節(jié)能減排背景下建筑施工項目的信息化管理策略

丁曉萍

建筑施工項目的節(jié)能減排管理與各專業(yè)的溝通協(xié)調(diào)、工程質(zhì)量、施工能耗監(jiān)控等密切相關(guān)，其中施工能耗主要包括現(xiàn)場的用電、用水以及油料消耗等。傳統(tǒng)管理模式缺乏有效的能耗監(jiān)控體系，無法實時掌握當(dāng)天的能耗數(shù)據(jù)。信息化技術(shù)依托于軟件工具和互聯(lián)網(wǎng)，配合其他傳感器和數(shù)字化設(shè)備，能夠采集當(dāng)天的能耗數(shù)據(jù)，錄入系統(tǒng)，形成監(jiān)控大盤。此外，信息化管理技術(shù)的應(yīng)用還能夠提升溝通效率，通過可視化功能提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計缺陷，減少后期返工的能耗。

1 信息化在項目管理中的應(yīng)用優(yōu)勢

1.1 強化不同施工階段的溝通與銜接

建筑工程項目涵蓋土建、消防、電氣、暖通空調(diào)、給排水、樓宇智能化以及裝飾裝修等各類施工內(nèi)容，各專業(yè)之間存在很大差異，同時又相互關(guān)聯(lián)。例如，建筑墻體、樓地面施工中通常要同步預(yù)埋強弱電和熱力管線，而管線的預(yù)制、預(yù)埋作業(yè)會影響土建的施工進(jìn)度[1]。因此，在常規(guī)項目的建設(shè)過程中，各專業(yè)之間、不同工序之間應(yīng)加強溝通，提前解決技術(shù)難題，避免返工。如果因溝通不充分導(dǎo)致質(zhì)量缺陷，后期整改將會產(chǎn)生新能耗，不利于減排。

信息化系統(tǒng)和技術(shù)的融入能夠為各崗位工作人員之間的溝通交流提供便利，加強工序之間的配合與銜接，提前消除設(shè)計和施工隱患，避免材料、機械和人力資源浪費，達(dá)到節(jié)能減排的效果。

1.2 借助信息化技術(shù)科學(xué)設(shè)計項目施工方案

項目施工中的能耗主要包括電能以及油料燃燒釋放的化學(xué)能，碳排放有直接和間接兩種方式。直接碳排放主要來自運輸車輛、吊裝車輛等，間接碳排放來自施工材料的加工制造過程和電力生產(chǎn)過程。因此，節(jié)能減排的關(guān)鍵是實現(xiàn)節(jié)材、節(jié)電、節(jié)水以及節(jié)約化石燃料，而這4個目標(biāo)都與具體的施工方案和施工流程高度相關(guān)。例如，在裝配式建筑施工中，通過深化設(shè)計可優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)和管線，提高結(jié)構(gòu)合理性，并減少鋼構(gòu)件和管材用量，達(dá)到節(jié)材效果。再如，項目施工方案中要明確規(guī)定材料的存儲地點和施工流程等。材料臨時存儲點應(yīng)做通盤考慮，減少現(xiàn)場二次轉(zhuǎn)運的次數(shù)和距離，降低轉(zhuǎn)運能耗，應(yīng)用信息化技術(shù)能夠提高施工平面設(shè)計的科學(xué)性，降低二次搬運的能耗。

項目施工通常有多種方案，但每一種方案的能耗水平均存在差異，施工單位可借助建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術(shù)模擬施工流程，制作三維可視化模型，并在這一基礎(chǔ)上對比不同方案的能耗水平，選出最優(yōu)的施工流程[2]。借助BIM 技術(shù)不僅能模擬施工過程，還能檢查設(shè)計缺陷，提前發(fā)現(xiàn)問題，避免材料浪費。例如，BIM 系列軟件自帶的碰撞檢查功能可提前發(fā)現(xiàn)管道碰撞問題，如圖1 所示。

圖1 BIM 軟件管道碰撞檢查視覺效果圖（來源：網(wǎng)絡(luò)）

1.3 借助信息化技術(shù)精確地統(tǒng)計耗材、耗能

控制耗材和耗能是實現(xiàn)節(jié)能減排的關(guān)鍵性措施，傳統(tǒng)的粗放型管理模式缺乏定量化思維，因此效果較差。在信息化技術(shù)加持下，施工單位可借助軟件工具精確開展工程量統(tǒng)計和能耗統(tǒng)計。第一，在施工前期開展預(yù)算管理，根據(jù)施工圖紙精準(zhǔn)計算工程量以及各類施工材料的消耗量，并由技術(shù)人員編制材料清單，精準(zhǔn)管理材料的使用[3]。對于施工中的各項耗能，可以統(tǒng)計每天的使用情況，并制成趨勢圖和報表。第二，利用信息化管理工具建立動態(tài)的耗材、耗能監(jiān)控平臺，幫助管理人員更好地掌握施工過程中的整體能耗，并結(jié)合階段性的節(jié)能減排目標(biāo)，不斷地優(yōu)化現(xiàn)有的工程管理策略。

2 節(jié)能減排背景下的信息化管理路徑

2.1 項目前期準(zhǔn)備階段

2.1.1 利用信息化技術(shù)合理地布置施工場地

建筑工程項目場地通常較大，一個項目中包括多個分部工程，空間距離增加了材料轉(zhuǎn)運的難度，同時也是導(dǎo)致能耗偏高的重要原因。建筑工程中的主要耗材包括水泥、鋼筋、預(yù)制結(jié)構(gòu)、電氣設(shè)備以及電力電纜等，材料進(jìn)入施工場地后的二次轉(zhuǎn)運是節(jié)能減排的重點控制內(nèi)容，場地平面布置對材料轉(zhuǎn)運工作的開展具有一定影響。

施工單位在進(jìn)行施工平面布置時，應(yīng)積極運用AutoCAD、廣聯(lián)達(dá)三維場地布置等軟件工具，計算材料存儲位置與主體工程之間的距離，兼顧各類分部工程，進(jìn)而縮短材料轉(zhuǎn)運的距離，節(jié)省油料，實現(xiàn)節(jié)能減排[4]。

2.1.2 利用信息化技術(shù)減少材料和機械設(shè)備管理

預(yù)制剪力墻、預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)、電力電纜等屬于成品施工材料，無需進(jìn)行加工和處理，經(jīng)驗收合格后可直接進(jìn)入安裝環(huán)節(jié)。在傳統(tǒng)管理模式下，施工單位難以準(zhǔn)確掌握工期進(jìn)度，因此材料會提前進(jìn)場，存儲在臨時庫房內(nèi)，使用時再去領(lǐng)用，這些是造成材料二次搬運的重要原因。而搬運過程中會用到吊車和運輸車輛，增加了能耗。

在信息化管理模式下，施工單位可以利用軟件工具精準(zhǔn)控制施工進(jìn)度，提前規(guī)劃好材料的入場時間，實現(xiàn)材料和施工進(jìn)度的精準(zhǔn)匹配。在這種情況下，成品材料可直接卸貨到安裝場地附近，無需進(jìn)入更遠(yuǎn)的臨時庫房，信息化工具的進(jìn)度管理功能在這一過程中發(fā)揮著極為重要的作用[5]。另外，租賃機械設(shè)備的情況在工程項目中非常普遍，通常按天支付租賃費；搬運機械設(shè)備還會消耗能量，應(yīng)用信息化技術(shù)有助于精確管理機械設(shè)備，實現(xiàn)節(jié)能減排。

2.2 項目施工階段

2.2.1 利用信息化技術(shù)開展質(zhì)量管理

建筑工程質(zhì)量是施工中需要重點關(guān)注的內(nèi)容，因此在工程管理中應(yīng)盡可能提高施工質(zhì)量的一次性合格率。這主要是因為不合格的施工內(nèi)容必須整改，從而引發(fā)拆除和重建，一方面消耗了原材料和水，另一方面也會占用電能和機械設(shè)備，導(dǎo)致能耗增加。信息化技術(shù)在質(zhì)量管理中的價值體現(xiàn)在兩個方面。一是預(yù)防設(shè)計缺陷，通過建筑信息三維建模等方式檢查設(shè)計中是否存在缺陷，如預(yù)埋管件遺漏、管件與墻體結(jié)構(gòu)沖突等。在這一基礎(chǔ)上推進(jìn)設(shè)計變更，避免因設(shè)計缺陷而導(dǎo)致返工，從而降低能耗。二是借助建筑信息化技術(shù)開展技術(shù)交底，促進(jìn)施工人員提前掌握技術(shù)要點，提高一次性合格率[6]。

例如，可利用BIM 軟件模擬施工過程，并制作相應(yīng)的視頻化施工流程，清晰展示每一個環(huán)節(jié)的技術(shù)要點，完成技術(shù)交底。

2.2.2 利用信息化技術(shù)動態(tài)監(jiān)控現(xiàn)場能耗水平

建筑施工過程中的能耗情況也體現(xiàn)了節(jié)能減排的效果，傳統(tǒng)管理模式較為粗放，難以做到每天更新能耗數(shù)據(jù)，但這一情況在互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)時代不再是難題。建筑施工企業(yè)在用水、用電管理中應(yīng)使用數(shù)字式水表和電表，每天讀取數(shù)據(jù)，錄入軟件系統(tǒng)中，形成數(shù)據(jù)大盤。同時，將自用車輛的油料消耗數(shù)據(jù)、施工中的原材料消耗數(shù)據(jù)等也納入監(jiān)控大數(shù)據(jù)的范疇。管理人員對比實際能耗與目標(biāo)能耗，通過數(shù)據(jù)大盤預(yù)測能耗趨勢，并在過程中不斷調(diào)整和優(yōu)化，將能耗控制在預(yù)定范圍內(nèi)。

信息化技術(shù)具備強大的數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分類和展示能力，為了加大能耗控制力度，施工單位可借助該技術(shù)進(jìn)行多維度的能耗統(tǒng)計與分析。例如，以班組為統(tǒng)計維度，以不同分部工程的同類施工內(nèi)容為統(tǒng)計維度，在對比過程中不斷發(fā)現(xiàn)問題，優(yōu)化節(jié)能減排管理。

2.3 項目竣工驗收階段

正常情況下，進(jìn)入竣工驗收階段后，施工活動已全面停止，項目達(dá)到交付標(biāo)準(zhǔn)，這一階段幾乎不存在施工能耗和碳排放。但是對于建筑施工企業(yè)而言，在竣工驗收階段還應(yīng)全面開展復(fù)盤工作，評估整個項目從準(zhǔn)備階段到施工結(jié)束的節(jié)能減排效果，考核自身的節(jié)能減排技術(shù)措施和管理措施，為今后的改進(jìn)工作提供科學(xué)依據(jù)。這種建立在工程項目上的施工節(jié)能數(shù)據(jù)具備優(yōu)越的參考價值，同時也為后期開展工程項目提供一定的參考價值。

鑒于此，施工企業(yè)需建立完善的節(jié)能減排評價指標(biāo)體系，將前期施工管理過程中所產(chǎn)生的能耗大數(shù)據(jù)全部存儲在系統(tǒng)中，為評價工作提供必要的數(shù)據(jù)支撐。例如，評價施工過程中的原材料和水資源的綜合利用率，評價平面場地布置的合理性，評價二次搬運的次數(shù)和距離，對比階段性的能耗控制目標(biāo)是否形成，對于能耗超過施工控制目標(biāo)的分部分項工程以及施工班組，深入分析原因，制定針對性的策略[7]。

3 提升信息化管理系統(tǒng)應(yīng)用效果的措施

3.1 引入先進(jìn)建筑工程信息化管理系統(tǒng)

建筑施工管理涉及內(nèi)容較多，其中大部分內(nèi)容都與建筑施工節(jié)能減排存在直接或者間接的聯(lián)系。進(jìn)度管理會影響施工材料和機械設(shè)備的進(jìn)場時間，如果實際進(jìn)度落后于計劃進(jìn)度，可能會增加二次轉(zhuǎn)運的工作量，能耗也會有所提升。再如，預(yù)算管理中要統(tǒng)計工程量和耗材，對開展現(xiàn)場精細(xì)化管理具有重要的價值。因此，施工單位在進(jìn)行施工項目節(jié)能減排信息化管理時，應(yīng)選用適宜的軟件工具，并兼顧實用性和先進(jìn)性。例如，在工程預(yù)算管理中可使用國內(nèi)成熟的廣聯(lián)達(dá)軟件；在建筑工程平面圖布置、三維建模管理中可使用Revit、3D Max等軟件；在建筑管線碰撞檢查中可使用Bentley 的OpenBuildlings Designer、OpenPlant Modeler 等軟件；在施工進(jìn)度信息化管理中可使用PingCode、Worktile 等軟件。先進(jìn)的軟件工具往往具備良好的場景適應(yīng)性，以PingCode 軟件為例，在軟件工具中可設(shè)置項目階段性目標(biāo)、項目任務(wù)以及需求分析，實現(xiàn)多版本迭代以及舊版本回顧等，這種信息化功能可顯著減少書面文件打印，節(jié)約辦公用品[8]。

3.2 提升技術(shù)人員的信息化應(yīng)用能力

無論是工程預(yù)算類軟件、BIM 軟件，或者其他類型的建筑工程管理軟件，都對使用者提出了一定的技術(shù)要求，這些軟件工具的迭代速度較快，新版本的軟件在局部功能上會出現(xiàn)一定的變化。

為了更好地利用信息化技術(shù)開展建筑施工節(jié)能減排管理工作，施工單位應(yīng)對技術(shù)人員、預(yù)算管理人員以及項目經(jīng)理等關(guān)鍵崗位開展信息化培訓(xùn)。例如，BIM系列軟件在現(xiàn)代化工程項目管理中具有較高的應(yīng)用價值，其功能繁多，操作難度較大，如果不能熟練掌握，技術(shù)人員將無法通過軟件工具完成施工能耗控制。為了提高技術(shù)人員的軟件應(yīng)用能力，一方面開展常態(tài)化學(xué)習(xí)，不斷提高理論水平；另一方面應(yīng)在工程項目管理中廣泛運用施工管理軟件以及其他信息化技術(shù)，并將信息化技術(shù)與具體的工程項目相結(jié)合，在實踐中提高技術(shù)人員的信息化應(yīng)用能力。另外，施工單位還應(yīng)建立綠色施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以信息化的方式推進(jìn)綠色節(jié)能施工技術(shù)落地。

3.3 完善管理監(jiān)督制度

建筑施工節(jié)能減排與材料管理、技術(shù)管理、現(xiàn)場施工管理以及車輛管理等各個方面都有直接聯(lián)系。為了加強節(jié)能減排的效果，施工單位要建立完善的監(jiān)督管理體系，督促各類人員、各個專業(yè)嚴(yán)格落實節(jié)能減排的技術(shù)措施。信息化技術(shù)在項目監(jiān)督管理中應(yīng)用廣泛。

例如，布置在施工現(xiàn)場的視頻監(jiān)控設(shè)備有助于及時發(fā)現(xiàn)各類違規(guī)操作，記錄違規(guī)信息，為后續(xù)的追責(zé)提供依據(jù)。再如，能耗監(jiān)測系統(tǒng)可記錄每天的用水、用電情況，及時發(fā)現(xiàn)違規(guī)用電、私拉亂接、隨意浪費水資源等現(xiàn)象。數(shù)字化計量設(shè)備以及數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺在這一過程中發(fā)揮出極為重要的作用，因此施工單位在構(gòu)建節(jié)能減排監(jiān)控制度和管理體系時，應(yīng)積極運用信息化技術(shù)，以軟件工具為基礎(chǔ)，形成完善的記錄。

4 結(jié)語

利用信息化技術(shù)開展施工項目節(jié)能減排管理，關(guān)鍵在于明確項目準(zhǔn)備階段、施工階段以及竣工驗收階段中影響能耗管理的各項因素。具體而言，在項目準(zhǔn)備階段可利用信息化技術(shù)強化各部分施工之間的溝通，提前規(guī)避設(shè)計缺陷，避免返工和整改。

在項目施工階段建立能耗監(jiān)控線上平臺，每天匯總用水、用電以及油料消耗情況，督促施工班組認(rèn)真落實節(jié)能減排制度。在項目竣工驗收階段開展項目復(fù)盤，評估節(jié)能減排的效果，制定優(yōu)化對策。