节能减排背景下建筑施工项目的信息化管理策略

丁晓萍

建筑施工项目的节能减排管理与各专业的沟通协调、工程质量、施工能耗监控等密切相关，其中施工能耗主要包括现场的用电、用水以及油料消耗等。传统管理模式缺乏有效的能耗监控体系，无法实时掌握当天的能耗数据。信息化技术依托于软件工具和互联网，配合其他传感器和数字化设备，能够采集当天的能耗数据，录入系统，形成监控大盘。此外，信息化管理技术的应用还能够提升沟通效率，通过可视化功能提前发现设计缺陷，减少后期返工的能耗。

1 信息化在项目管理中的应用优势

1.1 强化不同施工阶段的沟通与衔接

建筑工程项目涵盖土建、消防、电气、暖通空调、给排水、楼宇智能化以及装饰装修等各类施工内容，各专业之间存在很大差异，同时又相互关联。例如，建筑墙体、楼地面施工中通常要同步预埋强弱电和热力管线，而管线的预制、预埋作业会影响土建的施工进度[1]。因此，在常规项目的建设过程中，各专业之间、不同工序之间应加强沟通，提前解决技术难题，避免返工。如果因沟通不充分导致质量缺陷，后期整改将会产生新能耗，不利于减排。

信息化系统和技术的融入能够为各岗位工作人员之间的沟通交流提供便利，加强工序之间的配合与衔接，提前消除设计和施工隐患，避免材料、机械和人力资源浪费，达到节能减排的效果。

1.2 借助信息化技术科学设计项目施工方案

项目施工中的能耗主要包括电能以及油料燃烧释放的化学能，碳排放有直接和间接两种方式。直接碳排放主要来自运输车辆、吊装车辆等，间接碳排放来自施工材料的加工制造过程和电力生产过程。因此，节能减排的关键是实现节材、节电、节水以及节约化石燃料，而这4个目标都与具体的施工方案和施工流程高度相关。例如，在装配式建筑施工中，通过深化设计可优化钢结构和管线，提高结构合理性，并减少钢构件和管材用量，达到节材效果。再如，项目施工方案中要明确规定材料的存储地点和施工流程等。材料临时存储点应做通盘考虑，减少现场二次转运的次数和距离，降低转运能耗，应用信息化技术能够提高施工平面设计的科学性，降低二次搬运的能耗。

项目施工通常有多种方案，但每一种方案的能耗水平均存在差异，施工单位可借助建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技术模拟施工流程，制作三维可视化模型，并在这一基础上对比不同方案的能耗水平，选出最优的施工流程[2]。借助BIM 技术不仅能模拟施工过程，还能检查设计缺陷，提前发现问题，避免材料浪费。例如，BIM 系列软件自带的碰撞检查功能可提前发现管道碰撞问题，如图1 所示。

图1 BIM 软件管道碰撞检查视觉效果图（来源：网络）

1.3 借助信息化技术精确地统计耗材、耗能

控制耗材和耗能是实现节能减排的关键性措施，传统的粗放型管理模式缺乏定量化思维，因此效果较差。在信息化技术加持下，施工单位可借助软件工具精确开展工程量统计和能耗统计。第一，在施工前期开展预算管理，根据施工图纸精准计算工程量以及各类施工材料的消耗量，并由技术人员编制材料清单，精准管理材料的使用[3]。对于施工中的各项耗能，可以统计每天的使用情况，并制成趋势图和报表。第二，利用信息化管理工具建立动态的耗材、耗能监控平台，帮助管理人员更好地掌握施工过程中的整体能耗，并结合阶段性的节能减排目标，不断地优化现有的工程管理策略。

2 节能减排背景下的信息化管理路径

2.1 项目前期准备阶段

2.1.1 利用信息化技术合理地布置施工场地

建筑工程项目场地通常较大，一个项目中包括多个分部工程，空间距离增加了材料转运的难度，同时也是导致能耗偏高的重要原因。建筑工程中的主要耗材包括水泥、钢筋、预制结构、电气设备以及电力电缆等，材料进入施工场地后的二次转运是节能减排的重点控制内容，场地平面布置对材料转运工作的开展具有一定影响。

施工单位在进行施工平面布置时，应积极运用AutoCAD、广联达三维场地布置等软件工具，计算材料存储位置与主体工程之间的距离，兼顾各类分部工程，进而缩短材料转运的距离，节省油料，实现节能减排[4]。

2.1.2 利用信息化技术减少材料和机械设备管理

预制剪力墙、预制钢结构、电力电缆等属于成品施工材料，无需进行加工和处理，经验收合格后可直接进入安装环节。在传统管理模式下，施工单位难以准确掌握工期进度，因此材料会提前进场，存储在临时库房内，使用时再去领用，这些是造成材料二次搬运的重要原因。而搬运过程中会用到吊车和运输车辆，增加了能耗。

在信息化管理模式下，施工单位可以利用软件工具精准控制施工进度，提前规划好材料的入场时间，实现材料和施工进度的精准匹配。在这种情况下，成品材料可直接卸货到安装场地附近，无需进入更远的临时库房，信息化工具的进度管理功能在这一过程中发挥着极为重要的作用[5]。另外，租赁机械设备的情况在工程项目中非常普遍，通常按天支付租赁费；搬运机械设备还会消耗能量，应用信息化技术有助于精确管理机械设备，实现节能减排。

2.2 项目施工阶段

2.2.1 利用信息化技术开展质量管理

建筑工程质量是施工中需要重点关注的内容，因此在工程管理中应尽可能提高施工质量的一次性合格率。这主要是因为不合格的施工内容必须整改，从而引发拆除和重建，一方面消耗了原材料和水，另一方面也会占用电能和机械设备，导致能耗增加。信息化技术在质量管理中的价值体现在两个方面。一是预防设计缺陷，通过建筑信息三维建模等方式检查设计中是否存在缺陷，如预埋管件遗漏、管件与墙体结构冲突等。在这一基础上推进设计变更，避免因设计缺陷而导致返工，从而降低能耗。二是借助建筑信息化技术开展技术交底，促进施工人员提前掌握技术要点，提高一次性合格率[6]。

例如，可利用BIM 软件模拟施工过程，并制作相应的视频化施工流程，清晰展示每一个环节的技术要点，完成技术交底。

2.2.2 利用信息化技术动态监控现场能耗水平

建筑施工过程中的能耗情况也体现了节能减排的效果，传统管理模式较为粗放，难以做到每天更新能耗数据，但这一情况在互联网、大数据时代不再是难题。建筑施工企业在用水、用电管理中应使用数字式水表和电表，每天读取数据，录入软件系统中，形成数据大盘。同时，将自用车辆的油料消耗数据、施工中的原材料消耗数据等也纳入监控大数据的范畴。管理人员对比实际能耗与目标能耗，通过数据大盘预测能耗趋势，并在过程中不断调整和优化，将能耗控制在预定范围内。

信息化技术具备强大的数据统计、分类和展示能力，为了加大能耗控制力度，施工单位可借助该技术进行多维度的能耗统计与分析。例如，以班组为统计维度，以不同分部工程的同类施工内容为统计维度，在对比过程中不断发现问题，优化节能减排管理。

2.3 项目竣工验收阶段

正常情况下，进入竣工验收阶段后，施工活动已全面停止，项目达到交付标准，这一阶段几乎不存在施工能耗和碳排放。但是对于建筑施工企业而言，在竣工验收阶段还应全面开展复盘工作，评估整个项目从准备阶段到施工结束的节能减排效果，考核自身的节能减排技术措施和管理措施，为今后的改进工作提供科学依据。这种建立在工程项目上的施工节能数据具备优越的参考价值，同时也为后期开展工程项目提供一定的参考价值。

鉴于此，施工企业需建立完善的节能减排评价指标体系，将前期施工管理过程中所产生的能耗大数据全部存储在系统中，为评价工作提供必要的数据支撑。例如，评价施工过程中的原材料和水资源的综合利用率，评价平面场地布置的合理性，评价二次搬运的次数和距离，对比阶段性的能耗控制目标是否形成，对于能耗超过施工控制目标的分部分项工程以及施工班组，深入分析原因，制定针对性的策略[7]。

3 提升信息化管理系统应用效果的措施

3.1 引入先进建筑工程信息化管理系统

建筑施工管理涉及内容较多，其中大部分内容都与建筑施工节能减排存在直接或者间接的联系。进度管理会影响施工材料和机械设备的进场时间，如果实际进度落后于计划进度，可能会增加二次转运的工作量，能耗也会有所提升。再如，预算管理中要统计工程量和耗材，对开展现场精细化管理具有重要的价值。因此，施工单位在进行施工项目节能减排信息化管理时，应选用适宜的软件工具，并兼顾实用性和先进性。例如，在工程预算管理中可使用国内成熟的广联达软件；在建筑工程平面图布置、三维建模管理中可使用Revit、3D Max等软件；在建筑管线碰撞检查中可使用Bentley 的OpenBuildlings Designer、OpenPlant Modeler 等软件；在施工进度信息化管理中可使用PingCode、Worktile 等软件。先进的软件工具往往具备良好的场景适应性，以PingCode 软件为例，在软件工具中可设置项目阶段性目标、项目任务以及需求分析，实现多版本迭代以及旧版本回顾等，这种信息化功能可显著减少书面文件打印，节约办公用品[8]。

3.2 提升技术人员的信息化应用能力

无论是工程预算类软件、BIM 软件，或者其他类型的建筑工程管理软件，都对使用者提出了一定的技术要求，这些软件工具的迭代速度较快，新版本的软件在局部功能上会出现一定的变化。

为了更好地利用信息化技术开展建筑施工节能减排管理工作，施工单位应对技术人员、预算管理人员以及项目经理等关键岗位开展信息化培训。例如，BIM系列软件在现代化工程项目管理中具有较高的应用价值，其功能繁多，操作难度较大，如果不能熟练掌握，技术人员将无法通过软件工具完成施工能耗控制。为了提高技术人员的软件应用能力，一方面开展常态化学习，不断提高理论水平；另一方面应在工程项目管理中广泛运用施工管理软件以及其他信息化技术，并将信息化技术与具体的工程项目相结合，在实践中提高技术人员的信息化应用能力。另外，施工单位还应建立绿色施工技术标准，以信息化的方式推进绿色节能施工技术落地。

3.3 完善管理监督制度

建筑施工节能减排与材料管理、技术管理、现场施工管理以及车辆管理等各个方面都有直接联系。为了加强节能减排的效果，施工单位要建立完善的监督管理体系，督促各类人员、各个专业严格落实节能减排的技术措施。信息化技术在项目监督管理中应用广泛。

例如，布置在施工现场的视频监控设备有助于及时发现各类违规操作，记录违规信息，为后续的追责提供依据。再如，能耗监测系统可记录每天的用水、用电情况，及时发现违规用电、私拉乱接、随意浪费水资源等现象。数字化计量设备以及数据监控平台在这一过程中发挥出极为重要的作用，因此施工单位在构建节能减排监控制度和管理体系时，应积极运用信息化技术，以软件工具为基础，形成完善的记录。

4 结语

利用信息化技术开展施工项目节能减排管理，关键在于明确项目准备阶段、施工阶段以及竣工验收阶段中影响能耗管理的各项因素。具体而言，在项目准备阶段可利用信息化技术强化各部分施工之间的沟通，提前规避设计缺陷，避免返工和整改。

在项目施工阶段建立能耗监控线上平台，每天汇总用水、用电以及油料消耗情况，督促施工班组认真落实节能减排制度。在项目竣工验收阶段开展项目复盘，评估节能减排的效果，制定优化对策。