基于“雙碳”背景的建筑工程綠色建造平臺應(yīng)用研究

文｜甘肅建投河西建設(shè)管理有限公司 王輝 馬宇龍；甘肅建投科技研發(fā)有限公司 周磊

近年來，我國建筑行業(yè)發(fā)展迅猛，已經(jīng)成為我國社會重要的支柱產(chǎn)業(yè)，推動了我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展。建筑業(yè)相比其他重要行業(yè)發(fā)展模式較為“粗獷”，在建筑工程的生產(chǎn)、施工、運維等環(huán)節(jié)對社會環(huán)境產(chǎn)生了巨大影響，不但大量的自然資源被消耗，而且產(chǎn)生了大量的建筑廢棄物，建筑垃圾的處理也對自然環(huán)境造成了一定程度的污染。建筑全過程碳排放占全國能源碳排放總量的一半以上，以2018年為例，全國建筑全過程碳排放總量為49.3 億tCO2，占全國能源碳排放總量的51.2%[1]，因此，建筑業(yè)急需向綠色化、低碳化轉(zhuǎn)型。當前，我國在新一輪的國際形勢下正式提出“雙碳”宏偉目標，建筑業(yè)對于“雙碳”目標的實現(xiàn)具有較大開發(fā)潛力，研究探討綠色建造模式意義重大。鑒于此，本文對綠色建造平臺應(yīng)用方式及應(yīng)用效果進行分析研究，減少建筑行業(yè)碳排放，以達到保護環(huán)境、節(jié)約資源的目的。

1.綠色建造概述

1.1 綠色建造概念

綠色建造是指在工程建設(shè)的全生命周期內(nèi)，貫徹以人為本的發(fā)展理念，在保證質(zhì)量、安全等基本要求的前提下，通過科學(xué)管理和技術(shù)進步，最大限度的減少資源消耗和保護環(huán)境，實現(xiàn)“四節(jié)一環(huán)?！盵1-3]。

綠色建造涵蓋了建筑工程全生命周期，包括綠色策劃、綠色設(shè)計、綠色生產(chǎn)、綠色施工、綠色運維，但綠色建造也應(yīng)根據(jù)地域不同、發(fā)展階段不同、重點攻堅對象不同會有一定的差異。因此，如何真正做到綠色建造在各個階段協(xié)同發(fā)展，努力實現(xiàn)綠色建筑、綠色生態(tài)城區(qū)、綠色城市的發(fā)展愿景，需要進一步探索研究。

1.2 綠色建造與碳達峰、碳中和的聯(lián)系

碳達峰是指在經(jīng)濟體發(fā)展過程中，二氧化碳排放量達到峰值后不再增長，逐步回落。碳中和是指經(jīng)濟體通過植樹造林、清潔能源使用和節(jié)能等措施實現(xiàn)CO2減排量，與其自身產(chǎn)生的CO2排放量正好相抵的狀態(tài)[1]。

基于此，建筑行業(yè)應(yīng)從工程項目全生命周期出發(fā)，從以往的碳排大戶轉(zhuǎn)變?yōu)闇p排大戶，走綠色化、信息化、智能化的道路。綠色建造是實現(xiàn)“雙碳”目標的基礎(chǔ)條件，同時也是建筑業(yè)向環(huán)境友好型產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路，在新形勢下，要把低碳發(fā)展作為重要內(nèi)容，立足于工程項目全生命期，在工程項目的策劃設(shè)計、建材生產(chǎn)、工程建造、工程運營等全方面、多維度地將高效低碳的綠色建造模式落到實處，努力實現(xiàn)建筑業(yè)相關(guān)上下游企業(yè)綠色建造模式轉(zhuǎn)型升級，為我國“雙碳”目標的實現(xiàn)添磚加瓦。

2.綠色建造技術(shù)平臺

2.1 噪聲監(jiān)測平臺

由于建筑工程大部分都處在城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)等人口密度較大的地區(qū)，并且在施工過程中機械設(shè)備會產(chǎn)生大量噪聲，嚴重影響周邊居民的正常生活起居，為了有效控制施工現(xiàn)場噪聲污染，在主通道和工地大門處分別設(shè)置噪聲監(jiān)測儀器實時監(jiān)控記錄，噪聲監(jiān)測系統(tǒng)主要依托傳感技術(shù)、無線通信技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將相關(guān)實時采集的數(shù)據(jù)信息傳輸至數(shù)據(jù)中心服務(wù)器，并且能夠及時把相關(guān)監(jiān)測數(shù)據(jù)展現(xiàn)至LED 屏幕上，并自動形成每日《施工現(xiàn)場聲測量記錄》、噪聲曲線圖和月度日平均噪聲值分析圖等，以便分析查看，制定噪聲控制措施和方案，當施工現(xiàn)場噪聲值超過警戒值時，自動發(fā)出警報以提醒現(xiàn)場管理人員噪聲值超標，需采取必要措施進行降噪。

2.2 揚塵監(jiān)測及自動噴淋

通過在工地門口和臨時道路上設(shè)置揚塵監(jiān)測及自動噴淋系統(tǒng)，揚塵監(jiān)測系統(tǒng)會自動對工地現(xiàn)場的風向、風速、氣壓、溫濕度和揚塵含量進行實時監(jiān)測，數(shù)據(jù)直接通過屏幕顯示并上傳至物聯(lián)網(wǎng)平臺，形成當天揚塵含量時間曲線圖，當揚塵中的PM2.5 或PM10 的濃度達到警戒值后會自動報警提示，噴淋系統(tǒng)和高壓霧炮機會自動開啟，對現(xiàn)場各區(qū)域進行有效降塵，當揚塵被有效控制后，噴淋系統(tǒng)會自動關(guān)閉。通過在噴淋設(shè)備的水管端口加裝智能水表，即可記錄噴淋的時間、部位和噴淋的耗水量，噴淋所產(chǎn)生的水還可以通過下水道進入沉淀池中循環(huán)利用，實現(xiàn)對水資源的節(jié)約和再次利用，符合綠色施工中“節(jié)水”要求。

2.3 污水排放監(jiān)測平臺

施工工地產(chǎn)生的污水需要進行處理后才可排入市政污水管網(wǎng)，對污水處理的要求較為嚴格，因此，施工現(xiàn)場采用污水排放監(jiān)測平臺能夠?qū)崿F(xiàn)對污水的自動取樣、流量在線監(jiān)測和主要污染因子在線監(jiān)測，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)整合形成監(jiān)測結(jié)果報告單和相關(guān)文件。系統(tǒng)由傳感器單元、數(shù)據(jù)采集傳輸單元、觸摸屏顯示單元、物聯(lián)網(wǎng)云平臺等重要部件組成，通過在施工現(xiàn)場沉淀池中安裝污水檢測系統(tǒng)，可對水質(zhì)的COD、氨氮、PH、溶解氧、濁度、溫度等進行實施在線預(yù)警，并通過物聯(lián)網(wǎng)將監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳至平臺。通過工程污水排放監(jiān)測系統(tǒng)，能有效防止除雨水外其他未經(jīng)處理的水源排至市政管網(wǎng)，實現(xiàn)對工程項目當?shù)厮Y源的有效保護。

2.4 水電智能管理平臺

水電智能管理平臺通過在施工現(xiàn)場各個不同區(qū)域安裝智能水電表，如施工區(qū)、生活區(qū)和辦公區(qū)，對水、電能源的消耗實行分項計量管理。水電智能管理平臺由能耗管理區(qū)、數(shù)據(jù)采集區(qū)、智能水電表組成，系統(tǒng)可將工程項目水、電消耗量通過智能水、電表實時上傳至管理平臺，可直觀的反映不同區(qū)域的水電使用量，并形成月度、年度水電用量統(tǒng)計表，并與計劃值進行對比，有助于現(xiàn)場管理者對工程項目的水、電用量進行合理管控，實現(xiàn)工程項目能耗定額管理。

2.5 智能地磅管理平臺

利用可移動的智能地磅，對產(chǎn)生的固體廢棄物種類、總量、回收利用量、出廠量、固廢產(chǎn)生部位、產(chǎn)生時間等進行統(tǒng)計，通過智能地磅移動終端將數(shù)據(jù)輸入，同時上傳至物聯(lián)網(wǎng)平臺，經(jīng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析后，形成固體廢棄物回收利用報表。

3.工程項目應(yīng)用

3.1 工程概況

甘肅省武威市三盤磨棚戶區(qū)改造項目主要包括5#、6#住宅樓和1#商鋪及周邊地下車庫，主樓地下2 層，地上23 層，剪力墻結(jié)構(gòu)，1#商鋪二層框架結(jié)構(gòu)，建筑總面積約60000m2。

3.2 綠色建造技術(shù)應(yīng)用情況

本項目應(yīng)用BIM+綠色建造技術(shù)平臺，通過改變傳統(tǒng)施工方法，將可視化、數(shù)據(jù)化的共享平臺應(yīng)用在現(xiàn)場施工，全方位節(jié)約能源、資源，并減少對環(huán)境的負面影響，實現(xiàn)“四節(jié)一環(huán)?！?。綠色建造平臺在本項目的成功應(yīng)用，大幅度降低了返工率，提升工程施工質(zhì)量，減少了人工、材料成本，使施工進程變得更加綠色化、信息化。

3.2.1 施工噪聲監(jiān)測

本項目中，由于同期進場的施工機械設(shè)備較多，需要嚴格控制機械噪聲對周圍環(huán)境的不利影響，因此，在施工現(xiàn)場主通道和工地大門口處布設(shè)噪聲監(jiān)測點，通過噪聲監(jiān)測儀器實時監(jiān)測施工現(xiàn)場噪音值，并將噪聲值及時上傳至物聯(lián)網(wǎng)平臺，見圖1。

圖1 噪聲監(jiān)測儀

3.2.2 智能水電管理

本項目中，在施工現(xiàn)場、生活區(qū)、辦公區(qū)分別安裝了智能水電表，PC 端和移動端能實時監(jiān)測每個區(qū)域的當日水電使用量和總水電用量，監(jiān)測結(jié)果實時上傳，便于項目管理。

3.2.3 揚塵監(jiān)測及自動噴淋

本項目中，為了有效監(jiān)控建筑工地揚塵污染和噪聲，接受市民的監(jiān)督和投訴，共建綠色環(huán)保建筑工地，在施工現(xiàn)場設(shè)置揚塵監(jiān)測點，實時顯示揚塵數(shù)值，并上傳監(jiān)控平臺。當揚塵監(jiān)測數(shù)值超過警戒值后，自行啟動現(xiàn)場的噴淋系統(tǒng)，灑水降塵。

3.2.4 BIM 技術(shù)應(yīng)用

（1）節(jié)水和水資源利用。按綠色施工要求制定用水指標，利用BIM 技術(shù)進行管線設(shè)計。采用節(jié)水器具和防漏措施，噴灑澆灌不使用自來水，循環(huán)利用水資源。

（2）節(jié)能和能源利用。通過BIM 技術(shù)對施工現(xiàn)場機械進行實時監(jiān)控，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)平臺，數(shù)據(jù)分析結(jié)果可以幫助項目管理人員制定合理的現(xiàn)場機械數(shù)量和能耗指標，有利于工程項目實現(xiàn)綠色施工。

（3）節(jié)地和土地資源。本項目應(yīng)用BIM 軟件進行土方、主體、裝修三階段的場地布置，通過BIM 技術(shù)的實施，能夠嚴格控制工程項目在場地紅線內(nèi)活動，不占用綠地、耕地。

4.綠色建造與雙碳目標實現(xiàn)對策及建議

目前，綠色建造平臺在我國工程項目中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，但是綠色建造模式的推廣和進深仍然受到較大阻力，一方面廣大人民群眾對于環(huán)保的認識不足，公眾環(huán)保水平有待進一步提升；另一方面大多數(shù)承包商對于綠色建造的理解較為單一，只是為了滿足政府和大眾對于文明施工和環(huán)境保護的要求，在應(yīng)用綠色建造技術(shù)時顯得比較被動和消極。建筑業(yè)碳達峰、碳中和任務(wù)艱巨，綠色建造技術(shù)和平臺的研發(fā)和應(yīng)用對于實現(xiàn)“雙碳”目標具有一定的現(xiàn)實意義，通過制定相關(guān)利好策略，從多角度、多方位綜合考慮、系統(tǒng)推進，建議對策如下：

（1）提高綠色建造意識。由于社會各方對綠色建造的認識仍然不足，因此，在國民基礎(chǔ)教育中，進一步提高社會大眾的綠色環(huán)保意識；對企業(yè)職工繼續(xù)教育中，應(yīng)使企業(yè)上下層級都能正確理解綠色建造，努力發(fā)揮綠色建造的先進性和優(yōu)越性；對建筑工人的教育培訓(xùn)中，應(yīng)努力提高建筑工人職工素質(zhì)，積極學(xué)習和踐行各項綠色建造技術(shù)及管理辦法。

（2）強化政策引導(dǎo)。政府部門應(yīng)借鑒發(fā)達國家在綠色建造方面的先進經(jīng)驗，加緊制定促進綠色建造技術(shù)、平臺落地實施的相關(guān)規(guī)章制度，約束建筑企業(yè)和有關(guān)部門遵守執(zhí)行綠色建造的相關(guān)規(guī)定，并制定有效的財政稅收激勵制度，增強企業(yè)自主實施綠色建造的主動性、積極性。

（3）建立示范性綠色建造及低碳、減碳項目。為進一步推動綠色建造技術(shù)及平臺的工程應(yīng)用及實施，應(yīng)加大工程項目 “示范引領(lǐng)、示范先行”的力度，可通過在綠色建造和碳排控制方面有一定技術(shù)積累和改進創(chuàng)新的企業(yè)組織座談會，分享交流經(jīng)驗，共同學(xué)習進步；政府主管部門或相關(guān)學(xué)會團體應(yīng)積極組織建筑企業(yè)對全國范圍內(nèi)的綠色工程示范項目進行現(xiàn)場觀摩，交流學(xué)習先進做法和經(jīng)驗，雙管齊下，加速推進綠色建造技術(shù)及平臺的落地實施。

5.結(jié)束語

隨著建筑工程領(lǐng)域綠色建造平臺及技術(shù)的推廣應(yīng)用，建筑行業(yè)對“碳達峰”及“碳中和”目標的實現(xiàn)潛力逐漸被釋放出來，通過提高社會大眾環(huán)保意識及宣貫綠色建造理念，強化相關(guān)政策的落地實施，建立綠色建造及低碳、減碳示范項目，三管齊下共同推進綠色建造平臺及技術(shù)的應(yīng)用和研究，具有十分重要的現(xiàn)實意義。