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前 言：住宅建設(shè)不僅投資數(shù)額大、參與主體多、施工周期長，而且消耗大量的資源能源，造成環(huán)境和生態(tài)影響。據(jù)國家統(tǒng)計資料顯示，我國住宅建設(shè)耗用鋼材占全國用鋼量的20%，耗用水泥占比17.6%，城市建成區(qū)30%用地用于住宅建設(shè)，城市水資源的32%在住宅中消耗。住宅能耗約占全國總能耗的20%左右。

為破解能源資源短缺矛盾，我國開始推進預(yù)制裝配式發(fā)展模式，提高生產(chǎn)效率，降低成本，減少排放，其建造施工過程較現(xiàn)澆住宅在資源能源節(jié)約、生態(tài)環(huán)境保護方面具有優(yōu)勢，而預(yù)制裝配式住宅與現(xiàn)澆住宅進行節(jié)能減排和碳排放對比測算具有重要現(xiàn)實價值。

本文結(jié)合國際能源署研究框架協(xié)議之終端用能：建筑與社區(qū)節(jié)能ANNEX57《建筑構(gòu)造過程能耗及碳排放評價》課題成果，對預(yù)制裝配與現(xiàn)澆兩種模式的節(jié)能減排進行比較研究，研究測算對象和框架，擬定研究模型，并在分析測算數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上提出建議。

一、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

預(yù)制裝配式住宅在歐洲、北美和亞洲日本應(yīng)用較為廣泛，發(fā)展相對成熟、完善，對預(yù)制裝配式住宅的節(jié)能減排效果也進行了一定的研究。歐盟的ecoinvent數(shù)據(jù)庫是全球**的生命周期清單數(shù)據(jù)來源。英國建筑研究所ENVEST軟件，從設(shè)計階段開始對建筑環(huán)境和資金兩個方面進行衡量。美國環(huán)保局開發(fā)的BEES的計算過程包括原材料采購、制造、運輸、安裝、使用、回收利用和廢物處理階段，得出環(huán)境影響和經(jīng)濟效益。日本建筑師學(xué)會發(fā)布《建筑物的生命周期評價指南》并開發(fā)了計算軟件。根據(jù)以上國家對建筑建造過程節(jié)能減排的研究，發(fā)達國家對預(yù)制裝配式住宅建造階段的研究多集中于材料節(jié)約和廢棄物減量兩個方面。

我國預(yù)制裝配式建筑節(jié)能減排和溫室氣體排放研究尚處于起步階段，在數(shù)據(jù)庫建設(shè)和量化計算研究方面與國外尚有一定差距。

二、兩類住宅測評

方案針對預(yù)制裝配式和現(xiàn)澆方式住宅項目，對預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)廠、商品混凝土攪拌站、預(yù)制裝配式住宅施工現(xiàn)場和現(xiàn)澆住宅施工現(xiàn)場等環(huán)節(jié)，收集建筑工程材料和能源的消耗數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行分類統(tǒng)計和對比研究，從資源消耗、生態(tài)破壞方面進行分析，得出兩類住宅綜合環(huán)境效益比較結(jié)論。

1、測評項目概況

北京某項目：地塊總用地面積為40603㎡，容積率為2.0，地上總建筑面積81206m2。1#樓地上建筑面積8413㎡，建筑高度36.4m;2#、4#、5#樓地上建筑面積9243㎡，建筑高度33.6m;7#、8#樓地上建筑面積11641㎡，建筑高度42m。1#、2#、4#、5#、7#、8#樓采用裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)體系，抗震等級為二級。外墻板采用預(yù)制夾心保溫外墻板，保溫板為50厚阻燃型擠塑聚苯板。鋼筋豎向連接方式采用鋼筋套筒灌漿連接。

2、測評內(nèi)容

將預(yù)制裝配式和現(xiàn)澆住宅在制作方式、施工工藝上存在差異的部件作為重點比較對象，包括外墻、樓板、樓梯、陽臺、飄窗、空調(diào)板和陽臺裝飾板。確定預(yù)制裝配式住宅評價范圍包括預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)環(huán)節(jié)、施工安裝?，F(xiàn)澆住宅評價范圍包括材料加工過程(如商品混凝土攪拌)和現(xiàn)場施工安裝過程。

3、測評數(shù)據(jù)分析

具體包括：a、建筑材料和構(gòu)配件使用量

b、施工輔助材料及構(gòu)配件c、資源及能源消耗d、固體廢棄物

e、大氣排放

4、測評布點

設(shè)立四個監(jiān)測點：a、預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)廠b、商品混凝土攪拌站c、預(yù)制裝配式住宅施工現(xiàn)場d、現(xiàn)澆住宅施工現(xiàn)場

三、兩類住宅材料消耗比較分析

按照鋼筋工程、混凝土工程、模板工程、運輸工程和外裝修工程分類統(tǒng)計，得出兩種不同建造模式住宅主要材料消耗量。各類數(shù)據(jù)按照單位面積消耗量測算。

1、鋼筋工程資源、能源消耗量分析

資源消耗：包括構(gòu)成工程實體的結(jié)構(gòu)鋼筋用量、施工過程中措施鋼筋和鋼質(zhì)預(yù)埋件的投入量。

能源消耗：包括結(jié)構(gòu)鋼筋、措施鋼筋的加工耗電量以及鋼質(zhì)預(yù)埋件的加工、安裝耗電量。

2、混凝土工程資源、能源消耗量分析

資源消耗：包括預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)和施工現(xiàn)場混凝土的消耗量;水資源消耗量包括現(xiàn)澆混凝土和預(yù)制構(gòu)件的養(yǎng)護用水量以及施工機具的清洗用水量。

能源消耗：主要包括混凝土澆筑過程中的空壓機和振搗器的耗電量、混凝土泵送車的耗油量、預(yù)制構(gòu)件蒸汽養(yǎng)護鍋爐耗煤量。為便于比較，將各類能源折算為標準煤消耗量。

混凝土消耗方面：由于預(yù)制裝配式預(yù)制外墻采用夾心保溫，墻體增加了50mm厚的混凝土保護層，而現(xiàn)澆住宅采用外墻粘貼保溫板方式，只需10mm砂漿保護層。因此預(yù)制裝配式住宅較現(xiàn)澆住宅混凝土用量偏大。

水資源消耗方面：由于構(gòu)件廠在生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件時采用的蒸汽養(yǎng)護，能較好控制養(yǎng)護時間和輸氣量，而施工現(xiàn)場采用人工澆水養(yǎng)護，用水量較難控制。因此，現(xiàn)澆模式平均用水量偏多。

能源消耗方面：

1)耗油量。施工現(xiàn)場混凝土澆筑依靠混凝土泵送車，而預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)不產(chǎn)生油耗，因此現(xiàn)澆工程耗油量偏高。

2)耗電量。耗電量主要來自空壓機和振搗器。空壓機主要用于混凝土澆筑之前的模板清理。預(yù)制裝配式住宅混凝土用量要高于現(xiàn)澆住宅，振搗器工作時間較長，耗電量較大。所以，預(yù)制裝配式住宅混凝土工程耗電量偏高。

3)耗煤量。因預(yù)制構(gòu)件需蒸汽養(yǎng)護，所以預(yù)制裝配式住宅混凝土工程耗煤量高于現(xiàn)澆住宅。

3、模板工程資源、能源消耗量分析

模板工程分為木模板工程和鋼模板工程兩部分。

測評項目中木模板周轉(zhuǎn)次數(shù)約為3。鋼模板在現(xiàn)場施工中循環(huán)次數(shù)較多，大鋼模板周轉(zhuǎn)次數(shù)為200次，主要構(gòu)件周轉(zhuǎn)次數(shù)為50~120次，本研究將構(gòu)件廠和施工現(xiàn)場的鋼模板周轉(zhuǎn)次數(shù)均設(shè)定為100次。

一是預(yù)制構(gòu)件減少了預(yù)制裝配式住宅的木模板用量。預(yù)制構(gòu)件制作全部使用鋼模板，且構(gòu)件安裝需要大量支撐桿件，導(dǎo)致預(yù)制裝配式住宅鋼模板用量高于現(xiàn)澆住宅。

二是預(yù)制裝配式住宅由于木模板用量較現(xiàn)澆住宅少，木模板的加工能耗少,能耗節(jié)省優(yōu)勢明顯。同時，由于預(yù)制裝配式住宅鋼模板用量較現(xiàn)澆住宅大，因此鋼模板的加工能耗較高。

4、外裝修工程

外裝修工程主要是保溫施工。預(yù)制裝配式住宅外墻夾心保溫與結(jié)構(gòu)使用壽命相同，為50年，而現(xiàn)澆住宅外墻外保溫設(shè)計使用年限為25年。在計算中，取現(xiàn)澆住宅保溫材料用量和施工能耗的兩倍與預(yù)制裝配式住宅進行對比。

一是現(xiàn)澆外墻外保溫采用EPS保溫板，而預(yù)制構(gòu)件夾心保溫采用XPS保溫板。由于XPS板厚度(50mm)小于EPS板厚度(80mm)，而兩種板容重相近，因此預(yù)制裝配式住宅保溫板用量較少。

二是預(yù)制外墻XPS保溫板**阻熱性能非常好的玻璃纖維連接件和結(jié)構(gòu)混凝土連接在一起，不需粘接材料，同時混凝土保護層代替砂漿保護層，因此，預(yù)制裝配式住宅保溫板粘結(jié)材料和砂漿的用量較少。

三是現(xiàn)澆住宅外保溫施工電動吊籃需要耗電，而預(yù)制構(gòu)件保溫板人工鋪貼，不產(chǎn)生耗電量。

預(yù)制裝配式住宅保溫板、粘結(jié)材料、砂漿節(jié)省量和耗電量方面優(yōu)勢明顯。