（4）所 示：Si二EiA （4）式中，Si为施工方案i单位功能碳足迹；Ei 为釆取施工方案i时计算得到的碳排放量；A为功能单位。2案例分析某工程建筑面积3535. 4m2,在进行基础土方开挖时有两 种机械施工方案供选择，下面从功能碳足迹进行比选，土方工 程的清单工程量为2800. 96m3o 2. 1 土方工程机械施工方案一 的功能碳足迹

8、计算施工机械方案一，挖土选择单斗挖掘机，挖 土后直接装车，卸土方选择自卸汽车。采用机械组合方案一施 工时，根据工程量清单和定额消耗量标准确定的施工机械台班 消耗量及机械施工碳排放量（表2） o由计算结果可知，机械 施工方案一的碳排放量为4864.68kg-C02eq,功能碳足迹为 1. 74kgC02eq/m3o图2为机械施工方案一碳排放构成图。2.2 土方工程机械施工方案二功能碳足迹计算对于该工程施工机械 组合二，选择挖土方为自行式铲运机，而余方弃置使用自卸汽 车。根据工程量清单和定额，确定施工机械台班消耗量及机械 施工碳排放量(表3) o由计算结果可知，机械施工方案二的 碳排放量为5661

9、.21kg-C02eq,功能碳足迹为2. 02kgC02eq/m3o通过对表2、表3中的计算结果进行对比， 可以得出：机械施工方案一的碳排放量为4864.68kgC02eq, 小于机械施工方案二的碳排放5661. 2kgC02eq。土方工程施工 中机械施工方案一比机械施工方案二碳减排为0. 28kgC02eq/m3o根据两种施工方法的工艺，得出两种施工方 法碳排放差别来源于：两种施工方案使用的族工机械种类和台 班数量不一致。因此，机械施工方案一施工比机械施工方案二 施工更环保。3结语在建筑节能减排的大环境下，对建筑施工方案进行碳排放 计算和碳排放比选研究，对环保施工意义重大。本文主要完成 了以

10、下工作：(1)提出了基于碳排放量的施工方案比选方 法，给出了施工方案比选流程，收集了碳排放因子，建立了施 工方案碳排放计算模型及施工方案碳排放比选模型，并进行实 例计算，证明其实用性；(2)对实际工程进行分析，根据计 算结果可知，机械施工方案一的碳排放量为 4864. 68kgC02eq,小于机械施工方案二的碳排放 5661.2kgC02eq。土方工程施工中机械施工方案一比机械施工 方案二碳减排为0.28kgC02eq/ni3。土方工程机械施工方案一 施工比机械施工方案二施工更环保。参考文献：1 赵升琼，李惠强基于成本分析的绿色施工方案评价 J华中科技大学学报:城市科学版，2021 (2) : 46-48.2 王文明.价值工程原理下的绿色施工方案评价探讨J. 山西建筑,2021 (27) : 200-201.3 邓朗妮，黄如寤.基于价值工程的绿色施工方案评价 J.施工技术，2021 (S1) : 449-451.4 何小雨，王佳杰.价值工程在绿色施工方案优化中的应 用研究安徽建筑大学学报：自然科学版，2021 (1) : 44- 48.5 许兆丰，田杰芳.基于价值工程的深基坑支护绿色施工 方案评价河北联合大学学报：自然科学版，2021 (3): 51-58.6 李辉山，韩永康.基于价值工程原理的绿色施工方案评 价研究J建筑节能，2021 (