数字化赋能城乡建设绿色低碳发展的思考

于静 蔡文婷

(1.住房和城乡建设部信息中心；2.中国建科集团中国城市建设研究院有限公司)

0.引言

党的十八大以来，党中央、国务院从推进国家治理体系和治理能力现代化全局出发，准确把握全球数字化、网络化、智能化发展趋势和特点，围绕实施网络强国战略、大数据战略等作出了一系列重大部署，深入推进网络强国、数字中国、智慧社会。党的二十大报告强调，要加快建设网络强国、数字中国，打造宜居、韧性、智慧城市。中共中央、国务院印发的《数字中国建设整体布局规划》提出“到2025 年，数字生态文明建设取得积极进展”[1]，关于住建系统的11 项数字化工作中其中一项是：“深入推动数字技术赋能传统行业绿色化转型；打造一批低碳智慧建筑和低碳智慧城市”。国务院颁布《关于加强数字政府建设的指导意见》[2]，明确了各领域的数字化方向，也推动了各领域的数字化发展。“数字住建”作为数字中国的重要组成部分，住房和城乡建设部认真贯彻落实党中央国务院决策部署和习近平总书记重要指示，对住房城乡建设系统信息化工作高度重视，在2023 年全国住房和城乡建设工作会议上，深化“数字住建”建设，推进住建行业各领域数字化应用和发展被列为年度重点工作。在新发展理念下，如何推动数字化与城乡建设绿色低碳深度融合，发挥数字技术的优势赋能城乡建设绿色低碳应用场景，既是城乡建设数字化发展的战略方向，也是加快推进城乡高质量发展、实现城乡建设领域“双碳”目标的有效举措。

习近平总书记高度重视生态文明建设和绿色发展，推动形成绿色发展方式和生活方式是贯彻新发展理念，建设人与自然和谐共生现代化的必然要求[3]。2023 年7 月，习近平总书记在全国生态环境保护大会上强调“我国经济社会发展已进入加快绿色化、低碳化的高质量发展阶段，生态文明建设仍处于压力叠加、负重前行的关键期”。城乡建设的主体包括城镇和乡村，是人居环境的重要形态，是城乡生产和生活活动的空间载体，更是全面推动绿色发展的主要载体。为落实“双碳”目标，城乡建设作为碳排放的主要领域之一，2021 年中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于推动城乡建设绿色发展的意见》，2022 年住房和城乡建设部、国家发展和改革委员会联合发布了《城乡建设领域碳达峰实施方案》，致力绿色低碳城市的建设，是顺应低碳经济发展趋势，也是积极应对全球气候变化、加快生态文明建设的必要举措。运用大数据、云计算、区块链、人工智能等前沿技术推动城市管理手段、管理模式、管理理念创新，从数字化到智能化再到智慧化，助力城乡建设绿色低碳发展。

1.城乡建设领域绿色低碳发展现状分析

1.1 目标要求

2020 年9 月，中国在联合国大会上承诺“碳中和”计划目标，力争于2030 年前达到峰值，努力争取2060 年前实现碳中和，并在党的二十大报告明确积极稳妥推进碳达峰、碳中和。“双碳”目标成为我国能源、工业制造、科技等各行业面临的重要课题。国务院印发的《2030 年前碳达峰行动方案》提出，将碳达峰贯穿于经济社会发展全过程和各方面，重点实施“碳达峰十大行动”，其中“城乡建设碳达峰行动”位列第四。住房和城乡建设部高度重视，出台《城乡建设领域碳达峰实施方案》，明确了城乡建设领域到2030 和2060 年两大时间节点的具体目标：“2030 年前，城乡建设领域碳排放达到峰值……城乡建设方式绿色低碳转型取得积极进展，建筑品质和工程质量进一步提高，人居环境质量大幅改善。力争到2060 年前，城乡建设方式全面实现绿色低碳转型，系统性变革全面实现，美好人居环境全面建成，城乡建设领域碳排放治理现代化全面实现，人民生活更加幸福”[4]。

1.2 基本现状

与美国、欧洲等国家相比，中国实现“双碳”目标面临时间短、人均排放少、增长潜力大、减排难度大等基本现实。党的十八大以来，我国城乡建设取得了显著成就，人居环境持续改善，但仍存在整体性缺乏、系统性不足、宜居性不高等突出问题，大量建设、大量消耗、大量排放等建设方式未根本扭转。因此，亟需加快推进城乡建设和管理模式绿色低碳转型、大力发展绿色节能低碳建筑、加快优化建筑用能结构以及加强城乡建设绿色低碳发展重大科技攻关和推广应用等。

1.3 问题挑战

城乡建设绿色低碳发展主要面临以下问题挑战：一是城乡建设绿色低碳发展的减排固碳能力不足。如建筑施工方面，不同地区间装配式建筑发展不平衡、关键环节质量控制不到位、施工损耗率高；建筑运行方面，严寒寒冷地区既有非节能居住建筑规模超过7 亿m2；市政设施运行方面，供水、供暖等管网漏损率高、燃气管网泄露等安全问题、城乡绿化固碳亟待加强。二是城乡建设绿色低碳发展要满足人民日益增长的美好生活。如何既实现城乡建设更高质量、人居环境更加优良、人民生活更有品质，又让温室气体更少排放，是极具技术含量的。三是城乡建设绿色低碳发展的科技水平有待提升，如何借助数字化感知技术进行链接与平衡亟待攻关。

2.数字化赋能城乡建设绿色低碳发展的必要性

21 世纪以来，我国城镇化建设与数字化发展紧密结合，呈现良好的发展态势。基于对城乡建设领域绿色低碳发展的目标和现状分析，充分发挥数字技术显得尤为重要，亟待建立“数据思维”决策机制，发挥数据要素的作用，科技赋能城乡建设绿色低碳发展。

2.1 数字平台为城乡建设绿色低碳发展提供基础底座

住房和城乡建设部在结合现有房屋建筑管理工作的基础上，依托第一次全国房屋建筑和市政设施专项普查工作，以高分辨率卫星影像数据为底图，提取房屋建筑和市政设施单体数据，形成全国城乡范围房屋建筑单体和市政设施矢量数据；利用外业调查软件APP，在移动端填报房屋建筑的用途、建筑面积、结构类型、层数、设防情况以及市政设施的道路、桥梁、供水管线等调查信息，形成满足应急管理要求的房屋建筑和市政设施调查成果，并建立了全国房屋建筑和市政设施信息数据平台（图1），实现了全国房屋建筑和市政设施调查数据的入库、管理、应用、展示和服务等高效处理能力，提供空间大数据服务发布能力，形成了一套调查成果数据库、一张二三维一体化的住建地图、N 项房屋市政分析指标、X 个拓展应用场景（图2），全面提供了城乡建设绿色发展应用场景的基础底座，并为各类数据的业务应用提供支撑，为城乡现代化治理打下了坚实的数据基础。

图1 全国房屋建筑和市政设施数据平台

图2 平台总体架构体系图

2.2 数字技术为城乡建设绿色低碳发展提供创新技术

随着新一轮科技革命和产业变革的深入发展，网络互联的移动化、泛在化，信息处理的高速化、智能化，计算技术的高能化、量子化，有力推动了数字技术与传统城乡建设技术全方位、全要素、全链条融合发展，促进了城乡建设技术向绿色低碳和智能化方向发展，加快了绿色低碳技术创新。利用人工智能、大数据和云计算等技术，贯穿城市建设、城市运行、城市更新等工作的各个环节，尤其是发挥城市信息模型（CIM）中IoT 的作用，通过接入IoT 检测设备等实时监测，加强物联网感知能力，对城市进行系统化、精细化、智能化地监测、评估和反馈；通过接入倾斜摄影、360 全景、照片、测绘图、视频监控、疏散路线等，从全域宏观或具体对象角度进行城市综合分析；强化数据的分析和价值挖掘，实现精准的预测需求、设备远程监测和能耗管理，可以有效降低能耗和碳排放，实现节能减排和绿色发展。

2.3 数字应用为城乡建设绿色低碳发展提升治理能力

数据平台为城市治理提供了全新的理念和模式，不仅整合了信息孤岛的数据资源，自上而下打通了纵向数据交换和共享机制，也为横向数据接入和功能开发提供可能。通过对接相关行业数据，可将房屋普查成果数据和工程改革、建筑业、房地产、城市建设、城市管理等业务领域进行融合，不断衍生并丰富数据应用场景尤其是绿色低碳发展应用场景，提高数据信息利用效率，实现数据落图、趋势研判、详情跟踪等，通过数字技术创新使传统监测向智慧监测转型，辅助高效决策，使传统管理向精准智慧管理转变，提升城乡绿色建设发展中的不同主体的参与度，全面提升城乡建设绿色发展监管能力，助力“双碳”目标实现。

3.数字技术赋能城乡建设绿色低碳发展的实践应用

针对城乡建设主要涉及的施工建造、建筑运行、市政基础设施运行3 个方面，各地积极开展科技攻关和创新，探索数字化技术的具体应用并取得一定成效，发挥了示范引领作用，推动了住建行业高质量发展转型。

3.1 数字技术赋能智能建造新业态

住房和城乡建设部等13 部门联合出台《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》，选定北京市等24个城市开展智能建造试点，加快建筑业工业化、数字化、智能化转型发展，推进绿色低碳发展，打造建筑业智能建造新业态。如北京市积极开展建筑领域智能化相关工作，发布《北京市住房和城乡建设委员会关于激励本市房屋建筑和市政基础设施工程科技创新和创建智慧工地的通知》《北京市住房和城乡建设委员会关于公布北京市房屋建筑和市政基础设施第一批智慧工地试点项目名单的通知》等文件，以北京市房屋建筑和市政基础设施工程风险分级管控平台为载体，以智慧工地建设评价为指引，鼓励参建单位创新施工现场智慧化管理方式，提升施工现场管理的信息化、智能化、精细化水平；发布《民用建筑信息模型深化设计建模细度标准》《智慧工地技术规程》《智慧工地评价标准》等智慧系列标准规范，引导北京市建筑行业智能化发展方向。

3.2 数字技术持续推动绿色建筑低碳发展

《关于推动城乡建设绿色发展的意见》明确提出“建立城市建筑用水、用电、用气、用热等数据共享机制，提升建筑能耗监测能力”。上海市自2012 年以来积极推进建筑节能数字化监管，应用物联网和分布式技术，奠定数据应用基础；开发了以机器学习和分布式运算为核心的建筑能耗大数据质量管理技术；建立城市级公共建筑能耗双向校验分类统计及建模分析技术，提出动态能耗评价方法；基于分布式数据处理平台，开发建筑能耗数据智慧分析方法。自2013 年以来持续编制并印发面向社会的《上海市国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测及分析报告》，建成权威的行业数据库。基于能耗监测数据，不断提升数据价值，通过对相同类型建筑的能耗排序以及诊断分析，筛选出了各行业内高耗能建筑，推动上海市400 万平方米的住房和城乡建设部公共建筑节能改造重点城市示范项目建设，改造后单位建筑面积能耗下降25%，年总节能量近2 亿度电。在改造前后，均优先采用能耗监测数据作为项目节能量核算的依据，为上海市建筑节能降碳工作提供有力抓手，也将成为实现城乡建设领域“双碳”目标的一大助力。

3.3 数字技术保障基础设施安全高效运行

城市基础设施包含环卫、市政、燃气、园林等方方面面。北方地区采暖是建筑能耗的重要内容之一，河北省住房和城乡建设厅利用大数据、云计算等技术，搭建了河北省供热监管信息平台（图3），构建了省、设区市、城市、供热企业三级监管、四级联动的供热监管网络体系，实现了全省供热运行数据动态采集、科学监测，提升了城市供热保障能力和供热监管水平，促进了供热企业智能化水平和服务质量的提高。该平台目前已连接13 个设区市供热监管信息平台、21个县（市、区）供热监管指挥信息平台、82 家供热企业智能供热系统、9 万余个典型热用户室温采集点，在线监测全省13%大型主要热源、30%热力站和全省10%居民小区室温，开通网络投诉及其他投诉渠道，实现了全省热源和换热站运行数据上传、典型热用户室温采集分析、投诉事项转办处置和日报上报汇总，在服务民生、服务供热企业、服务监管部门中发挥了重要作用。

图3 河北省供热监管信息平台

4.数字技术赋能城乡建设绿色低碳发展的建议

城乡建设绿色低碳发展是贯彻新发展理念、构建新发展格局、推动高质量发展的内在要求，乃大势所趋。在国家“双碳”战略背景下，在数字化转型政策指引下，城乡建设领域应积极采取数字化技术赋能绿色低碳措施，推动城乡建设领域尽早达峰，并为2060 年碳中和奠定基础。

4.1 将数字化融入城乡绿色低碳发展顶层设计

在推动城乡建设绿色低碳发展的过程中，要在顶层设计中充分考虑建立适应数字化发展的规划、标准、政策、机制等制度体系，以构建城乡建设绿色低碳发展政策体系和体制机制，发挥全国房屋建筑和市政设施信息数据平台的底座作用，以绿色低碳发展为指引，以数据为底板，以数字技术为支撑，与已有管理系统互联互通，推进住建行业各领域数字化应用和发展，驱动行业数字化变革，深入推动城乡建设绿色低碳发展。

4.2 加强城乡绿色低碳发展的数字技术创新

“数字中国”建设为住房城乡建设领域指明了目标和方向，应发挥新兴技术创新，助力建设“数字住建”，围绕施工建造、建筑运行、市政基础设施运行等方面，聚焦建筑碳排放监测管理、市政基础设施低碳安全运行等核心功能，以业务导向做好技术逻辑，不断创新数字化绿色低碳创新技术，研发绿色低碳发展新应用场景，在空间维度上实现“城市-城区-社区-小区-单体”的建筑碳排放全方位监管，在时间维度上实现“设计-施工-运行-改扩建-拆除”的建筑、市政基础设施等全生命周期追踪，赋能城市建设智慧化、城市管理智能化、城市更新精准化。

4.3 注重城乡绿色低碳发展中的协同融合

在推进城乡建设绿色低碳发展的过程中，要注重处理好几个协同融合关系：一是加强数字化与绿色低碳的深度融合，建立智能化、精细化、均等化的城市绿色低碳技术；二是要处理好住建领域绿色低碳发展所涉及的不同行业之间的协同关系，如注重建筑、市政等的数字化建设管理协同与融合；三是做好住建领域的部、省、市、县不同层级的衔接协作，上下合力推动住建行业的转型和发展；四是要注重政府、市场、社会公众等不同主体之间的协同融合，形成合力，建设全民共建、共治、共享的绿色低碳城市。

5.结语

我国经济社会发展已进入加快绿色化、低碳化的高质量发展阶段，当前信息革命的时代潮流正加速向各领域广泛渗透，展望城乡建设的绿色发展，住房城乡建设相关政府、企业和公众都需要以碳中和、碳达峰的终局思维谋划发展，主动拥抱新技术，持续推进“数字住建”，用数字技术进一步提升住建领域的现代化治理能力，全面提升住建行业信息化水平，推进城乡建设的绿色高质量发展。