碳减排背景下建筑施工技术发展研究

朱阁珲

（南京工业大学建筑学院，江苏 南京 210000）

0 引言

在全球温室气体排放问题日益凸显的背景下，碳减排已成为全球重要议题。我国政府于2020 年明确提出碳中和目标：计划在2030 年实现“碳达峰”，并在2060 年实现“碳中和”的目标。近年来，政府陆续发布文件，对国家的碳减排工作做出一系列重要部署，其中包括提高城乡建设的绿色低碳发展水平，大力发展节能低碳建筑；加快优化建筑能源结构，促进可再生能源在建筑领域的应用，推动建筑电气化和低碳能源利用。与此同时，建筑施工活动在能源消耗和碳排放方面具有重要影响。根据国际能源署（IEA）的数据显示，全球总能源消耗的近40%来自建筑行业，同时建筑排放的碳约占全球总排放的1/3，使得建筑施工行业成为减少碳排放的关键领域之一[1]。

在建筑施工技术领域，实现双碳减排需要通过控制高耗能高排放项目，首先应采用低能耗方法来实现建筑目标，创新绿色施工技术，并倡导低碳理念，以实现长期可持续发展。低碳建筑理念体现了可持续发展的核心：既要创造舒适的空间环境，满足人们对舒适生活的需求，又要切实保护自然资源和环境，实现长期的发展。低碳建筑的内涵类似于低碳经济，既要实现低能耗、低污染和低排放，又要保证建筑的质量，包括建筑的耐久性和舒适性[2]。该研究将深入探讨在碳减排背景下建筑施工技术的发展趋势、影响因素以及应对策略，为建筑行业的碳减排工作提供理论和实践支持。

1 我国建筑施工行业碳排放现状

随着城市社会经济的飞速发展，城市人口也持续增长，直接影响了中国城市房地产企业的发展。调查显示，中国每年新建15 亿~20 亿m2的建筑，其中90%为高能耗建筑，使中国成为世界上能源消耗大国。在当前形势下，可以预见的是，未来几十年中，我国建筑业的发展将导致自然资源枯竭问题日益严重。为弥补这一缺失，必须改变建筑行业的发展方向，转向以绿色建筑为重点，大力发展低碳建筑产业，实现节能环保并兼顾经济利益。目前，建筑企业尚未充分认识到环境保护对社会长远发展的积极影响。在建筑工程方面，施工人员对环保意识普遍较低，尽管许多企业采用先进的施工技术来提高环保水平，但仍存在一些环境问题无法有效解决或处理，如噪声污染、光污染和空气污染等。

目前国内建筑形式的高能耗现状违背了能源集约发展理念和可持续发展理念。因此，近年来绿色和低碳建设理念在建筑领域得到了广泛推崇。过去，传统的建筑设计和施工仅着重于“工程的质量、施工进度、工程的投资”这3 个方面进行系统的工程经济建设管理，简化了对一个项目的后期管理任务，但同时也增加了工程设施对城市社会环境的负面影响，导致大量能源和资源的浪费。因此，一些国内学者在建筑结构施工安全领域，从节能、环保等方面展开了对绿色节能建筑施工技术的深入研究和学习。

当前，建筑施工行业的碳排放问题主要体现在能源消耗和运输环节，呈现出碳排放量增加和排放结构不合理等挑战。为了有效解决这一问题，需要采取一系列的碳减排措施，包括技术、政策和管理层面的举措。然而，目前已经实施的碳减排措施效果尚显不足，需要进一步加强技术创新、加大政策支持力度、加强管理监督等方面的工作，方能有效降低建筑施工行业的碳排放量，顺利实现碳减排目标。

2 碳减排背景下绿色施工技术的应用

建设项目对国家社会经济发展发挥着重要作用，但由于其资源和能源需求大、建设周期长、易产生建筑垃圾等特点，导致能源资源消耗巨大、环境破坏和污染严重，不利于社会经济的可持续发展。随着社会的进步，人们对节能环保意识不断提高，建筑工程领域逐渐推动创新发展节能技术，以最大程度地降低能源和资源消耗，减少建筑行业对环境造成的影响。

2.1 绿色建造低碳技术的应用

绿色建造是一种新兴的施工方式，其特点在于将“绿色化、工业化、信息化、集约化和产业化”等理念融入建筑工程建设的始终，以实现资源的节约、环境的友好、效率的提高和品质的提升。通过贯穿于建造的各要素、全过程和环节的绿色发展理念，实现建造全过程的一体化绿色统筹，进而实现良好的资源和环境效益。

在建筑施工中推广新型的绿色低碳节能技术，有助于提高能源和资源的利用效率，降低建筑工程成本；有助于实现自然的可持续发展，提升我国建筑结构工程企业的核心竞争力，并产生良好的经济和社会效益。以节能、降耗、减少污染物排放为理念的建设模式，对推动绿色节能建筑的发展，促进建筑工程行业的长期可持续发展具有重要意义。因此，推广绿色建造和低碳技术是建筑业实现可持续发展的必由之路，提高资源利用效率、降低能源消耗，有效改善我国建筑行业严峻的能耗现状，为建筑、自然环境和人类和谐相处提供有力支撑。

自20 世纪60 年代，美国建筑师在《建筑生态学：人类想象中的城市》一书中提出生态建筑新理念，并首次提出“绿色建筑”概念，这个概念融合了生态学和建筑学的理念。在此之后，随着低碳减排的需求与日俱增，绿色建筑的定义和内涵也在不断发展。在我国，随着绿色建筑理念的广泛传播和实践的不断深入，绿色建筑的概念也在不断更新和完善。其核心理念（保护环境、健康宜居、因地制宜）始终保持如一。绿色建筑的设计主要基于建筑的地理位置、城市规划等因素，对建筑的形态、平面进行精心设计，采用环保材料，并在供电、供能方面采用可再生能源。在后期运营中，绿色建筑也需要根据实际情况进行合理的管理和控制，以达到最佳的环保和经济效益。

当前我国绿色节能建筑施工技术的应用仍处于较为被动发展的状态。尽管全社会已认识到绿色建筑的重要性，但我国幅员辽阔、区域经济发展不均，导致尚未实现绿色节能建筑施工技术的标准化科学普及，系统发展遇到困难。在实际施工过程中，常出现对环境和人类健康的负面影响。当前阶段，我国政府更重视绿色节能建筑工程施工管理技术，要求施工企业员工注重社会文明建设和绿色施工，以更有效、长期地保护环境。因此，为响应政府号召、提升社会形象，施工单位应结合自身情况，在适当范围内增加绿色施工技术的应用。

2.2 BIM 建筑施工技术的协同运用

建筑信息模型（building information modeling,BIM），是一种基于数字化技术的建筑设计和施工管理方法。通过数字化建模和管理建筑物的物理和功能特性，BIM实现了建筑设计、施工和运营各阶段之间的信息共享和协同[3]。BIM 技术的协同应用已成为建筑施工行业的重要发展趋势，对提高建筑施工效率、降低成本和确保建筑质量具有重大意义。

随着时间的推移，建筑设计项目的周期变得越来越短，同时建筑规模不断扩大，施工的复杂性也随之增加。同时，绿色建筑设计需要考虑施工、能源、材料等方面的信息，已远远超出传统建筑项目的范畴。这对各学科之间的紧密合作在短期内就必须得到完善，以实现不同施工阶段的无缝整合。传统的二维图像无法充分表达不同类型的信息在三维空间中的关联，这必然会导致施工阶段的合作不足。因此，在建筑行业转型的过程中，除了要提升技术水平外，还需要改变传统的设计理念：通过使用BIM 协作平台，可以为多学科协作设计创建新的管理和工作流程模式[4]。在项目的早期阶段，协同设计可以通过项目各阶段和各学科之间有效的信息传递和交流来完成项目设计过程。在整个项目中，协同设计可进一步分为横向协同设计和纵向协同设计。横向协同设计指的是在项目的相同阶段，项目各个阶段、各学科和各专业之间的协同设计过程[5]。

2.3 智能化施工技术的应用

近年来，受益于国家“数字中国”战略，我国建筑业在物联网、大数据、云计算、人工智能和5G 技术的推动下，经历了多次转型。从传统线下业务的数字化整合到建筑工程管理的在线化，再到数据决策的智能化，行业逐步摆脱了工具化和孤岛式业务子系统的困境，实现了信息化的智能化发展。未来发展的关键在于如何整合和应用多个业务子系统，实现协同管理，并加强施工策划，这将是建筑施工技术持续发展的关键步骤。

无论是通过BIM 技术优化工程建造流程，还是通过智慧工地系统提升项目管理监控水平，核心目标是提升管理者的决策效率。数据中心利用多种技术手段将数据聚集，形成项目管理的“业务中台”，随后对这些整合后的信息进行处理，从整体管理角度对各专业数据进行分析。最终，经过分析的有效信息呈现给各级管理者，协助他们做出决策，充分发挥数据的价值。通过数据中心的分析和处理，结合系统对各专业业务的理解，为管理者提供相应的决策建议，为决策提供更可靠的数据支持。这一方法不仅对经验不足的管理者有益，对资深的专业专家也同样具有重要帮助，有助于决策的深思熟虑和可靠性。

3 建筑施工技术发展趋势

3.1 可持续建筑材料与技术的革新和应用

可持续建筑材料是指在其生产、使用和处理过程中对环境影响较小且资源利用效率高的材料，包括再生材料、生物材料和低碳混凝土等。可持续建筑技术则是指具备环境友好、资源节约和能源高效利用特点的绿色施工技术，旨在减少施工过程中的能源消耗和碳排放。其中包括节能建筑设计、被动节能技术、太阳能利用技术等，旨在实现高效、低能耗和环保的施工方式，从而在降低环境污染的基础上提高资源利用效率。在实际施工过程中，可持续建筑技术并非一种完全独立的创新技术，而是需要与传统施工方法相结合，重新评估和改进传统技术，以实现重要施工技术的可持续发展。

当代建筑施工技术应当以绿色环保和节能理念为指导，走向绿色节能之路。在建筑施工过程中，技术发展趋势朝着可持续发展的方向发展，致力于节约电力和材料消耗，以实现低碳环保、节能绿色的目标。

可持续施工技术的实际执行者为施工单位，而施工单位需要产生盈利，这需要通过信息技术和管理协调的发展来实现，其中环境效益必须转化为经济效益和社会效益。举例来说，在施工过程中，使用设备遮挡阳光直射能改善房屋的照明条件。这种建筑方法可以有效减少光能的损失。同时，借助各种外墙保温技术，可在保持室内温度适宜的同时避免长时间使用空调对能源的浪费。另外，采用绿色节能施工技术还能有效阻止室外环境中的噪音和粉尘污染。

3.2 建筑施工科学化管理

建筑项目中施工管理系统的实施贯穿整个施工过程，受到当下创新管理理念的支持，必须更加注重相关管理制度的落实，以有效实现各企业的战略目标。

在启动施工项目之前，应当利用BIM 技术对整体施工过程进行模拟，明确施工的关键和难点，展开预演演示工作。首先，通过BIM 技术对各专业工作进行分类，明确各级人员的责任范围，确保各部门分工明确，激发他们的积极性和创造力。其次，结合BIM 所提供的精确计算数据，建立多次检查核实制度，包括工程质量、图纸审查和技术交底制度，形成一套完备的管理体系。最后，利用BIM 相关数据库制定施工组织实施方案，督促各部门全面贯彻执行施工管理制度，确立工程质量保证责任制度[6]。同时，企业管理人员也应高度重视BIM 人才的培养和提升。通过培养全面、高水平、多方面技能的施工团队，可以提升施工企业的技术水平。利用BIM 技术建立的模型，管理者能够合理分配任务，根据各部门的工作量和表现制定激励政策，确保奖惩措施明确有效。

在施工过程中，应严格执行安全管理制度，并切实贯彻安全管理责任制。借助BIM 技术建立三维模型，及早发现并消除潜在的安全隐患，对施工人员有针对性地进行安全教育，逐级签署《安全生产责任书》，将安全责任落实至个人。通过定期考核和不定期抽查，督促安全管理制度的执行。利用BIM 技术模拟施工过程，识别安全风险区域和环节，使施工人员在作业前清晰了解安全情况，增强安全意识，从而预防违规现象的发生。

4 结语

随着我国社会经济的持续发展和人民生活水平的提高，人们对物质文化的需求逐步增加。因此，建筑施工必须与时俱进，实现更多样化、科学化的发展，不断进行专业设计和管理方面的创新。在当前低碳环保的大趋势下，建筑工程施工企业管理者、建筑设计施工监理工程师以及建筑施工技术工人都应秉持绿色环保的建筑施工理念。在施工过程中，必须遵循最低碳排放的原则，实行科学合理的施工管理，以推动我国建筑施工行业向着可持续发展的方向迈进。