探析可持续创新发展与建筑土木工程结合

陆春杰

1 建筑土木工程秉承可持续发展的原则

在工程项目的建设阶段会使用大量的建筑材料，将可持续发展的理念充分融入土木工程中，不仅可以有效提高工程的利用率，而且可以推动建筑行业的长远发展。建筑土木工程遵循的可持续发展的基本原则与特点包括以下几点。

1.1 尊重自然条件

由于建筑土木工程的建设是在特定区域内进行的，施工过程中难免对周边环境产生的影响，破坏周边环境的生态系统稳定性。因此，建筑土木工程建设与施工应当充分尊重自然条件，将工程建设对环境的影响降到最低，实现建筑与环境的相互融合。

1.2 强化可再生能源利用

为实现建筑土木工程的可持续发展，必须降低建筑工程能耗，强化可再生能源的利用。结合现代建筑结构设计趋于高层化、个性化以及多样化的特点，在建筑设计阶段需要考虑对风能、太阳能和雨水资源的强化利用，从而保障建筑土木工程资源的可持续发展[1]。

1.3 优化土地资源利用

由于城镇化进程加快，城市人口数量的持续增长与城市土地资源的持续缩减产生了矛盾，因此需要对建筑土木工程土地资源的使用状态进行优化，强化土地资源的有效利用，在缓解城市土地资源紧缺的同时，为建筑土木工程的后期改造与扩建留存一定的土地资源。

1.4 贯彻绿色建筑土木工程的发展理念

建筑工程的可持续发展不仅需要建筑土木工程本身符合其持续、绿色的发展观念，还需要充分考虑建筑与自然生态环境两者间的关系，将两者有效衔接起来，提升建筑层次的同时也让建筑为自然生态环境提供支持与保护，达到两者相互促进的目的。贯彻实施绿色建筑土木工程发展理念，在工程建设的过程中执行可持续发展战略，并贯穿于整个工程建设的全过程。

2 可持续创新发展与建筑土木工程的结合路径

2.1 准备阶段的结合途径

在建筑土木工程的准备阶段，必须做好调查工作，充分了解人们的诉求，并结合其经济收入和对居住环境的期望作为建筑设计的依据，从而建设出满足不同层次人群需求的建筑。在确定了要建造的建筑物规格及其适用性之后，将工程项目建设所需要的各种建筑材料转移到工厂进行大规模生产。工厂以流水线生产系统来制造建设材料，同时对不同种类的材料进行分类。通过这种方式可以实现区域化生产，有利于整合施工现场附近的资源，同时可以降低建筑材料的运输费用，以更具成本效益地生产出工程项目施工所需的组件。

2.2 设计阶段的结合路径

设计环节是工程项目的重要组成部分之一。在此阶段，建筑企业必须清楚了解建筑类型的差异，并根据建筑工程所在区域的社会人文环境、自然生态环境、城市持续发展建筑规划以及特色文明城市发展战略等对建筑设计类型进行适当调整[2]。这一阶段会涉及许多内容，如市政工程、园林景观工程以及给排水工程等相关工程设计，是建筑土木工程在设计阶段实现可持续创新发展核心要素。

另外，在建筑物的设计阶段，建筑企业同样需要秉承可持续创新发展理念，结合建筑土木工程建设选址的地理条件和城市规划建设方案，对建筑结构和施工规划方案进行科学合理的设计。并且为了进一步保证建筑设计同时兼具合理性和科学性，满足可持续发展建筑的功能性需求，设计人员还需要充分运用建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技术、计算机技术及信息技术构建建筑信息模型，进行建筑土木工程建设的可视化模拟。根据模拟结果数据分析建筑设计中存在的问题，并对其进行针对性优化，提升建筑设计的合理性，确保建筑土木工程的质量。

2.3 施工阶段的结合路径

建筑土木工程的施工阶段一般包括生产、运输以及安装3 个部分，装配式建筑和传统建筑都适用此模式。装配式建筑技术被建筑行业广泛采纳，主要原因是其生产效率较高，只需生产制造出与设计方案相同的零件就能进行安装[3]。在生产阶段，必须根据实际情况检查零件的质量，尤其要对零件的尺寸、型号以及使用材质进行核验，如果零件的质量无法得到有效保障，那么建筑土木工程的质量就会受到影响。

3 可持续创新发展与建筑土木工程运用结合的具体措施

3.1 科学选取建筑工程材料

为了确保建筑土木工程的可持续发展，对于建筑材料的选择需要立足长远，选择绿色环保、对环境污染小的材料，并尽可能地减少传统材料的使用量，选取丰富多样的新型优质、轻质材料[4]。同时，施工人员与施工现场的管理人员应当对传统和新型建筑材料的性能、功能以及质量标准等相关信息具有明确的认知，在对建筑材料提出刚度、硬度及强度等性能要求的同时，也要对其在建设过程中产生的噪声污染、粉尘污染及建筑垃圾等严重环境问题引起重视，并需要在材料使用之前进行测试，了解在使用过程中出现的各项污染标准，并采取针对性措施实施有效化污染控制。此外，要加强对新型节能环保型建筑材料的研发力度，提高对非承载部位新型建筑材料的利用率。对强度要求较高的部位则采用污染更少、耗能更低的施工方法，在提高建筑承载能力和建筑品质的同时，降低对社会环境和生态环境的污染。

3.2 实现施工阶段可持续性发展

在施工开始之前，施工团队需要对施工所占区域的环境进行检查，明确施工现场四周的环境条件是否符合建筑施工标准。同时，还要准确掌握工程建设场地情况、不同施工工序对周边环境的影响以及土地资源总量来合理规划施工流程，确保所有施工环节都能得到规范化的控制，强化建筑企业对建筑土木工程的土地资源可持续利用。

通过科学的施工控制，做好对施工现场周边环境和区域内地质结构的勘察工作，及时避开地质不稳定的地段，对无法规避的不良地质区域，应当采取科学有效的手段对施工区域进行人工改造，如利用地基夯实、土层换填及充填灌浆等方法强化地质的稳定性与承载力，使施工区域内的地质条件能够进行建筑土木工程施工与持续建设，提升施工阶段的安全管理效能，尽可能地减少不必要的资源浪费，以此实现对自然生态环境的保护。

3.3 实现设计阶段可持续性发展

设计图纸是建筑土木工程建设施工的数据支撑，因此在设计阶段融合可持续发展理念是保障工程建设可持续发展的重要前提，设计人员必须根据施工要求和施工现场的具体情况进行图纸绘制。传统工程项目中的施工规划设计过于注重经济效益和建设难度系数，因此在工程建设过程中往往存在一定的工程冲突、工程质量不足以及工程资源利用率不高等问题。而为了实现建筑土木工程的可持续发展，同时满足人们对高品质建筑的追求，需要在设计阶段加强环保、节能与清洁等相关理念的渗透，强化经济效益和环境发展之间的协调平衡，充分体现建筑土木工程建设低污染、低能耗的设计理念。

同时，设计人员需要在工程设计阶段对项目建设与可持续发展之间的预算冲突进行评估，对工程造价预算编制和工程建设资金配置进行优化，并利用项目区域周围的自然景观来平衡环境与项目的关系，确保项目与环境能够充分结合。此外，设计人员还需考虑总体规划设计与建筑设计方案的一致性，增强建筑土木工程施工规划方案的可操作性，使其突显建筑本身独特性的同时符合大众审美，实现经济效益和环境效益的自然衔接。

3.4 实现工程施工可持续性发展

在施工阶段秉承可持续发展的理念，关系到建筑土木工程能否真正实现可持续发展。在以往的建筑土木工程施工中未对可持续发展进行深入探索，导致传统的施工工艺与施工技术标准在实现可持续发展的过程中仍存在诸多不足之处，工程建设施工新工艺与新技术的普及率还有待提高。

施工管理人员需要进一步加强对各类工程施工技术的研究，运用新设备，遵循施工新理念，以高新技术为基础，做好数据收集、整理以及分析工作，确保工程项目施工实现高效、绿色和节能的目标[5]。此外，施工管理人员需要定期组织施工人员开展施工研讨会，对新施工技术与新施工工艺的要点进行讲解，一方面可以提升施工人员的施工技术水平，另一方面还能够强化施工管理人员对施工人员行为及技术标准的控制力度，使工程施工质量处于可控状态。以建筑风险识别为例，建筑结构的健康监测是利用科学技术实现对传统建筑监测方法的创新，一定程度上也会促进对自然生态环境的保护。通过在建筑结构内部安装传感器设备，利用传感器返回的数据信息，结合传感器的高检测精度和检测效率对建筑结构整体的安全性、稳定性进行评估，进而避免传统人工监测数据不精确的问题。这种新型的施工模式不仅运用在建筑工程中，同时在公路、桥梁等建设项目中也得到了进一步的推广。

3.5 实现后期废料再利用可持续性发展

在开展工程管理工作时，需要严格按照国家出台的相关政策以及规范要求，建立健全建筑土木工程施工废料处理体系，针对污水排放、固定垃圾堆放及建筑废料的二次利用等多个方面制定细则，确保所有作业都能按照标准和要求执行，实现对建筑废料的有效管控，并挖掘其潜在价值，从而减少工程建设的材料成本费用，强化建筑企业对工程建设的成本控制。另外，在处理建筑废料时需要根据不同材料的应用特点、材料特性以及可加工性进行分类处理。对可以再次使用或能够通过二次加工方法实现循环利用的建筑废料，应当对其进行统筹管理和归整保存，并建立废料修复系统以持续使用这些材料，使建筑废料能够真正变废为宝，将建设成本降至最低。对功能性损伤严重且无法再利用的材料，则应通过科学合理的建筑废料处理方式，如焚烧、填埋或粉碎等降低废料对环境的影响，满足建筑土木工程可持续发展理念中对材料使用的相关要求。

3.6 强化工程施工资源的合理利用

建筑土木工程的施工资源，不但包括了在施工过程中所利用的材料资源和土地资源，还包含了新型能源。建筑土木工程普遍存在着施工规模大、资源使用多的特征，若无法做到对各环节建设资源的合理使用和控制，则会出现资源浪费的问题，这不仅会增加工程的建造成本，而且会对自然生态环境的可持续发展产生不利影响。

因此，建筑企业和施工团队需要对施工资源予以足够的重视，提高施工资源的有效利用率。而BIM 技术作为建筑土木工程中的新型技术，能够通过可视化模拟来明确工程建设各项工序的资源使用状态，提高施工资源利用率。对此，建筑企业需要合理利用BIM 技术的优缺点（表1），开展工程施工资源配置优化工作。

表1 BIM 技术优缺点

根据表1 可以发现，BIM 技术能够将建筑土木工程施工信息进行汇总并结合计算机软件建立三维数据模型，而且可以对工程施工的全过程进行可视化模拟。管理人员能够在模拟过程中明确工程施工过程中存在的质量及安全风险，继而采取有效措施进行防控，有效降低工程成本，提高工程施工资源利用率[6]。建筑企业可以将节省下来的工程成本用于建筑土木工程的其他项目，有效优化工程施工资源配置、改善资源使用状态、强化物尽其用的物资使用原则，从而促进建筑企业的可持续发展。

此外，建筑企业必须清楚地了解到，合理利用资源并不是一味地节省资源。资源的使用应以满足建设标准和规范条件为基础，在保证工程建设质量的前提下进一步提高资源的利用效率，从而优化资源利用模式，最终实现土木工程建设各环节都能满足预期要求。

4 结语

本文基于可持续创新发展的视角对其与建筑土木工程的结合进行了思考。通过对可持续发展理念与建筑土木工程结合的多个途径进行分析，将这一理念融入到准备阶段、设计阶段和施工阶段，并采取科学选取建筑材料、优化控制施工环节、科学规划设计方案、有效管控建筑废料以及利用BIM 技术优化施工资源配置等一系列措施来提升建筑土木工程对工程建设资源的有效利用。