装配式住宅建造阶段环境效益分析

金国辉，廉晓军

(内蒙古科技大学土木工程学院，内蒙古 包头 014010)

Abstract:High pollution and high energy consumption have been the most important problems restricting the development of construction industry in China.As a new method of construction,prefabricated housing plays an important role in promoting the development of construction industry.In this paper,starting with the environmental benefits of prefabricated housing,the factors such as resource and energy consumption,construction waste emission,carbon emission and so on in the construction stage are studied and compared with the cast-in-place housing.To provide some reference for the development of prefabricated housing in China.

Keywords:Assembly house;Environmenta benefit;Construction stage

1 引言

近几年，随着全球环境问题的日益严峻，绿色循环发展成为了各行各业的行为准则。对于一直以来有着高物耗、高污染的建筑业来说更是如此。因此推行一种既环保、又节约资源能源的建造方式就势在必行。

装配式施工作为一种新兴的建造方式，近些年也在我国逐步发展。李芊、张明帅[1]以乡村装配式住宅为例，分析了装配式住宅整个寿命周期内的环境效益，并明确了相较于现浇式住宅的优势。纪颖波、张祺、朱发东[2]运用Process-Based LCA法对我国装配式住宅建造阶段的碳排放进行计算。刘耶霖[3]通过构建“驱动力-状态-响应”模型，分析了装配式住宅在能源节约与环保方面的优势。高瑜茹[4]通过构建SPA综合效益评价模型，对比分析了装配式住宅与现浇式住宅在材料消耗、能源消耗、碳排放三个方面的指标，并就此提出了改进意见。曹新颖[5]综合运用全寿命周期理论、建筑工程环境影响评价体系以及建筑工程健康损害评价体系，对比分析了装配式住宅与现浇式住宅在资源、环境与健康损害三方面的情况。为了更直观的反映装配式住宅的环境效益，促进其在我国的进一步推广，有必要对其环境效益进行具体量化分析。

2 装配式住宅环境效益分析

由于我国装配式住宅正处于起步阶段，因此本文对环境效益的分析主要侧重于建造阶段，不考虑其使用与拆除阶段的和环境效益。对于建造阶段的环境效益，主要从资源消耗、能源消耗、建筑垃圾排放、碳排放以及噪音污染等方面展开。

(1)资源消耗：指在建设过程中资源的消耗量，包括水资源、砂浆、木材、混凝土、保温材料等的。

(2)能源消耗指在建设中电能的消耗量。

(3)建筑垃圾排放：指在建设过程中所产生的不可回收的建筑垃圾。

(4)噪音排放：指在建设过程中所产生的噪音。

(5)碳排放：根据《2006年IPCC国家温室气体排放清单指南》中的相应规定进行确定：碳排放=碳排放因子×活动水平数据。在本文中活动水平数据是指资源、能源的消耗，碳排放因子则根据表1确定。

表1 碳排放因子表

3 实例分析

装配式住宅环境效益评价需将指标量化处理，得出结果。下面以某项目为例，对装配式住宅的环境效益进行分析。

3.1 项目概况

某项目为框剪结构住宅，其中1#楼为装配式混凝土住宅，3#楼为现浇式住宅，两栋住宅有着相同的建筑层高与设计方案。本文以此项目为例，对装配式住宅的环境效益进行分析研究。

3.2 评价指标权重的确定

权重的确定采用层次分析法，具体如下：

①构建两两比较判断矩阵。为了增加结果的客观科学性，咨询了5位来自房地产开发企业、装配式施工单位、材料供应商以及相关学者，对环境效益指标进行打分。结果如表2所示。

表2 环境效益评价指标结果表

②将判断矩阵的每行元素相乘，得到Mij=(0.249,0.259,0.130,0.061,0.052,0.249)；

所以环境效益子指标权重为Mij=(0.249,0.259,0.130,0.061,0.052,0.249)

3.3 环境效益评价

通过对项目现场各项资源、能源消耗、建筑来及排放、粉尘排放、噪音放量的监测以及碳排放量的计算，最终得出表3的环境效益各项指标的结果。

表3 环境效益各项指标结果统计表

根据《大气综合排放标准》(GB16297—1996)、《建筑施工场界噪声限值》(GB12523-2011)以及建筑业的发展现状，设置隶属度区间，结果如表4所示。

表4 环境效益各项指标隶属度区间表

之后对表3进行无量纲处理，结果如表5所示。

表5 环境效益各项指标无量纲处理结果统计表

在得出装配式住宅与现浇式住宅对应的无量纲结果后，利用公式求出相应的环境效益指数：

其中：C——装配式住宅环境效益指数；

▽i—各指标评价值；

λ—各指标对应的权重值；

ei—是标准正交基，其值取1

最终求得C装=42.13，C现=30.74。

由计算结果可知，装配式住宅相较于现浇式住宅拥有明显的环境效益优势。

4 结论

本文通过对装配式住宅与现浇式住宅在建设阶段的环境效益进行对比分析，得出：

(1)相较于现浇式住宅，装配式住宅具有十分明显的环境效益。

(2)从资源的消耗量来看，装配式住宅在资源消耗的总量上比现浇式住宅更有优势。尤其是水资源、木材、保温材料以及水泥砂浆的用量上大大减少；虽然钢材的用量有所增加，但这是由于我国装配式住宅正处于起步发展阶段，设计上难免有所保守，但随着之后的规模效应形成后，技术更加成熟后，用量会有所下降。

(3)由于装配式住宅是工厂化预制，所以在现场施工时会大大减少建筑垃圾的排放，使得施工现场并不会出现大量的废弃的砌块或者混凝土。

(4)对于碳排放量方面，装配式住宅比现浇式住宅更具有优势，大幅减少了碳的排放，符合当前我国建筑业绿色低碳发展的趋势。

参考文献：

[1] 李芊，张明帅.装配式住宅环境效益量化评价研究——以乡村装配式住宅为例[J].建筑经济，2018，29(3)：92-98.

[2] 纪颖波，张祺，朱发东.基于Process-Based LCA方法的我国装配式住宅物化阶段碳排放计算模型研究[J].工程管理学报，2017，31(4)：23-28.

[3] 刘耶霖.装配式住宅环境改进效应评价研究——基于DSR模型[J].现代商贸工业，2017(34)：183-185.

[4] 高瑜茹.预制装配式混凝土结构物化阶段能源消耗效益评价研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2017.

[5] 曹新颖.产业化住宅与传统住宅建设环境影响评价及比较研究[D].北京：清华大学，2012.