建筑工程綠色施工技術體系分析

杜曉燕

1. 上海建工集團股份有限公司 上海 200080；2. 上海建筑工程工業化建造工程技術研究中心 上海 201114

我國的綠色施工理念已深入人心，綠色施工工程項目已得到規模化發展。以綠色低碳、資源節約、環境保護等為主要特征的新技術、新工藝在施工現場得到越來越多的應用，促進了建筑業可持續發展[1-7]。

近年來，隨著建筑信息模式（BIM）、物聯網、大數據、云計算等信息技術的蓬勃發展，數字化管控技術在項目的綠色施工過程中逐步得到應用。利用數字化技術進行施工場地設計、總平面圖布置、施工流程虛擬仿真分析等，可有效提高施工場地利用率，節省施工材料，節約能源。但目前工程建設中的綠色施工控制水平參差不齊，存在施工全過程監控體系不健全、感知設備落后、管控精細化程度低、覆蓋范圍不全面、產業化不足等問題，亟需開展研究，建立完整的綠色施工精細化管控技術體系。

1 建筑工程綠色施工技術分類

綠色施工是在保證質量、安全等基本要求的前提下，通過科學管理和技術進步，最大限度地節約資源，減少對環境的負面影響，實現“四節一環保”（節能、節材、節水、節地和環境保護）的建筑工程施工活動。綠色施工的總體框架一般由施工管理、節能、節材、節水、節地和環境保護6個方面組成。對于綠色施工技術，則可從多種維度進行分類，比如“四節一環保”、分部分項工程、應用場景與對象等（圖1），也可采用綜合分類對綠色施工技術體系進行歸納梳理。

圖1 綠色施工技術分類

按照“四節一環保”類別對綠色施工技術進行分類[8]，可分為環境保護技術、節材與材料資源利用技術、節水與水資源利用技術、節能與能源利用技術、節地與土地資源保護技術。現階段施工現場常用綠色施工關鍵技術主要包括以下幾方面內容。

1）環境保護。具體包括：施工現場降塵控制技術、施工現場光污染控制技術、施工現場噪聲控制技術。

2）節材與材料資源利用。具體包括：建筑垃圾回收利用與現場消納技術、模塊化可周轉材料技術、數字化仿真模擬技術。

3）節水與水資源利用。具體包括：雨水回收利用技術、非自來水水源開發應用技術、節水施工工藝和設備。

4）節能與能源利用。具體包括：節能型機械及電器選用技術、光伏發電技術、用電分區控制與計量技術。

5）節地與土地資源保護。具體包括：永臨結合綜合技術、施工場地動態規劃技術、工廠化預制技術、逆作施工技術。

按照分項分部工程類別對綠色施工技術進行分類[9]，可分為施工場地、地基與基礎工程、主體結構工程、裝飾裝修工程、保溫和防水工程、機電安裝工程等。根據綠色施工技術應用場景與對象，可將綠色施工技術劃分為傳統施工工藝的綠色化改造，既有施工機械與機具的綠色性能提升，綠色施工新材料、新工藝、新裝備等類別。

中國土木工程學會總工程師工作委員會通過對全國近2 000個工程項目的綠色施工技術的研究，形成了綠色施工技術索引[10]，將節材、節地、節水、節能、環保、安全等作為綠色施工技術效果，從基坑支護技術、地基與基礎工程技術、鋼筋工程技術、混凝土工程技術、鋼結構工程技術、模板與腳手架工程技術、信息技術、施工設備應用技術、永臨結合技術、臨時設施裝配化和標準化技術、施工現場環境保護技術等11個類別共77項技術，對綠色施工技術進行了綜合分類和技術案例匯總，為綠色施工技術的應用提供了系統性指引。

此外，住房和城鄉建設部發布的《建筑業十項新技術》（2017版）[11]，作為引導我國建筑施工行業科技進步的綱領性文件，設置了相應的綠色施工技術章節，其中包括封閉降水及水收集綜合利用技術、建筑垃圾減量化與資源化利用技術、施工揚塵控制技術、施工噪聲控制技術、綠色施工在線監測評價技術、工具式定型化臨時設施技術、垃圾管道垂直運輸技術、透水混凝土與植生混凝土應用技術、混凝土樓地面一次成形技術、建筑物墻體免抹灰技術等關鍵技術內容。2021年3月住房和城鄉建設部發布的《綠色建造技術導則（試行）》中，在綠色施工方面，從協同與優化、環境保護、資源節約、信息技術應用方面提出了指導要求[12]。

2 綠色施工技術標準體系

基于“全國標準信息公共服務平臺”和“上海市工程建設標準體系查詢系統”，對國家、行業和上海市地方的綠色施工現行標準進行收集，分別對通用標準以及“四節一環保”分項標準進行統計分析，表1列出了與綠色施工技術相關的現行的部分標準規范。

表1 綠色施工技術相關標準規范

通過對綠色施工通用標準和“四節一環保”專項標準的梳理，可以發現，在國家、行業、團體以及地方層面，涵蓋管理、技術、評價、控制等維度的綠色施工通用標準和“四節一環保”專項標準體系已初步成形，但現階段尚存在部分標準更新滯后、部分專項內容不完善等問題，需根據新形勢下的國家“雙碳”發展戰略目標要求以及相關管理規定進行修訂完善。

3 綠色施工技術評價體系

美國、英國和日本等發達國家在綠色建筑評價相關標準規范及技術發展等方面積累了豐富的經驗。較為完整的綠色建筑評價體系有美國LEED體系、英國BREEAM體系、日本CASBEE體系、加拿大GBC評價體系等。這些綠色建筑評價體系針對建筑全生命周期進行評價，其中都包含施工階段的評價。例如在LEED評價體系中，與綠色施工相關的評價項目包括可持續場址、用水效率、能源與大氣、材料與資源，每個方面的內容都有相應計分點。

國內現行的各層級綠色施工評價標準，大多按照“四節一環保”要求，對綠色施工各項內容提出了定性與定量指標。比如GB/T 50640—2010《建筑工程綠色施工評價標準》是國內首部針對綠色施工的專用評價標準，對綠色施工的全面開展具有引領性作用。GB/T 38197—2019《建筑施工機械綠色性能指標與評價方法》給出了建筑施工機械綠色性能指標與評價通用要求，并對典型的建筑施工機械綠色性能評價給出了相關規定。

各地區也陸續發布了與地域特點和發展水平相適應的綠色施工評價地方標準，比如上海市的DG∕TJ 08-2262—2018《建筑工程綠色施工評價標準》，從內容上遵循了國家標準的體系，圍繞“四節一環保”來展開，規定了評價主體、評價階段、評價要素、評價指標、評價方法以及第三方評價的相關內容，增強了實際可操作性。

而目前現行的綠色建筑評價等其他相關標準，例如GB/T 50378—2019《綠色建筑評價標準》、GB/T 51141—2015《既有建筑改造綠色評價標準》等，在具體評價內容中也涵蓋了綠色施工評價部分，提出了量化與非量化指標要求。此外，各層級的綠色示范工程評價指標，成為綠色施工評價標準規范的重要補充，例如中華人民共和國住房和城鄉建設部發布的《綠色施工科技示范工程技術指標及實施與評價指南》，上海市發布的《上海市建設工程綠色施工（節約型工地）考核評審要求》等，有力地促進了綠色施工技術的推廣應用。

隨著綠色施工創新技術和標準規范的不斷完善，綠色施工評價體系也將朝著精細化控制指標與全過程動態評估方向發展，圖2給出了綠色施工技術標準評估框架內容。其中，技術層主要關注綠色施工控制技術的成熟度、準確性、有效性以及新技術的應用情況，其落腳的具體對象為環境保護、節能、節材、節水、節地等。標準層則關注整個標準體系的完善度、準確性、一致性以及可操作性，并將標準面向的對象從“四節一環保”以及通用標準的角度劃分。技術與標準要保持良好的互動性，通過增強技術的創新升級，進而實現標準化，促進綠色施工技術的長效利用。通過系統優化用盡量少的指標全面、系統、客觀地反映評價對象的內容，形成動態評價評估體系。

圖2 綠色施工技術標準評估框架

4 綠色施工典型工程案例分析

以上海地區某動遷安置房工程項目為例，進行綠色施工技術應用分析。該工程為上海市建設工程綠色施工樣板工地，工程總建筑面積約30萬 m2，包含地上11棟住宅和4棟配套公共建筑。該工程單體多，施工管控范圍大，施工管理面臨較大挑戰。該工程以綠色施工評價標準為依據，以綠色施工目標為導向，編制綠色施工專項方案，在項目實施過程中應用了多種綠色施工技術與措施。

環境保護方面，針對施工現場產生的不同污水，設置相應的檢查點和處理設施，進行水污染控制。施工現場出口設置洗車槽、移動洗車平臺、自動噴淋設備等，有效降低施工揚塵，選擇低噪聲、低振動的機具和設備，采取隔聲罩、隔聲板等降噪措施，通過揚塵與噪聲實時在線監測系統，實現施工敏感區域揚塵與噪聲的實時監測與控制（圖3）。通過加設燈罩以及施工照明角度調節，避免或減少施工過程中的光污染。生活區設置封閉式垃圾容器，生活垃圾實行袋裝化，減少垃圾排放。設置排水溝、沉淀池等設施控制污水的流徑和排放，以減少對周邊土體的污染。

圖3 環境保護技術措施

節材與材料利用方面，選用高強度等級鋼筋，設置廢鋼筋材料池，對鋼筋余料進行循環利用。優化混凝土配比，選用周轉次數較高的模板與腳手架系統，加強混凝土計量管理，充分利用剩余混凝土材料，預制構件采用工具式堆放架，充分節約和高效利用現場材料。

節水與水資源利用方面，制定用水管理制度，并設置分路水表進行計量，注重施工過程中給水管網的保養。充分使用現場收集的循環水、雨水，設置三級沉淀水池，施工用水經處理后再用于道路及進出車輛沖洗，大量使用節水型產品和節水器具，并設置節約用水標識，減少施工現場水資源消耗。

節能與能源利用方面，采取施工現場電耗、油耗控制技術措施。對施工、辦公、生活區域及大型施工機械等實行分路供電，并實施分項計量；施工區域及地下室使用高效節能燈具，嚴格控制夜間非作業區域的照明燈具的使用；對宿舍用電進行分戶計量；集中定時、定點供應熱水，安裝采用太陽能的熱水器，配置節能型產品。不同施工階段配置合適的施工機械，減少施工周期。利用場地條件和工程特點，合理安排施工流程，提高機械使用效率。

節地與土地資源保護方面，根據現場實際與施工流程，合理安排場地布置，采用綠化覆蓋裸露土，節約土地，美化環境。

綠色創新技術應用方面，采用土方開挖分區分塊優化、堆場道路永臨結合、施工圍擋利用原有圍墻、PCTF施工、BIM技術應用、構件吊裝指揮調度系統、VR模擬技術等創新技術。

本工程大量采用綠色施工技術措施與創新應用，取得了良好的社會、經濟及環境效益，建筑垃圾回收再利用率達到82.6%，是目標值的2.7倍，鋼材損耗率、模板損耗率、木材損耗率、砂漿損耗率、非傳統水源和循環水的再利用率，以及萬元產值用電、用油指標均達到綠色施工預期目標（圖4）。

圖4 綠色施工效益及指標完成情況

5 結語

近年來，我國全面推進綠色生態文明建設，促使了綠色施工發展規模持續加大，但在發展過程中也面臨諸多問題與挑戰，綠色施工技術創新仍有待加強。目前以圍繞施工階段“四節一環保”目標與指標采取相應的管理措施和技術措施為主，建筑材料和施工機械尚需進一步綠色化改造升級，施工現場資源再生利用水平需進一步提高，綠色創新技術的推廣應用覆蓋面需進一步擴大。隨著我國“碳達峰、碳中和”目標的提出，綠色施工的內涵與外延也將得到進一步拓展。

為此，應針對建筑工程施工全過程，持續提升綠色施工創新技術效能。積極利用適宜的可再生能源，加強綠色創新技術應用在示范工程中的評價指標比重，促進綠色創新技術研發與推廣應用。

加強建筑材料和施工機械綠色化改造升級，針對建筑工程材料與施工特點，建立綠色施工材料與施工機械綠色性能數據庫，建立材料與機械綠色性能指標，引導建筑工程材料與施工機械綠色化升級，降低施工材料和能源消耗，減少碳排放，降低建筑施工對周圍環境的影響。

積極應用數字化信息化技術，建立綠色施工全過程智能化管控平臺，形成綠色施工專項監控信息的數據采集與評價體系，進行現場綠色施工監管信息歸集、監控、分析和評價預警，實現綠色施工信息化集成管控，同時研編基于綠色施工數字化監測、控制相關技術與管理標準，建立健全綠色施工精細化控制的標準體系。

積極響應“雙碳”的國家戰略目標，研究建立適用于建筑工程施工過程中碳足跡計算模型，評價建設工程施工階段的碳排放水平，提出相應的減少施工過程中碳排放的技術與管理策略，為建筑施工階段碳排放控制提供理論依據和數據支持。