數字化賦能城鄉建設綠色低碳發展的思考

于靜 蔡文婷

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

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代化全局出發，準確把握全球數字化、網絡化、智能化發展趨勢和特點，圍繞實施網絡強國戰略、大數據戰略等作出了一系列重大部署，深入推進網絡強國、數字中國、智慧社會。黨的二十大報告強調，要加快建設網絡強國、數字中國，打造宜居、韌性、智慧城市。中共中央、國務院印發的《數字中國建設整體布局規劃》提出“到2025 年，數字生態文明建設取得積極進展”[1]，關于住建系統的11 項數字化工作中其中一項是：“深入推動數字技術賦能傳統行業綠色化轉型；打造一批低碳智慧建筑和低碳智慧城市”。國務院頒布《關于加強數字政府建設的指導意見》[2]，明確了各領域的數字化方向，也推動了各領域的數字化發展。“數字住建”作為數字中國的重要組成部分，住房和城鄉建設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，對住房城鄉建設系統信息化工作高度重視，在2023 年全國住房和城鄉建設工作會議上，深化“數字住建”建設，推進住建行業各領域數字化應用和發展被列為年度重點工作。在新發展理念下，如何推動數字化與城鄉建設綠色低碳深度融合，發揮數字技術的優勢賦能城鄉建設綠色低碳應用場景，既是城鄉建設數字化發展的戰略方向，也是加快推進城鄉高質量發展、實現城鄉建設領域“雙碳”目標的有效舉措。

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

1.城鄉建設領域綠色低碳發展現狀分析

1.1 目標要求

2020 年9 月，中國在聯合國大會上承諾“碳中和”計劃目標，力爭于2030 年前達到峰值，努力爭取2060 年前實現碳中和，并在黨的二十大報告明確積極穩妥推進碳達峰、碳中和。“雙碳”目標成為我國能源、工業制造、科技等各行業面臨的重要課題。國務院印發的《2030 年前碳達峰行動方案》提出，將碳達峰貫穿于經濟社會發展全過程和各方面，重點實施“碳達峰十大行動”，其中“城鄉建設碳達峰行動”位列第四。住房和城鄉建設部高度重視，出臺《城鄉建設領域碳達峰實施方案》，明確了城鄉建設領域到2030 和2060 年兩大時間節點的具體目標：“2030 年前，城鄉建設領域碳排放達到峰值……城鄉建設方式綠色低碳轉型取得積極進展，建筑品質和工程質量進一步提高，人居環境質量大幅改善。力爭到2060 年前，城鄉建設方式全面實現綠色低碳轉型，系統性變革全面實現，美好人居環境全面建成，城鄉建設領域碳排放治理現代化全面實現，人民生活更加幸福”[4]。

1.2 基本現狀

與美國、歐洲等國家相比，中國實現“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實。黨的十八大以來，我國城鄉建設取得了顯著成就，人居環境持續改善，但仍存在整體性缺乏、系統性不足、宜居性不高等突出問題，大量建設、大量消耗、大量排放等建設方式未根本扭轉。因此，亟需加快推進城鄉建設和管理模式綠色低碳轉型、大力發展綠色節能低碳建筑、加快優化建筑用能結構以及加強城鄉建設綠色低碳發展重大科技攻關和推廣應用等。

1.3 問題挑戰

城鄉建設綠色低碳發展主要面臨以下問題挑戰：一是城鄉建設綠色低碳發展的減排固碳能力不足。如建筑施工方面，不同地區間裝配式建筑發展不平衡、關鍵環節質量控制不到位、施工損耗率高；建筑運行方面，嚴寒寒冷地區既有非節能居住建筑規模超過7 億m2；市政設施運行方面，供水、供暖等管網漏損率高、燃氣管網泄露等安全問題、城鄉綠化固碳亟待加強。二是城鄉建設綠色低碳發展要滿足人民日益增長的美好生活。如何既實現城鄉建設更高質量、人居環境更加優良、人民生活更有品質，又讓溫室氣體更少排放，是極具技術含量的。三是城鄉建設綠色低碳發展的科技水平有待提升，如何借助數字化感知技術進行鏈接與平衡亟待攻關。

2.數字化賦能城鄉建設綠色低碳發展的必要性

21 世紀以來，我國城鎮化建設與數字化發展緊密結合，呈現良好的發展態勢。基于對城鄉建設領域綠色低碳發展的目標和現狀分析，充分發揮數字技術顯得尤為重要，亟待建立“數據思維”決策機制，發揮數據要素的作用，科技賦能城鄉建設綠色低碳發展。

2.1 數字平臺為城鄉建設綠色低碳發展提供基礎底座

住房和城鄉建設部在結合現有房屋建筑管理工作的基礎上，依托第一次全國房屋建筑和市政設施專項普查工作，以高分辨率衛星影像數據為底圖，提取房屋建筑和市政設施單體數據，形成全國城鄉范圍房屋建筑單體和市政設施矢量數據；利用外業調查軟件APP，在移動端填報房屋建筑的用途、建筑面積、結構類型、層數、設防情況以及市政設施的道路、橋梁、供水管線等調查信息，形成滿足應急管理要求的房屋建筑和市政設施調查成果，并建立了全國房屋建筑和市政設施信息數據平臺（圖1），實現了全國房屋建筑和市政設施調查數據的入庫、管理、應用、展示和服務等高效處理能力，提供空間大數據服務發布能力，形成了一套調查成果數據庫、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），全面提供了城鄉建設綠色發展應用場景的基礎底座，并為各類數據的業務應用提供支撐，為城鄉現代化治理打下了堅實的數據基礎。

圖1 全國房屋建筑和市政設施數據平臺

圖2 平臺總體架構體系圖

2.2 數字技術為城鄉建設綠色低碳發展提供創新技術

隨著新一輪科技革命和產業變革的深入發展，網絡互聯的移動化、泛在化，信息處理的高速化、智能化，計算技術的高能化、量子化，有力推動了數字技術與傳統城鄉建設技術全方位、全要素、全鏈條融合發展，促進了城鄉建設技術向綠色低碳和智能化方向發展，加快了綠色低碳技術創新。利用人工智能、大數據和云計算等技術，貫穿城市建設、城市運行、城市更新等工作的各個環節，尤其是發揮城市信息模型（CIM）中IoT 的作用，通過接入IoT 檢測設備等實時監測，加強物聯網感知能力，對城市進行系統化、精細化、智能化地監測、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；強化數據的分析和價值挖掘，實現精準的預測需求、設備遠程監測和能耗管理，可以有效降低能耗和碳排放，實現節能減排和綠色發展。

2.3 數字應用為城鄉建設綠色低碳發展提升治理能力

數據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據資源，自上而下打通了縱向數據交換和共享機制，也為橫向數據接入和功能開發提供可能。通過對接相關行業數據，可將房屋普查成果數據和工程改革、建筑業、房地產、城市建設、城市管理等業務領域進行融合，不斷衍生并豐富數據應用場景尤其是綠色低碳發展應用場景，提高數據信息利用效率，實現數據落圖、趨勢研判、詳情跟蹤等，通過數字技術創新使傳統監測向智慧監測轉型，輔助高效決策，使傳統管理向精準智慧管理轉變，提升城鄉綠色建設發展中的不同主體的參與度，全面提升城鄉建設綠色發展監管能力，助力“雙碳”目標實現。

3.數字技術賦能城鄉建設綠色低碳發展的實踐應用

針對城鄉建設主要涉及的施工建造、建筑運行、市政基礎設施運行3 個方面，各地積極開展科技攻關和創新，探索數字化技術的具體應用并取得一定成效，發揮了示范引領作用，推動了住建行業高質量發展轉型。

3.1 數字技術賦能智能建造新業態

住房和城鄉建設部等13 部門聯合出臺《關于推動智能建造與建筑工業化協同發展的指導意見》，選定北京市等24個城市開展智能建造試點，加快建筑業工業化、數字化、智能化轉型發展，推進綠色低碳發展，打造建筑業智能建造新業態。如北京市積極開展建筑領域智能化相關工作，發布《北京市住房和城鄉建設委員會關于激勵本市房屋建筑和市政基礎設施工程科技創新和創建智慧工地的通知》《北京市住房和城鄉建設委員會關于公布北京市房屋建筑和市政基礎設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設施工程風險分級管控平臺為載體，以智慧工地建設評價為指引，鼓勵參建單位創新施工現場智慧化管理方式，提升施工現場管理的信息化、智能化、精細化水平；發布《民用建筑信息模型深化設計建模細度標準》《智慧工地技術規程》《智慧工地評價標準》等智慧系列標準規范，引導北京市建筑行業智能化發展方向。

3.2 數字技術持續推動綠色建筑低碳發展

《關于推動城鄉建設綠色發展的意見》明確提出“建立城市建筑用水、用電、用氣、用熱等數據共享機制，提升建筑能耗監測能力”。上海市自2012 年以來積極推進建筑節能數字化監管，應用物聯網和分布式技術，奠定數據應用基礎；開發了以機器學習和分布式運算為核心的建筑能耗大數據質量管理技術；建立城市級公共建筑能耗雙向校驗分類統計及建模分析技術，提出動態能耗評價方法；基于分布式數據處理平臺，開發建筑能耗數據智慧分析方法。自2013 年以來持續編制并印發面向社會的《上海市國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監測及分析報告》，建成權威的行業數據庫。基于能耗監測數據，不斷提升數據價值，通過對相同類型建筑的能耗排序以及診斷分析，篩選出了各行業內高耗能建筑，推動上海市400 萬平方米的住房和城鄉建設部公共建筑節能改造重點城市示范項目建設，改造后單位建筑面積能耗下降25%，年總節能量近2 億度電。在改造前后，均優先采用能耗監測數據作為項目節能量核算的依據，為上海市建筑節能降碳工作提供有力抓手，也將成為實現城鄉建設領域“雙碳”目標的一大助力。

3.3 數字技術保障基礎設施安全高效運行

城市基礎設施包含環衛、市政、燃氣、園林等方方面面。北方地區采暖是建筑能耗的重要內容之一，河北省住房和城鄉建設廳利用大數據、云計算等技術，搭建了河北省供熱監管信息平臺（圖3），構建了省、設區市、城市、供熱企業三級監管、四級聯動的供熱監管網絡體系，實現了全省供熱運行數據動態采集、科學監測，提升了城市供熱保障能力和供熱監管水平，促進了供熱企業智能化水平和服務質量的提高。該平臺目前已連接13 個設區市供熱監管信息平臺、21個縣（市、區）供熱監管指揮信息平臺、82 家供熱企業智能供熱系統、9 萬余個典型熱用戶室溫采集點，在線監測全省13%大型主要熱源、30%熱力站和全省10%居民小區室溫，開通網絡投訴及其他投訴渠道，實現了全省熱源和換熱站運行數據上傳、典型熱用戶室溫采集分析、投訴事項轉辦處置和日報上報匯總，在服務民生、服務供熱企業、服務監管部門中發揮了重要作用。

圖3 河北省供熱監管信息平臺

4.數字技術賦能城鄉建設綠色低碳發展的建議

城鄉建設綠色低碳發展是貫徹新發展理念、構建新發展格局、推動高質量發展的內在要求，乃大勢所趨。在國家“雙碳”戰略背景下，在數字化轉型政策指引下，城鄉建設領域應積極采取數字化技術賦能綠色低碳措施，推動城鄉建設領域盡早達峰，并為2060 年碳中和奠定基礎。

4.1 將數字化融入城鄉綠色低碳發展頂層設計

在推動城鄉建設綠色低碳發展的過程中，要在頂層設計中充分考慮建立適應數字化發展的規劃、標準、政策、機制等制度體系，以構建城鄉建設綠色低碳發展政策體系和體制機制，發揮全國房屋建筑和市政設施信息數據平臺的底座作用，以綠色低碳發展為指引，以數據為底板，以數字技術為支撐，與已有管理系統互聯互通，推進住建行業各領域數字化應用和發展，驅動行業數字化變革，深入推動城鄉建設綠色低碳發展。

4.2 加強城鄉綠色低碳發展的數字技術創新

“數字中國”建設為住房城鄉建設領域指明了目標和方向，應發揮新興技術創新，助力建設“數字住建”，圍繞施工建造、建筑運行、市政基礎設施運行等方面，聚焦建筑碳排放監測管理、市政基礎設施低碳安全運行等核心功能，以業務導向做好技術邏輯，不斷創新數字化綠色低碳創新技術，研發綠色低碳發展新應用場景，在空間維度上實現“城市-城區-社區-小區-單體”的建筑碳排放全方位監管，在時間維度上實現“設計-施工-運行-改擴建-拆除”的建筑、市政基礎設施等全生命周期追蹤，賦能城市建設智慧化、城市管理智能化、城市更新精準化。

4.3 注重城鄉綠色低碳發展中的協同融合

在推進城鄉建設綠色低碳發展的過程中，要注重處理好幾個協同融合關系：一是加強數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；二是要處理好住建領域綠色低碳發展所涉及的不同行業之間的協同關系，如注重建筑、市政等的數字化建設管理協同與融合；三是做好住建領域的部、省、市、縣不同層級的銜接協作，上下合力推動住建行業的轉型和發展；四是要注重政府、市場、社會公眾等不同主體之間的協同融合，形成合力，建設全民共建、共治、共享的綠色低碳城市。

5.結語

我國經濟社會發展已進入加快綠色化、低碳化的高質量發展階段，當前信息革命的時代潮流正加速向各領域廣泛滲透，展望城鄉建設的綠色發展，住房城鄉建設相關政府、企業和公眾都需要以碳中和、碳達峰的終局思維謀劃發展，主動擁抱新技術，持續推進“數字住建”，用數字技術進一步提升住建領域的現代化治理能力，全面提升住建行業信息化水平，推進城鄉建設的綠色高質量發展。