绿色理念下土建装配式施工低碳化路径研究

引言

在全球应对气候变化、我国积极推进 “ 双碳” 目标的背景下，建筑行业作为碳排放大户，其低碳化转型迫在眉睫。土建装配式施工凭借工业化生产、现场湿作业少等优势，相较于传统施工方式在节能减排方面具有一定潜力。然而，目前装配式施工在材料生产、运输、安装等环节仍存在高能耗、高排放问题，距离绿色低碳发展目标仍有差距。

绿色理念强调在建筑全生命周期中最大限度地节约资源、减少污染。将绿色理念融入土建装配式施工，探索低碳化路径，不仅有助于降低建筑行业碳排放，也是实现建筑行业可持续发展的必然要求。当前，对装配式施工低碳化的研究多集中于单一环节，缺乏系统性路径探讨。因此，开展绿色理念下土建装配式施工低碳化路径研究具有重要的现实意义。

1 土建装配式施工碳排放现状与问题分析

1.1 碳排放现状

土建装配式施工的碳排放贯穿设计、材料生产、构件运输、现场安装及运营维护等阶段。材料生产阶段，水泥、钢材等建材的生产加工会产生大量二氧化碳；构件运输过程中，运输车辆的燃油消耗带来碳排放；现场安装环节，机械设备的使用、临时设施搭建也会增加碳排放量。据统计，装配式建筑施工阶段的碳排放占全生命周期碳排放的较大比重，且部分环节碳排放量高于传统施工方式。

1.2 存在的主要问题

设计阶段，缺乏对低碳指标的系统性考量，构件标准化程度不足，导致材料浪费与生产能耗增加。材料选用方面，对高能耗、高污染建材的依赖度较高，环保型、低碳型材料应用比例较低。生产运输环节，构件生产工厂布局不合理，运输路线规划不科学，造成运输距离过长、能源浪费。施工管理过程中，缺乏有效的碳排放监测与控制措施，资源利用效率低下，进一步加剧了碳排放问题。

2 绿色理念下土建装配式施工低碳化路径

2.1 设计阶段低碳化路径

在设计阶段，引入低碳设计理念，将碳排放指标纳入设计方案评价体系。通过优化建筑体型系数，减少围护结构散热，降低后期运营阶段的能源消耗。提高构件标准化、模块化设计水平，减少模具更换次数与生产能耗。运用 BIM 技术进行建筑性能模拟分析，在设计阶段对建筑的采光、通风、保温等性能进行优化，降低施工与运营阶段的碳排放。同时，加强各专业设计协同，减少设计变更导致的材料浪费与二次施工。

2.2 材料选用低碳化路径

优先选用低碳环保型建筑材料，如再生骨料混凝土、植物纤维板材等，降低材料生产阶段的碳排放。推广使用可循环利用材料，如可拆卸式临时设施、重复使用的模板等，减少资源浪费。建立材料碳排放数据库，对各类建材的碳排放数据进行收集、整理与分析，为材料选用提供科学依据。在满足工程质量要求的前提下，合理控制材料用量，避免过度设计导致的材料浪费。

2.3 生产运输低碳化路径

优化构件生产工厂布局，根据项目分布情况合理规划工厂选址，缩短运输距离。采用智能化、自动化生产设备，提高生产效率，降低单位产品能耗。在生产过程中，应用余热回收、光伏发电等技术，减少能源消耗与碳排放。科学规划构件运输路线，采用高效的运输车辆与装载方式，提高运输效率，降低运输环节的碳排放。同时，加强运输过程中的管理，减少构件损坏与返工，降低额外的碳排放。

2.4 施工管理低碳化路径

建立施工阶段碳排放监测体系，利用传感器、物联网等技术，实时监测施工现场的能源消耗、材料使用等情况，对碳排放数据进行收集与分析。制定碳排放控制目标与计划，将低碳施工要求纳入施工组织设计与进度管理。推广应用绿色施工技术，如太阳能照明、雨水收集利用等，降低施工现场的能源消耗。加强施工人员培训，提高其低碳施工意识与技能，规范施工行为，减少施工过程中的碳排放。

3 数字化技术助力低碳化发展

3.1 数字化设计与模拟

利用参数化设计、性能化分析等数字化设计手段，在设计阶段对建筑的碳排放进行精准预测与优化。通过建筑能耗模拟软件，分析不同设计方案下建筑的能源消耗情况，选择最优低碳设计方案。运用数字孪生技术，对装配式建筑施工过程进行虚拟仿真，提前发现施工过程中的碳排放问题，优化施工工艺与流程。

3.2 智慧工地管理

建设智慧工地管理系统，集成物联网、大数据等技术，实现对施工现场人员、设备、材料的智能化管理。通过设备监控系统，实时监测施工机械设备的运行状态与能耗情况，提高设备使用效率，降低能源消耗。利用大数据分析技术，对施工过程中的碳排放数据进行深度挖掘，为低碳施工决策提供数据支持。同时，通过智慧工地管理系统，实现施工资源的精准调配，减少资源浪费与碳排放。

3.3 供应链数字化协同

在土建装配式施工中，供应链的高效运转对降低碳排放至关重要。通过构建数字化供应链管理平台，整合预制构件生产企业、运输单位、施工单位等各方资源，实现信息实时共享与协同运作。利用区块链技术，将原材料采购、构件生产、运输配送等环节的数据上链存证，确保供应链信息的透明性与可追溯性，避免因信息不对称导致的资源浪费与运输冗余。同时，建立供应链节点企业的碳排放评价机制，将低碳指标纳入供应商考核体系，激励上下游企业共同践行低碳化发展，推动装配式施工供应链向绿色低碳方向转型升级。

4 政策与标准保障

4.1 完善政策支持体系

政府应制定鼓励土建装配式施工低碳化发展的政策，如税收优惠、财政补贴等，引导企业积极采用低碳技术与材料。建立碳排放权交易机制，将建筑施工企业纳入碳排放权交易市场，通过市场机制激励企业降低碳排放。加强对装配式建筑项目的碳排放监管，对未达到低碳标准的项目进行处罚，推动行业低碳化发展。

4.2 健全标准规范体系

制定土建装配式施工低碳化相关标准规范，明确各阶段的低碳技术要求与碳排放限值。完善建筑材料低碳性能评价标准，为低碳材料的选用提供依据。建立装配式建筑全生命周期碳排放核算标准，统一碳排放计算方法，便于对不同项目进行碳排放对比与评估。同时，加强标准规范的宣贯与实施，确保低碳化措施在实际项目中得到有效落实。

结束语

本研究通过分析土建装配式施工碳排放现状与问题，从设计、材料、生产运输、施工管理等环节提出低碳化路径，并探讨了数字化技术应用与政策标准保障措施。研究表明，多环节协同推进低碳化措施，结合数字化技术与政策标准支持，能够有效降低土建装配式施工的碳排放。绿色理念下的低碳化路径为土建装配式施工的可持续发展提供了可行方案。尽管本研究提出了土建装配式施工低碳化路径，但在技术创新、标准完善等方面仍需进一步探索。未来，应加强低碳技术研发，如新型低碳建筑材料、高效节能施工设备等；深化数字化技术与低碳施工的融合应用，提高碳排放监测与控制的智能化水平。同时，需不断完善政策标准体系，加强国际合作与经验交流，推动土建装配式施工在绿色低碳道路上持续发展。

参考文献：

[1] 毛艳伟,窦文娟.装配式建筑在绿色建筑低碳设计中的实践与发展[J].中国建筑金属结构, 2025, 24(3):40-41,161.

[2] 孟昱辰.装配式建筑的碳减排研究[J]. 2025.

[3] 张虹英,赵鹏辉.绿色建筑施工废弃物堆放对周围环境的污染与低碳化处理措施研究[J].环境科学与管理, 2024, 49(6):168-173.