數(shù)字化賦能城鄉(xiāng)建設(shè)綠色低碳發(fā)展的思考

于靜 蔡文婷

(1.住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部信息中心；2.中國建科集團中國城市建設(shè)研究院有限公司)

0.引言

黨的十八大以來，黨中央、國務院從推進國家治理體系和治理能力現(xiàn)代化全局出發(fā)，準確把握全球數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化發(fā)展趨勢和特點，圍繞實施網(wǎng)絡強國戰(zhàn)略、大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略等作出了一系列重大部署，深入推進網(wǎng)絡強國、數(shù)字中國、智慧社會。黨的二十大報告強調(diào)，要加快建設(shè)網(wǎng)絡強國、數(shù)字中國，打造宜居、韌性、智慧城市。中共中央、國務院印發(fā)的《數(shù)字中國建設(shè)整體布局規(guī)劃》提出“到2025 年，數(shù)字生態(tài)文明建設(shè)取得積極進展”[1]，關(guān)于住建系統(tǒng)的11 項數(shù)字化工作中其中一項是：“深入推動數(shù)字技術(shù)賦能傳統(tǒng)行業(yè)綠色化轉(zhuǎn)型；打造一批低碳智慧建筑和低碳智慧城市”。國務院頒布《關(guān)于加強數(shù)字政府建設(shè)的指導意見》[2]，明確了各領(lǐng)域的數(shù)字化方向，也推動了各領(lǐng)域的數(shù)字化發(fā)展?！皵?shù)字住建”作為數(shù)字中國的重要組成部分，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部認真貫徹落實黨中央國務院決策部署和習近平總書記重要指示，對住房城鄉(xiāng)建設(shè)系統(tǒng)信息化工作高度重視，在2023 年全國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)工作會議上，深化“數(shù)字住建”建設(shè)，推進住建行業(yè)各領(lǐng)域數(shù)字化應用和發(fā)展被列為年度重點工作。在新發(fā)展理念下，如何推動數(shù)字化與城鄉(xiāng)建設(shè)綠色低碳深度融合，發(fā)揮數(shù)字技術(shù)的優(yōu)勢賦能城鄉(xiāng)建設(shè)綠色低碳應用場景，既是城鄉(xiāng)建設(shè)數(shù)字化發(fā)展的戰(zhàn)略方向，也是加快推進城鄉(xiāng)高質(zhì)量發(fā)展、實現(xiàn)城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域“雙碳”目標的有效舉措。

習近平總書記高度重視生態(tài)文明建設(shè)和綠色發(fā)展，推動形成綠色發(fā)展方式和生活方式是貫徹新發(fā)展理念，建設(shè)人與自然和諧共生現(xiàn)代化的必然要求[3]。2023 年7 月，習近平總書記在全國生態(tài)環(huán)境保護大會上強調(diào)“我國經(jīng)濟社會發(fā)展已進入加快綠色化、低碳化的高質(zhì)量發(fā)展階段，生態(tài)文明建設(shè)仍處于壓力疊加、負重前行的關(guān)鍵期”。城鄉(xiāng)建設(shè)的主體包括城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村，是人居環(huán)境的重要形態(tài)，是城鄉(xiāng)生產(chǎn)和生活活動的空間載體，更是全面推動綠色發(fā)展的主要載體。為落實“雙碳”目標，城鄉(xiāng)建設(shè)作為碳排放的主要領(lǐng)域之一，2021 年中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發(fā)《關(guān)于推動城鄉(xiāng)建設(shè)綠色發(fā)展的意見》，2022 年住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、國家發(fā)展和改革委員會聯(lián)合發(fā)布了《城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域碳達峰實施方案》，致力綠色低碳城市的建設(shè)，是順應低碳經(jīng)濟發(fā)展趨勢，也是積極應對全球氣候變化、加快生態(tài)文明建設(shè)的必要舉措。運用大數(shù)據(jù)、云計算、區(qū)塊鏈、人工智能等前沿技術(shù)推動城市管理手段、管理模式、管理理念創(chuàng)新，從數(shù)字化到智能化再到智慧化，助力城鄉(xiāng)建設(shè)綠色低碳發(fā)展。

1.城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域綠色低碳發(fā)展現(xiàn)狀分析

1.1 目標要求

2020 年9 月，中國在聯(lián)合國大會上承諾“碳中和”計劃目標，力爭于2030 年前達到峰值，努力爭取2060 年前實現(xiàn)碳中和，并在黨的二十大報告明確積極穩(wěn)妥推進碳達峰、碳中和?！半p碳”目標成為我國能源、工業(yè)制造、科技等各行業(yè)面臨的重要課題。國務院印發(fā)的《2030 年前碳達峰行動方案》提出，將碳達峰貫穿于經(jīng)濟社會發(fā)展全過程和各方面，重點實施“碳達峰十大行動”，其中“城鄉(xiāng)建設(shè)碳達峰行動”位列第四。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部高度重視，出臺《城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域碳達峰實施方案》，明確了城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域到2030 和2060 年兩大時間節(jié)點的具體目標：“2030 年前，城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域碳排放達到峰值……城鄉(xiāng)建設(shè)方式綠色低碳轉(zhuǎn)型取得積極進展，建筑品質(zhì)和工程質(zhì)量進一步提高，人居環(huán)境質(zhì)量大幅改善。力爭到2060 年前，城鄉(xiāng)建設(shè)方式全面實現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型，系統(tǒng)性變革全面實現(xiàn)，美好人居環(huán)境全面建成，城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域碳排放治理現(xiàn)代化全面實現(xiàn)，人民生活更加幸?！盵4]。

1.2 基本現(xiàn)狀

與美國、歐洲等國家相比，中國實現(xiàn)“雙碳”目標面臨時間短、人均排放少、增長潛力大、減排難度大等基本現(xiàn)實。黨的十八大以來，我國城鄉(xiāng)建設(shè)取得了顯著成就，人居環(huán)境持續(xù)改善，但仍存在整體性缺乏、系統(tǒng)性不足、宜居性不高等突出問題，大量建設(shè)、大量消耗、大量排放等建設(shè)方式未根本扭轉(zhuǎn)。因此，亟需加快推進城鄉(xiāng)建設(shè)和管理模式綠色低碳轉(zhuǎn)型、大力發(fā)展綠色節(jié)能低碳建筑、加快優(yōu)化建筑用能結(jié)構(gòu)以及加強城鄉(xiāng)建設(shè)綠色低碳發(fā)展重大科技攻關(guān)和推廣應用等。

1.3 問題挑戰(zhàn)

城鄉(xiāng)建設(shè)綠色低碳發(fā)展主要面臨以下問題挑戰(zhàn)：一是城鄉(xiāng)建設(shè)綠色低碳發(fā)展的減排固碳能力不足。如建筑施工方面，不同地區(qū)間裝配式建筑發(fā)展不平衡、關(guān)鍵環(huán)節(jié)質(zhì)量控制不到位、施工損耗率高；建筑運行方面，嚴寒寒冷地區(qū)既有非節(jié)能居住建筑規(guī)模超過7 億m2；市政設(shè)施運行方面，供水、供暖等管網(wǎng)漏損率高、燃氣管網(wǎng)泄露等安全問題、城鄉(xiāng)綠化固碳亟待加強。二是城鄉(xiāng)建設(shè)綠色低碳發(fā)展要滿足人民日益增長的美好生活。如何既實現(xiàn)城鄉(xiāng)建設(shè)更高質(zhì)量、人居環(huán)境更加優(yōu)良、人民生活更有品質(zhì)，又讓溫室氣體更少排放，是極具技術(shù)含量的。三是城鄉(xiāng)建設(shè)綠色低碳發(fā)展的科技水平有待提升，如何借助數(shù)字化感知技術(shù)進行鏈接與平衡亟待攻關(guān)。

2.數(shù)字化賦能城鄉(xiāng)建設(shè)綠色低碳發(fā)展的必要性

21 世紀以來，我國城鎮(zhèn)化建設(shè)與數(shù)字化發(fā)展緊密結(jié)合，呈現(xiàn)良好的發(fā)展態(tài)勢?；趯Τ青l(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域綠色低碳發(fā)展的目標和現(xiàn)狀分析，充分發(fā)揮數(shù)字技術(shù)顯得尤為重要，亟待建立“數(shù)據(jù)思維”決策機制，發(fā)揮數(shù)據(jù)要素的作用，科技賦能城鄉(xiāng)建設(shè)綠色低碳發(fā)展。

2.1 數(shù)字平臺為城鄉(xiāng)建設(shè)綠色低碳發(fā)展提供基礎(chǔ)底座

住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部在結(jié)合現(xiàn)有房屋建筑管理工作的基礎(chǔ)上，依托第一次全國房屋建筑和市政設(shè)施專項普查工作，以高分辨率衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)為底圖，提取房屋建筑和市政設(shè)施單體數(shù)據(jù)，形成全國城鄉(xiāng)范圍房屋建筑單體和市政設(shè)施矢量數(shù)據(jù)；利用外業(yè)調(diào)查軟件APP，在移動端填報房屋建筑的用途、建筑面積、結(jié)構(gòu)類型、層數(shù)、設(shè)防情況以及市政設(shè)施的道路、橋梁、供水管線等調(diào)查信息，形成滿足應急管理要求的房屋建筑和市政設(shè)施調(diào)查成果，并建立了全國房屋建筑和市政設(shè)施信息數(shù)據(jù)平臺（圖1），實現(xiàn)了全國房屋建筑和市政設(shè)施調(diào)查數(shù)據(jù)的入庫、管理、應用、展示和服務等高效處理能力，提供空間大數(shù)據(jù)服務發(fā)布能力，形成了一套調(diào)查成果數(shù)據(jù)庫、一張二三維一體化的住建地圖、N 項房屋市政分析指標、X 個拓展應用場景（圖2），全面提供了城鄉(xiāng)建設(shè)綠色發(fā)展應用場景的基礎(chǔ)底座，并為各類數(shù)據(jù)的業(yè)務應用提供支撐，為城鄉(xiāng)現(xiàn)代化治理打下了堅實的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

圖1 全國房屋建筑和市政設(shè)施數(shù)據(jù)平臺

圖2 平臺總體架構(gòu)體系圖

2.2 數(shù)字技術(shù)為城鄉(xiāng)建設(shè)綠色低碳發(fā)展提供創(chuàng)新技術(shù)

隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的深入發(fā)展，網(wǎng)絡互聯(lián)的移動化、泛在化，信息處理的高速化、智能化，計算技術(shù)的高能化、量子化，有力推動了數(shù)字技術(shù)與傳統(tǒng)城鄉(xiāng)建設(shè)技術(shù)全方位、全要素、全鏈條融合發(fā)展，促進了城鄉(xiāng)建設(shè)技術(shù)向綠色低碳和智能化方向發(fā)展，加快了綠色低碳技術(shù)創(chuàng)新。利用人工智能、大數(shù)據(jù)和云計算等技術(shù)，貫穿城市建設(shè)、城市運行、城市更新等工作的各個環(huán)節(jié)，尤其是發(fā)揮城市信息模型（CIM）中IoT 的作用，通過接入IoT 檢測設(shè)備等實時監(jiān)測，加強物聯(lián)網(wǎng)感知能力，對城市進行系統(tǒng)化、精細化、智能化地監(jiān)測、評估和反饋；通過接入傾斜攝影、360 全景、照片、測繪圖、視頻監(jiān)控、疏散路線等，從全域宏觀或具體對象角度進行城市綜合分析；強化數(shù)據(jù)的分析和價值挖掘，實現(xiàn)精準的預測需求、設(shè)備遠程監(jiān)測和能耗管理，可以有效降低能耗和碳排放，實現(xiàn)節(jié)能減排和綠色發(fā)展。

2.3 數(shù)字應用為城鄉(xiāng)建設(shè)綠色低碳發(fā)展提升治理能力

數(shù)據(jù)平臺為城市治理提供了全新的理念和模式，不僅整合了信息孤島的數(shù)據(jù)資源，自上而下打通了縱向數(shù)據(jù)交換和共享機制，也為橫向數(shù)據(jù)接入和功能開發(fā)提供可能。通過對接相關(guān)行業(yè)數(shù)據(jù)，可將房屋普查成果數(shù)據(jù)和工程改革、建筑業(yè)、房地產(chǎn)、城市建設(shè)、城市管理等業(yè)務領(lǐng)域進行融合，不斷衍生并豐富數(shù)據(jù)應用場景尤其是綠色低碳發(fā)展應用場景，提高數(shù)據(jù)信息利用效率，實現(xiàn)數(shù)據(jù)落圖、趨勢研判、詳情跟蹤等，通過數(shù)字技術(shù)創(chuàng)新使傳統(tǒng)監(jiān)測向智慧監(jiān)測轉(zhuǎn)型，輔助高效決策，使傳統(tǒng)管理向精準智慧管理轉(zhuǎn)變，提升城鄉(xiāng)綠色建設(shè)發(fā)展中的不同主體的參與度，全面提升城鄉(xiāng)建設(shè)綠色發(fā)展監(jiān)管能力，助力“雙碳”目標實現(xiàn)。

3.數(shù)字技術(shù)賦能城鄉(xiāng)建設(shè)綠色低碳發(fā)展的實踐應用

針對城鄉(xiāng)建設(shè)主要涉及的施工建造、建筑運行、市政基礎(chǔ)設(shè)施運行3 個方面，各地積極開展科技攻關(guān)和創(chuàng)新，探索數(shù)字化技術(shù)的具體應用并取得一定成效，發(fā)揮了示范引領(lǐng)作用，推動了住建行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)型。

3.1 數(shù)字技術(shù)賦能智能建造新業(yè)態(tài)

住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部等13 部門聯(lián)合出臺《關(guān)于推動智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導意見》，選定北京市等24個城市開展智能建造試點，加快建筑業(yè)工業(yè)化、數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型發(fā)展，推進綠色低碳發(fā)展，打造建筑業(yè)智能建造新業(yè)態(tài)。如北京市積極開展建筑領(lǐng)域智能化相關(guān)工作，發(fā)布《北京市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)委員會關(guān)于激勵本市房屋建筑和市政基礎(chǔ)設(shè)施工程科技創(chuàng)新和創(chuàng)建智慧工地的通知》《北京市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)委員會關(guān)于公布北京市房屋建筑和市政基礎(chǔ)設(shè)施第一批智慧工地試點項目名單的通知》等文件，以北京市房屋建筑和市政基礎(chǔ)設(shè)施工程風險分級管控平臺為載體，以智慧工地建設(shè)評價為指引，鼓勵參建單位創(chuàng)新施工現(xiàn)場智慧化管理方式，提升施工現(xiàn)場管理的信息化、智能化、精細化水平；發(fā)布《民用建筑信息模型深化設(shè)計建模細度標準》《智慧工地技術(shù)規(guī)程》《智慧工地評價標準》等智慧系列標準規(guī)范，引導北京市建筑行業(yè)智能化發(fā)展方向。

3.2 數(shù)字技術(shù)持續(xù)推動綠色建筑低碳發(fā)展

《關(guān)于推動城鄉(xiāng)建設(shè)綠色發(fā)展的意見》明確提出“建立城市建筑用水、用電、用氣、用熱等數(shù)據(jù)共享機制，提升建筑能耗監(jiān)測能力”。上海市自2012 年以來積極推進建筑節(jié)能數(shù)字化監(jiān)管，應用物聯(lián)網(wǎng)和分布式技術(shù)，奠定數(shù)據(jù)應用基礎(chǔ)；開發(fā)了以機器學習和分布式運算為核心的建筑能耗大數(shù)據(jù)質(zhì)量管理技術(shù)；建立城市級公共建筑能耗雙向校驗分類統(tǒng)計及建模分析技術(shù)，提出動態(tài)能耗評價方法；基于分布式數(shù)據(jù)處理平臺，開發(fā)建筑能耗數(shù)據(jù)智慧分析方法。自2013 年以來持續(xù)編制并印發(fā)面向社會的《上海市國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測及分析報告》，建成權(quán)威的行業(yè)數(shù)據(jù)庫。基于能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)，不斷提升數(shù)據(jù)價值，通過對相同類型建筑的能耗排序以及診斷分析，篩選出了各行業(yè)內(nèi)高耗能建筑，推動上海市400 萬平方米的住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部公共建筑節(jié)能改造重點城市示范項目建設(shè)，改造后單位建筑面積能耗下降25%，年總節(jié)能量近2 億度電。在改造前后，均優(yōu)先采用能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)作為項目節(jié)能量核算的依據(jù)，為上海市建筑節(jié)能降碳工作提供有力抓手，也將成為實現(xiàn)城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域“雙碳”目標的一大助力。

3.3 數(shù)字技術(shù)保障基礎(chǔ)設(shè)施安全高效運行

城市基礎(chǔ)設(shè)施包含環(huán)衛(wèi)、市政、燃氣、園林等方方面面。北方地區(qū)采暖是建筑能耗的重要內(nèi)容之一，河北省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳利用大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)，搭建了河北省供熱監(jiān)管信息平臺（圖3），構(gòu)建了省、設(shè)區(qū)市、城市、供熱企業(yè)三級監(jiān)管、四級聯(lián)動的供熱監(jiān)管網(wǎng)絡體系，實現(xiàn)了全省供熱運行數(shù)據(jù)動態(tài)采集、科學監(jiān)測，提升了城市供熱保障能力和供熱監(jiān)管水平，促進了供熱企業(yè)智能化水平和服務質(zhì)量的提高。該平臺目前已連接13 個設(shè)區(qū)市供熱監(jiān)管信息平臺、21個縣（市、區(qū)）供熱監(jiān)管指揮信息平臺、82 家供熱企業(yè)智能供熱系統(tǒng)、9 萬余個典型熱用戶室溫采集點，在線監(jiān)測全省13%大型主要熱源、30%熱力站和全省10%居民小區(qū)室溫，開通網(wǎng)絡投訴及其他投訴渠道，實現(xiàn)了全省熱源和換熱站運行數(shù)據(jù)上傳、典型熱用戶室溫采集分析、投訴事項轉(zhuǎn)辦處置和日報上報匯總，在服務民生、服務供熱企業(yè)、服務監(jiān)管部門中發(fā)揮了重要作用。

圖3 河北省供熱監(jiān)管信息平臺

4.數(shù)字技術(shù)賦能城鄉(xiāng)建設(shè)綠色低碳發(fā)展的建議

城鄉(xiāng)建設(shè)綠色低碳發(fā)展是貫徹新發(fā)展理念、構(gòu)建新發(fā)展格局、推動高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在要求，乃大勢所趨。在國家“雙碳”戰(zhàn)略背景下，在數(shù)字化轉(zhuǎn)型政策指引下，城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域應積極采取數(shù)字化技術(shù)賦能綠色低碳措施，推動城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域盡早達峰，并為2060 年碳中和奠定基礎(chǔ)。

4.1 將數(shù)字化融入城鄉(xiāng)綠色低碳發(fā)展頂層設(shè)計

在推動城鄉(xiāng)建設(shè)綠色低碳發(fā)展的過程中，要在頂層設(shè)計中充分考慮建立適應數(shù)字化發(fā)展的規(guī)劃、標準、政策、機制等制度體系，以構(gòu)建城鄉(xiāng)建設(shè)綠色低碳發(fā)展政策體系和體制機制，發(fā)揮全國房屋建筑和市政設(shè)施信息數(shù)據(jù)平臺的底座作用，以綠色低碳發(fā)展為指引，以數(shù)據(jù)為底板，以數(shù)字技術(shù)為支撐，與已有管理系統(tǒng)互聯(lián)互通，推進住建行業(yè)各領(lǐng)域數(shù)字化應用和發(fā)展，驅(qū)動行業(yè)數(shù)字化變革，深入推動城鄉(xiāng)建設(shè)綠色低碳發(fā)展。

4.2 加強城鄉(xiāng)綠色低碳發(fā)展的數(shù)字技術(shù)創(chuàng)新

“數(shù)字中國”建設(shè)為住房城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域指明了目標和方向，應發(fā)揮新興技術(shù)創(chuàng)新，助力建設(shè)“數(shù)字住建”，圍繞施工建造、建筑運行、市政基礎(chǔ)設(shè)施運行等方面，聚焦建筑碳排放監(jiān)測管理、市政基礎(chǔ)設(shè)施低碳安全運行等核心功能，以業(yè)務導向做好技術(shù)邏輯，不斷創(chuàng)新數(shù)字化綠色低碳創(chuàng)新技術(shù)，研發(fā)綠色低碳發(fā)展新應用場景，在空間維度上實現(xiàn)“城市-城區(qū)-社區(qū)-小區(qū)-單體”的建筑碳排放全方位監(jiān)管，在時間維度上實現(xiàn)“設(shè)計-施工-運行-改擴建-拆除”的建筑、市政基礎(chǔ)設(shè)施等全生命周期追蹤，賦能城市建設(shè)智慧化、城市管理智能化、城市更新精準化。

4.3 注重城鄉(xiāng)綠色低碳發(fā)展中的協(xié)同融合

在推進城鄉(xiāng)建設(shè)綠色低碳發(fā)展的過程中，要注重處理好幾個協(xié)同融合關(guān)系：一是加強數(shù)字化與綠色低碳的深度融合，建立智能化、精細化、均等化的城市綠色低碳技術(shù)；二是要處理好住建領(lǐng)域綠色低碳發(fā)展所涉及的不同行業(yè)之間的協(xié)同關(guān)系，如注重建筑、市政等的數(shù)字化建設(shè)管理協(xié)同與融合；三是做好住建領(lǐng)域的部、省、市、縣不同層級的銜接協(xié)作，上下合力推動住建行業(yè)的轉(zhuǎn)型和發(fā)展；四是要注重政府、市場、社會公眾等不同主體之間的協(xié)同融合，形成合力，建設(shè)全民共建、共治、共享的綠色低碳城市。

5.結(jié)語

我國經(jīng)濟社會發(fā)展已進入加快綠色化、低碳化的高質(zhì)量發(fā)展階段，當前信息革命的時代潮流正加速向各領(lǐng)域廣泛滲透，展望城鄉(xiāng)建設(shè)的綠色發(fā)展，住房城鄉(xiāng)建設(shè)相關(guān)政府、企業(yè)和公眾都需要以碳中和、碳達峰的終局思維謀劃發(fā)展，主動擁抱新技術(shù)，持續(xù)推進“數(shù)字住建”，用數(shù)字技術(shù)進一步提升住建領(lǐng)域的現(xiàn)代化治理能力，全面提升住建行業(yè)信息化水平，推進城鄉(xiāng)建設(shè)的綠色高質(zhì)量發(fā)展。