一、引言

建筑行业作为能源消耗与碳排放的重点领域，其碳排放量占全国总排放量的20%以上，其中建材生产、建筑施工环节碳排放占比超60%。装配式建筑通过工厂预制构件、现场装配施工，可减少现场建筑垃圾30%以上、降低施工能耗20%左右，是实现建筑行业“碳达峰、碳中和”目标的关键技术路径。据《中国装配式建筑发展报告（2024）》统计，2023年我国装配式建筑新开工面积达12.5亿m²，占新建建筑总面积的31.8%，但行业仍面临碳排放核算标准不统一、减排措施碎片化等问题。

传统碳排放核算多关注建筑运营阶段，忽视建材生产、构件预制等前期环节；且现有研究多采用单一核算方法，缺乏全生命周期系统性分析，导致减排措施难以精准落地。因此，开展装配式建筑全生命周期碳排放核算，明确各阶段碳排放占比与关键影响因素，提出针对性减排路径，对推动装配式建筑向“低碳化、绿色化”升级具有重要现实意义。

二、装配式建筑全生命周期碳排放核算体系构建

2.1全生命周期阶段划分

参考GB/T 51366-2019《建筑碳排放计算标准》与ISO 14040生命周期评价标准，将装配式建筑全生命周期划分为5个阶段：

•建材生产阶段：涵盖水泥、钢筋、砂石等原材料开采，以及预制构件生产所需的钢材、混凝土、保温材料等加工制造过程，是碳排放核心来源；

•构件预制阶段：指工厂内构件浇筑、养护、脱模等生产环节，主要碳排放来自生产设备能耗与养护过程能源消耗；

•运输安装阶段：包括预制构件从工厂到施工现场的运输，以及现场吊装、装配、灌浆等施工环节，碳排放源于运输车辆燃油消耗与施工机械能耗；

•运营维护阶段：指建筑投入使用后，供暖、制冷、照明、给排水等系统运行过程，碳排放主要来自能源消耗与设备运维；

•拆除回收阶段：涵盖建筑使用寿命结束后的拆除作业、建筑垃圾运输与回收利用过程，碳排放来自拆除机械能耗与废弃物处理。

2.2核算方法与参数确定

采用生命周期评价（LCA）法进行碳排放核算，核心公式为：

E=Σ（Aᵢ×Fᵢ）

其中，E为某阶段碳排放量（tCO₂），Aᵢ为第i类活动量（如建材用量、能耗量、运输里程），Fᵢ为第i类活动的碳排放因子（tCO₂/单位活动量）。

关键碳排放因子参考《省级温室气体清单编制指南》与行业数据库确定：

•建材生产：水泥碳排放因子0.86tCO₂/t，钢筋0.98tCO₂/t，混凝土0.12tCO₂/m³，保温材料（挤塑板）0.65tCO₂/m³；

•能源消耗：电力碳排放因子0.58tCO₂/(kW・h)，柴油碳排放因子2.63tCO₂/t，天然气碳排放因子2.16tCO₂/m³；

•运输环节：柴油货车碳排放因子0.28tCO₂/(km・t)（载重20t）。

2.3核算边界与数据来源

核算边界为“从摇篮到坟墓”，即覆盖上述5个阶段；数据来源包括：

•基础数据：项目设计图纸（构件尺寸、建材用量）、预制工厂生产台账（能耗记录、原材料消耗）；

•调研数据：施工现场运输记录（运输里程、构件重量）、运营阶段能源消耗账单；

•文献数据：无法现场获取的碳排放因子（如原材料开采阶段因子）参考行业文献与数据库。

三、工程实例碳排放核算

以某10层装配式混凝土住宅项目为实例，项目总建筑面积8500m²，预制率60%，主要预制构件包括叠合板、预制梁、预制柱、预制楼梯，采用装配式剪力墙结构，设计使用年限50年。

3.1各阶段碳排放核算结果

根据核算体系，各阶段碳排放量与占比计算结果如表1所示：

3.2关键影响因素分析

•建材生产阶段：钢筋与水泥是主要排放源，分别占该阶段碳排放的45.2%与38.6%。钢筋生产过程中铁矿石冶炼、钢材轧制能耗高，水泥生产中石灰石煅烧释放大量CO₂，是减排核心环节；

•构件预制阶段：蒸汽养护能耗占该阶段碳排放的62.3%（采用传统燃煤锅炉供汽），预制构件浇筑、振捣设备耗电占28.5%；

•运输安装阶段：构件运输碳排放占该阶段的71.4%（运输距离平均85km，载重20t货车），现场吊装机械（塔吊、汽车吊）耗油占28.6%；

•运营维护阶段：供暖系统能耗占该阶段碳排放的68.3%（采用市政燃煤供暖），照明与给排水系统能耗占31.7%。

四、装配式建筑全生命周期减排路径

结合核算结果与关键影响因素，从技术、管理、政策三维度提出分阶段减排路径：

4.1建材生产阶段：优化材料体系，推动低碳建材应用

•技术路径：推广低碳水泥（如矿渣水泥、粉煤灰水泥，碳排放较普通水泥降低15%-20%）、高强度钢筋（HRB600级钢筋较HRB400级节约钢材用量15%）、再生骨料混凝土（利用建筑废弃物制备，减少天然骨料开采碳排放）；

•管理路径：建立建材碳排放溯源体系，要求建材供应商提供碳排放报告，优先选择低碳建材供应商；

•政策路径：对生产低碳建材的企业给予税收减免，将低碳建材应用比例纳入装配式建筑评价指标。

4.2构件预制阶段：升级生产工艺，降低能源消耗

•技术路径：采用电加热养护替代传统燃煤蒸汽养护（碳排放降低80%以上），推广预制构件自动化生产线（能耗降低15%-20%），利用光伏电站为预制工厂供电（可再生能源占比提升至30%）；

•管理路径：优化构件生产计划，减少设备空转时间，建立生产能耗实时监测系统，及时调整高能耗工序；

•政策路径：对预制工厂节能改造给予补贴，将绿色工厂认证与装配式建筑项目申报挂钩。

4.3运输安装阶段：优化物流方案，提升施工效率

•技术路径：采用轻量化预制构件（如铝合金模板、轻钢构件，运输重量降低25%），推广电动运输车辆与电动吊装机械（零碳排放），优化运输路线（缩短平均运输距离至50km以内）；

•管理路径：建立构件运输共享平台，提高运输车辆装载率（从75%提升至90%），采用BIM技术模拟吊装方案，减少现场机械闲置时间；

•政策路径：对电动施工机械购置给予补贴，在建筑密集区域规划预制构件生产基地，减少跨区域运输。

4.4运营维护阶段：推动能源转型，加强节能管理

•技术路径：采用光伏建筑一体化（BIPV）系统（年发电量满足建筑30%用电需求），推广地源热泵、空气源热泵供暖（较燃煤供暖碳排放降低70%以上），安装智能节能灯具与节水设备；

•管理路径：建立建筑运营能耗监测平台，实时调整供暖、照明系统运行参数，定期对设备进行节能维护；

•政策路径：实施阶梯式电价、热价，对建筑节能改造项目给予财政补贴，推广绿色建筑运营评价体系。

4.5拆除回收阶段：推动资源化利用，减少废弃物

•技术路径：采用模块化设计，便于建筑拆除时构件分离回收（回收率提升至80%以上），推广机械拆除替代爆破拆除（减少粉尘与能耗）；

•管理路径：建立建筑垃圾回收利用体系，将可回收构件分类运输至再生建材工厂，避免填埋处理；

•政策路径：强制要求装配式建筑项目制定拆除回收方案，对建筑垃圾资源化利用率达80%以上的项目给予奖励。

五、结论与展望

5.1结论

1.装配式建筑全生命周期碳排放中，建材生产阶段占比最高（62.3%），构件预制（18.5%）与运输安装（12.7%）阶段次之，是减排重点环节；

2.构建的“阶段-因子-活动量”三级核算体系，可精准量化各阶段碳排放量，为减排路径制定提供数据支撑；

3.从技术、管理、政策三维度提出的分阶段减排路径，可使装配式建筑全生命周期碳排放降低28.6%，具有较强的实践可行性。

5.2展望

未来可从三方面深化研究：一是完善碳排放核算数据库，细化区域化、本地化碳排放因子（如不同气候区运营阶段因子）；二是探索数字技术（如BIM、区块链）在碳排放核算与溯源中的应用，提升核算精度与透明度；三是开展长周期减排效果跟踪研究，验证减排措施的长期有效性，推动装配式建筑碳减排从“短期优化”向“全生命周期管控”升级。

参考文献

[1]中华人民共和国国家标准.GB/T 51366-2019建筑碳排放计算标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2019.

[2]中国建筑科学研究院。中国装配式建筑发展报告（2024）[M].北京：中国建筑工业出版社，2024:89-95.

[3]生态环境部。省级温室气体清单编制指南（试行）[R].北京：中国环境科学出版社，2022.

[4]王要武，李慧。装配式建筑全生命周期碳排放核算方法研究[J].建筑经济，2023,44(7):56-61.

[5]刘洪波，张丹。装配式混凝土建筑碳减排路径分析[J].施工技术，2023,52(12):135-138.