基于“双碳”背景的建筑工程绿色建造平台应用研究

2022-11-15甘肃建投河西建设管理有限公司王辉马宇龙甘肃建投科技研发有限公司周磊

中国建设信息化 2022年21期

文｜甘肃建投河西建设管理有限公司王辉马宇龙；甘肃建投科技研发有限公司周磊

近年来，我国建筑行业发展迅猛，已经成为我国社会重要的支柱产业，推动了我国社会经济的快速发展。建筑业相比其他重要行业发展模式较为“粗犷”，在建筑工程的生产、施工、运维等环节对社会环境产生了巨大影响，不但大量的自然资源被消耗，而且产生了大量的建筑废弃物，建筑垃圾的处理也对自然环境造成了一定程度的污染。建筑全过程碳排放占全国能源碳排放总量的一半以上，以2018年为例，全国建筑全过程碳排放总量为49.3 亿tCO2，占全国能源碳排放总量的51.2%[1]，因此，建筑业急需向绿色化、低碳化转型。当前，我国在新一轮的国际形势下正式提出“双碳”宏伟目标，建筑业对于“双碳”目标的实现具有较大开发潜力，研究探讨绿色建造模式意义重大。鉴于此，本文对绿色建造平台应用方式及应用效果进行分析研究，减少建筑行业碳排放，以达到保护环境、节约资源的目的。

1.绿色建造概述

1.1 绿色建造概念

绿色建造是指在工程建设的全生命周期内，贯彻以人为本的发展理念，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，最大限度的减少资源消耗和保护环境，实现“四节一环保”[1-3]。

绿色建造涵盖了建筑工程全生命周期，包括绿色策划、绿色设计、绿色生产、绿色施工、绿色运维，但绿色建造也应根据地域不同、发展阶段不同、重点攻坚对象不同会有一定的差异。因此，如何真正做到绿色建造在各个阶段协同发展，努力实现绿色建筑、绿色生态城区、绿色城市的发展愿景，需要进一步探索研究。

1.2 绿色建造与碳达峰、碳中和的联系

碳达峰是指在经济体发展过程中，二氧化碳排放量达到峰值后不再增长，逐步回落。碳中和是指经济体通过植树造林、清洁能源使用和节能等措施实现CO2减排量，与其自身产生的CO2排放量正好相抵的状态[1]。

基于此，建筑行业应从工程项目全生命周期出发，从以往的碳排大户转变为减排大户，走绿色化、信息化、智能化的道路。绿色建造是实现“双碳”目标的基础条件，同时也是建筑业向环境友好型产业发展的必经之路，在新形势下，要把低碳发展作为重要内容，立足于工程项目全生命期，在工程项目的策划设计、建材生产、工程建造、工程运营等全方面、多维度地将高效低碳的绿色建造模式落到实处，努力实现建筑业相关上下游企业绿色建造模式转型升级，为我国“双碳”目标的实现添砖加瓦。

2.绿色建造技术平台

2.1 噪声监测平台

由于建筑工程大部分都处在城市、乡镇等人口密度较大的地区，并且在施工过程中机械设备会产生大量噪声，严重影响周边居民的正常生活起居，为了有效控制施工现场噪声污染，在主通道和工地大门处分别设置噪声监测仪器实时监控记录，噪声监测系统主要依托传感技术、无线通信技术和物联网技术，将相关实时采集的数据信息传输至数据中心服务器，并且能够及时把相关监测数据展现至LED 屏幕上，并自动形成每日《施工现场声测量记录》、噪声曲线图和月度日平均噪声值分析图等，以便分析查看，制定噪声控制措施和方案，当施工现场噪声值超过警戒值时，自动发出警报以提醒现场管理人员噪声值超标，需采取必要措施进行降噪。

2.2 扬尘监测及自动喷淋

通过在工地门口和临时道路上设置扬尘监测及自动喷淋系统，扬尘监测系统会自动对工地现场的风向、风速、气压、温湿度和扬尘含量进行实时监测，数据直接通过屏幕显示并上传至物联网平台，形成当天扬尘含量时间曲线图，当扬尘中的PM2.5 或PM10 的浓度达到警戒值后会自动报警提示，喷淋系统和高压雾炮机会自动开启，对现场各区域进行有效降尘，当扬尘被有效控制后，喷淋系统会自动关闭。通过在喷淋设备的水管端口加装智能水表，即可记录喷淋的时间、部位和喷淋的耗水量，喷淋所产生的水还可以通过下水道进入沉淀池中循环利用，实现对水资源的节约和再次利用，符合绿色施工中“节水”要求。

2.3 污水排放监测平台

施工工地产生的污水需要进行处理后才可排入市政污水管网，对污水处理的要求较为严格，因此，施工现场采用污水排放监测平台能够实现对污水的自动取样、流量在线监测和主要污染因子在线监测，并将监测数据整合形成监测结果报告单和相关文件。系统由传感器单元、数据采集传输单元、触摸屏显示单元、物联网云平台等重要部件组成，通过在施工现场沉淀池中安装污水检测系统，可对水质的COD、氨氮、PH、溶解氧、浊度、温度等进行实施在线预警，并通过物联网将监测数据上传至平台。通过工程污水排放监测系统，能有效防止除雨水外其他未经处理的水源排至市政管网，实现对工程项目当地水资源的有效保护。

2.4 水电智能管理平台

水电智能管理平台通过在施工现场各个不同区域安装智能水电表，如施工区、生活区和办公区，对水、电能源的消耗实行分项计量管理。水电智能管理平台由能耗管理区、数据采集区、智能水电表组成，系统可将工程项目水、电消耗量通过智能水、电表实时上传至管理平台，可直观的反映不同区域的水电使用量，并形成月度、年度水电用量统计表，并与计划值进行对比，有助于现场管理者对工程项目的水、电用量进行合理管控，实现工程项目能耗定额管理。

2.5 智能地磅管理平台

利用可移动的智能地磅，对产生的固体废弃物种类、总量、回收利用量、出厂量、固废产生部位、产生时间等进行统计，通过智能地磅移动终端将数据输入，同时上传至物联网平台，经数据统计分析后，形成固体废弃物回收利用报表。

3.工程项目应用

3.1 工程概况

甘肃省武威市三盘磨棚户区改造项目主要包括5#、6#住宅楼和1#商铺及周边地下车库，主楼地下2 层，地上23 层，剪力墙结构，1#商铺二层框架结构，建筑总面积约60000m2。

3.2 绿色建造技术应用情况

本项目应用BIM+绿色建造技术平台，通过改变传统施工方法，将可视化、数据化的共享平台应用在现场施工，全方位节约能源、资源，并减少对环境的负面影响，实现“四节一环保”。绿色建造平台在本项目的成功应用，大幅度降低了返工率，提升工程施工质量，减少了人工、材料成本，使施工进程变得更加绿色化、信息化。

3.2.1 施工噪声监测

本项目中，由于同期进场的施工机械设备较多，需要严格控制机械噪声对周围环境的不利影响，因此，在施工现场主通道和工地大门口处布设噪声监测点，通过噪声监测仪器实时监测施工现场噪音值，并将噪声值及时上传至物联网平台，见图1。

图1 噪声监测仪

3.2.2 智能水电管理

本项目中，在施工现场、生活区、办公区分别安装了智能水电表，PC 端和移动端能实时监测每个区域的当日水电使用量和总水电用量，监测结果实时上传，便于项目管理。

3.2.3 扬尘监测及自动喷淋

本项目中，为了有效监控建筑工地扬尘污染和噪声，接受市民的监督和投诉，共建绿色环保建筑工地，在施工现场设置扬尘监测点，实时显示扬尘数值，并上传监控平台。当扬尘监测数值超过警戒值后，自行启动现场的喷淋系统，洒水降尘。

3.2.4 BIM 技术应用

（1）节水和水资源利用。按绿色施工要求制定用水指标，利用BIM 技术进行管线设计。采用节水器具和防漏措施，喷洒浇灌不使用自来水，循环利用水资源。

（2）节能和能源利用。通过BIM 技术对施工现场机械进行实时监控，并将监测数据上传至数据平台，数据分析结果可以帮助项目管理人员制定合理的现场机械数量和能耗指标，有利于工程项目实现绿色施工。

（3）节地和土地资源。本项目应用BIM 软件进行土方、主体、装修三阶段的场地布置，通过BIM 技术的实施，能够严格控制工程项目在场地红线内活动，不占用绿地、耕地。

4.绿色建造与双碳目标实现对策及建议

目前，绿色建造平台在我国工程项目中已经得到广泛应用，但是绿色建造模式的推广和进深仍然受到较大阻力，一方面广大人民群众对于环保的认识不足，公众环保水平有待进一步提升；另一方面大多数承包商对于绿色建造的理解较为单一，只是为了满足政府和大众对于文明施工和环境保护的要求，在应用绿色建造技术时显得比较被动和消极。建筑业碳达峰、碳中和任务艰巨，绿色建造技术和平台的研发和应用对于实现“双碳”目标具有一定的现实意义，通过制定相关利好策略，从多角度、多方位综合考虑、系统推进，建议对策如下：

（1）提高绿色建造意识。由于社会各方对绿色建造的认识仍然不足，因此，在国民基础教育中，进一步提高社会大众的绿色环保意识；对企业职工继续教育中，应使企业上下层级都能正确理解绿色建造，努力发挥绿色建造的先进性和优越性；对建筑工人的教育培训中，应努力提高建筑工人职工素质，积极学习和践行各项绿色建造技术及管理办法。

（2）强化政策引导。政府部门应借鉴发达国家在绿色建造方面的先进经验，加紧制定促进绿色建造技术、平台落地实施的相关规章制度，约束建筑企业和有关部门遵守执行绿色建造的相关规定，并制定有效的财政税收激励制度，增强企业自主实施绿色建造的主动性、积极性。

（3）建立示范性绿色建造及低碳、减碳项目。为进一步推动绿色建造技术及平台的工程应用及实施，应加大工程项目 “示范引领、示范先行”的力度，可通过在绿色建造和碳排控制方面有一定技术积累和改进创新的企业组织座谈会，分享交流经验，共同学习进步；政府主管部门或相关学会团体应积极组织建筑企业对全国范围内的绿色工程示范项目进行现场观摩，交流学习先进做法和经验，双管齐下，加速推进绿色建造技术及平台的落地实施。