建筑工程绿色施工技术体系分析

杜晓燕

1. 上海建工集团股份有限公司 上海 200080；2. 上海建筑工程工业化建造工程技术研究中心 上海 201114

我国的绿色施工理念已深入人心，绿色施工工程项目已得到规模化发展。以绿色低碳、资源节约、环境保护等为主要特征的新技术、新工艺在施工现场得到越来越多的应用，促进了建筑业可持续发展[1-7]。

近年来，随着建筑信息模式（BIM）、物联网、大数据、云计算等信息技术的蓬勃发展，数字化管控技术在项目的绿色施工过程中逐步得到应用。利用数字化技术进行施工场地设计、总平面图布置、施工流程虚拟仿真分析等，可有效提高施工场地利用率，节省施工材料，节约能源。但目前工程建设中的绿色施工控制水平参差不齐，存在施工全过程监控体系不健全、感知设备落后、管控精细化程度低、覆盖范围不全面、产业化不足等问题，亟需开展研究，建立完整的绿色施工精细化管控技术体系。

1 建筑工程绿色施工技术分类

绿色施工是在保证质量、安全等基本要求的前提下，通过科学管理和技术进步，最大限度地节约资源，减少对环境的负面影响，实现“四节一环保”（节能、节材、节水、节地和环境保护）的建筑工程施工活动。绿色施工的总体框架一般由施工管理、节能、节材、节水、节地和环境保护6个方面组成。对于绿色施工技术，则可从多种维度进行分类，比如“四节一环保”、分部分项工程、应用场景与对象等（图1），也可采用综合分类对绿色施工技术体系进行归纳梳理。

图1 绿色施工技术分类

按照“四节一环保”类别对绿色施工技术进行分类[8]，可分为环境保护技术、节材与材料资源利用技术、节水与水资源利用技术、节能与能源利用技术、节地与土地资源保护技术。现阶段施工现场常用绿色施工关键技术主要包括以下几方面内容。

1）环境保护。具体包括：施工现场降尘控制技术、施工现场光污染控制技术、施工现场噪声控制技术。

2）节材与材料资源利用。具体包括：建筑垃圾回收利用与现场消纳技术、模块化可周转材料技术、数字化仿真模拟技术。

3）节水与水资源利用。具体包括：雨水回收利用技术、非自来水水源开发应用技术、节水施工工艺和设备。

4）节能与能源利用。具体包括：节能型机械及电器选用技术、光伏发电技术、用电分区控制与计量技术。

5）节地与土地资源保护。具体包括：永临结合综合技术、施工场地动态规划技术、工厂化预制技术、逆作施工技术。

按照分项分部工程类别对绿色施工技术进行分类[9]，可分为施工场地、地基与基础工程、主体结构工程、装饰装修工程、保温和防水工程、机电安装工程等。根据绿色施工技术应用场景与对象，可将绿色施工技术划分为传统施工工艺的绿色化改造，既有施工机械与机具的绿色性能提升，绿色施工新材料、新工艺、新装备等类别。

中国土木工程学会总工程师工作委员会通过对全国近2 000个工程项目的绿色施工技术的研究，形成了绿色施工技术索引[10]，将节材、节地、节水、节能、环保、安全等作为绿色施工技术效果，从基坑支护技术、地基与基础工程技术、钢筋工程技术、混凝土工程技术、钢结构工程技术、模板与脚手架工程技术、信息技术、施工设备应用技术、永临结合技术、临时设施装配化和标准化技术、施工现场环境保护技术等11个类别共77项技术，对绿色施工技术进行了综合分类和技术案例汇总，为绿色施工技术的应用提供了系统性指引。

此外，住房和城乡建设部发布的《建筑业十项新技术》（2017版）[11]，作为引导我国建筑施工行业科技进步的纲领性文件，设置了相应的绿色施工技术章节，其中包括封闭降水及水收集综合利用技术、建筑垃圾减量化与资源化利用技术、施工扬尘控制技术、施工噪声控制技术、绿色施工在线监测评价技术、工具式定型化临时设施技术、垃圾管道垂直运输技术、透水混凝土与植生混凝土应用技术、混凝土楼地面一次成形技术、建筑物墙体免抹灰技术等关键技术内容。2021年3月住房和城乡建设部发布的《绿色建造技术导则（试行）》中，在绿色施工方面，从协同与优化、环境保护、资源节约、信息技术应用方面提出了指导要求[12]。

2 绿色施工技术标准体系

基于“全国标准信息公共服务平台”和“上海市工程建设标准体系查询系统”，对国家、行业和上海市地方的绿色施工现行标准进行收集，分别对通用标准以及“四节一环保”分项标准进行统计分析，表1列出了与绿色施工技术相关的现行的部分标准规范。

表1 绿色施工技术相关标准规范

通过对绿色施工通用标准和“四节一环保”专项标准的梳理，可以发现，在国家、行业、团体以及地方层面，涵盖管理、技术、评价、控制等维度的绿色施工通用标准和“四节一环保”专项标准体系已初步成形，但现阶段尚存在部分标准更新滞后、部分专项内容不完善等问题，需根据新形势下的国家“双碳”发展战略目标要求以及相关管理规定进行修订完善。

3 绿色施工技术评价体系

美国、英国和日本等发达国家在绿色建筑评价相关标准规范及技术发展等方面积累了丰富的经验。较为完整的绿色建筑评价体系有美国LEED体系、英国BREEAM体系、日本CASBEE体系、加拿大GBC评价体系等。这些绿色建筑评价体系针对建筑全生命周期进行评价，其中都包含施工阶段的评价。例如在LEED评价体系中，与绿色施工相关的评价项目包括可持续场址、用水效率、能源与大气、材料与资源，每个方面的内容都有相应计分点。

国内现行的各层级绿色施工评价标准，大多按照“四节一环保”要求，对绿色施工各项内容提出了定性与定量指标。比如GB/T 50640—2010《建筑工程绿色施工评价标准》是国内首部针对绿色施工的专用评价标准，对绿色施工的全面开展具有引领性作用。GB/T 38197—2019《建筑施工机械绿色性能指标与评价方法》给出了建筑施工机械绿色性能指标与评价通用要求，并对典型的建筑施工机械绿色性能评价给出了相关规定。

各地区也陆续发布了与地域特点和发展水平相适应的绿色施工评价地方标准，比如上海市的DG∕TJ 08-2262—2018《建筑工程绿色施工评价标准》，从内容上遵循了国家标准的体系，围绕“四节一环保”来展开，规定了评价主体、评价阶段、评价要素、评价指标、评价方法以及第三方评价的相关内容，增强了实际可操作性。

而目前现行的绿色建筑评价等其他相关标准，例如GB/T 50378—2019《绿色建筑评价标准》、GB/T 51141—2015《既有建筑改造绿色评价标准》等，在具体评价内容中也涵盖了绿色施工评价部分，提出了量化与非量化指标要求。此外，各层级的绿色示范工程评价指标，成为绿色施工评价标准规范的重要补充，例如中华人民共和国住房和城乡建设部发布的《绿色施工科技示范工程技术指标及实施与评价指南》，上海市发布的《上海市建设工程绿色施工（节约型工地）考核评审要求》等，有力地促进了绿色施工技术的推广应用。

随着绿色施工创新技术和标准规范的不断完善，绿色施工评价体系也将朝着精细化控制指标与全过程动态评估方向发展，图2给出了绿色施工技术标准评估框架内容。其中，技术层主要关注绿色施工控制技术的成熟度、准确性、有效性以及新技术的应用情况，其落脚的具体对象为环境保护、节能、节材、节水、节地等。标准层则关注整个标准体系的完善度、准确性、一致性以及可操作性，并将标准面向的对象从“四节一环保”以及通用标准的角度划分。技术与标准要保持良好的互动性，通过增强技术的创新升级，进而实现标准化，促进绿色施工技术的长效利用。通过系统优化用尽量少的指标全面、系统、客观地反映评价对象的内容，形成动态评价评估体系。

图2 绿色施工技术标准评估框架

4 绿色施工典型工程案例分析

以上海地区某动迁安置房工程项目为例，进行绿色施工技术应用分析。该工程为上海市建设工程绿色施工样板工地，工程总建筑面积约30万 m2，包含地上11栋住宅和4栋配套公共建筑。该工程单体多，施工管控范围大，施工管理面临较大挑战。该工程以绿色施工评价标准为依据，以绿色施工目标为导向，编制绿色施工专项方案，在项目实施过程中应用了多种绿色施工技术与措施。

环境保护方面，针对施工现场产生的不同污水，设置相应的检查点和处理设施，进行水污染控制。施工现场出口设置洗车槽、移动洗车平台、自动喷淋设备等，有效降低施工扬尘，选择低噪声、低振动的机具和设备，采取隔声罩、隔声板等降噪措施，通过扬尘与噪声实时在线监测系统，实现施工敏感区域扬尘与噪声的实时监测与控制（图3）。通过加设灯罩以及施工照明角度调节，避免或减少施工过程中的光污染。生活区设置封闭式垃圾容器，生活垃圾实行袋装化，减少垃圾排放。设置排水沟、沉淀池等设施控制污水的流径和排放，以减少对周边土体的污染。

图3 环境保护技术措施

节材与材料利用方面，选用高强度等级钢筋，设置废钢筋材料池，对钢筋余料进行循环利用。优化混凝土配比，选用周转次数较高的模板与脚手架系统，加强混凝土计量管理，充分利用剩余混凝土材料，预制构件采用工具式堆放架，充分节约和高效利用现场材料。

节水与水资源利用方面，制定用水管理制度，并设置分路水表进行计量，注重施工过程中给水管网的保养。充分使用现场收集的循环水、雨水，设置三级沉淀水池，施工用水经处理后再用于道路及进出车辆冲洗，大量使用节水型产品和节水器具，并设置节约用水标识，减少施工现场水资源消耗。

节能与能源利用方面，采取施工现场电耗、油耗控制技术措施。对施工、办公、生活区域及大型施工机械等实行分路供电，并实施分项计量；施工区域及地下室使用高效节能灯具，严格控制夜间非作业区域的照明灯具的使用；对宿舍用电进行分户计量；集中定时、定点供应热水，安装采用太阳能的热水器，配置节能型产品。不同施工阶段配置合适的施工机械，减少施工周期。利用场地条件和工程特点，合理安排施工流程，提高机械使用效率。

节地与土地资源保护方面，根据现场实际与施工流程，合理安排场地布置，采用绿化覆盖裸露土，节约土地，美化环境。

绿色创新技术应用方面，采用土方开挖分区分块优化、堆场道路永临结合、施工围挡利用原有围墙、PCTF施工、BIM技术应用、构件吊装指挥调度系统、VR模拟技术等创新技术。

本工程大量采用绿色施工技术措施与创新应用，取得了良好的社会、经济及环境效益，建筑垃圾回收再利用率达到82.6%，是目标值的2.7倍，钢材损耗率、模板损耗率、木材损耗率、砂浆损耗率、非传统水源和循环水的再利用率，以及万元产值用电、用油指标均达到绿色施工预期目标（图4）。

图4 绿色施工效益及指标完成情况

5 结语

近年来，我国全面推进绿色生态文明建设，促使了绿色施工发展规模持续加大，但在发展过程中也面临诸多问题与挑战，绿色施工技术创新仍有待加强。目前以围绕施工阶段“四节一环保”目标与指标采取相应的管理措施和技术措施为主，建筑材料和施工机械尚需进一步绿色化改造升级，施工现场资源再生利用水平需进一步提高，绿色创新技术的推广应用覆盖面需进一步扩大。随着我国“碳达峰、碳中和”目标的提出，绿色施工的内涵与外延也将得到进一步拓展。

为此，应针对建筑工程施工全过程，持续提升绿色施工创新技术效能。积极利用适宜的可再生能源，加强绿色创新技术应用在示范工程中的评价指标比重，促进绿色创新技术研发与推广应用。

加强建筑材料和施工机械绿色化改造升级，针对建筑工程材料与施工特点，建立绿色施工材料与施工机械绿色性能数据库，建立材料与机械绿色性能指标，引导建筑工程材料与施工机械绿色化升级，降低施工材料和能源消耗，减少碳排放，降低建筑施工对周围环境的影响。

积极应用数字化信息化技术，建立绿色施工全过程智能化管控平台，形成绿色施工专项监控信息的数据采集与评价体系，进行现场绿色施工监管信息归集、监控、分析和评价预警，实现绿色施工信息化集成管控，同时研编基于绿色施工数字化监测、控制相关技术与管理标准，建立健全绿色施工精细化控制的标准体系。

积极响应“双碳”的国家战略目标，研究建立适用于建筑工程施工过程中碳足迹计算模型，评价建设工程施工阶段的碳排放水平，提出相应的减少施工过程中碳排放的技术与管理策略，为建筑施工阶段碳排放控制提供理论依据和数据支持。