探析“双碳”时代的建筑工程设计与管理模式的创新

探析“双碳”时代的建筑工程设计与管理模式的创新

伍晓波

湖南省第六工程有限公司  湖南长沙  410000

摘要：建筑工程的碳排放主要来自于三个方面，分别是设计阶段、施工阶段和运营阶段，在这三个阶段中，碳排放占到了建筑工程全生命周期碳排放的85%。因此，如何有效地降低建筑工程全生命周期的碳排放，成为当前建筑领域一项重要课题。在“双碳”时代背景下，对建筑工程设计与管理模式进行创新，并提出“三化”新模式，即智能化、绿色化、工业化。“三化”新模式在很大程度上降低了建筑工程全生命周期的碳排放。

关键词：“双碳”时代；建筑工程；设计；管理；模式创新

“双碳”即碳达峰与碳中和的简称。随着“双碳”目标的提出，建筑工程的碳排放是一个很重要的问题，它不仅关系到建筑业自身的可持续发展，还关系到国民经济和社会发展的全局。“双碳”目标与我国建筑行业总体发展水平有着密切的关系，为实现“双碳”目标，应持续对建筑业的结构进行优化升级。为此，建筑行业应从设计阶段、施工阶段及后期运营阶段融入绿色设计理念，并大力推行以智能、绿色、工业化为代表的新型工程管理模式，促进中国施工的优化升级，促进建设事业的高质量发展，为我国实现“双碳”目标做出贡献。

一、建筑低碳设计的必要性

建筑是人类最早使用的居住场所，也是人们生产生活最主要的场所之一，随着时代的发展和社会经济的进步，建筑也在不断地发生变化，从原始的砖、瓦、木、石建筑到钢筋混凝土结构的现代建筑，再到充满了各种高科技设备、设备齐全、功能完善的智能化建筑。但是随着人类对环境保护认识的加深，尤其是进入21世纪以来，在全球变暖危机的大背景下，人们越来越重视低碳环保，于是就有了低碳社会的概念。所谓低碳社会，就是在全球范围内减少温室气体排放、控制气候变化的一种社会发展状态。而建筑业是我国能源消耗和碳排放大户之一，所以其在实现低碳环保上发挥着重要作用。

二、“双碳”背景下建筑工程设计

1.设计阶段

1.1积极推广绿色低碳建材

绿色建材是一种新型材料，以清洁生产技术为基础，采用低能耗的生产工艺，可以减少非再生能源的消耗。绿色建材利用固体废物重新制造为“三无”建筑材料，即无毒、无污染、无放射性材料。绿色建筑材料比传统建筑材料健康节能，建筑工程设计阶段可以使用环保可再生材料以及高强度和高耐久性材料，能够避免建筑投入使用后产生过多的污染，可以有效保护生态环境[1]。建筑工程应大力推进绿色建筑材料使用，提高绿色建材的采用率，有助于实现“双碳”目标。

1.2加强低碳节能设计

设计阶段限定碳排放强度十分重要，而严格遵循建筑工程“低碳化”的设计原则，可以使用BIM技术对工程进行优化设计，例如通风、采光设计，模拟空间布局，设计绿色建筑方案，可以提高施工效率，降低工程能耗，实现低碳目标。设计阶段要保证建筑的通风性与采光性，可以减少能源使用，降低碳排放。加强新能源技术研究，例如太阳能、氢能以及生物质能等；完善建筑结构，例如使用钢结构代替传统的混凝土结构。建筑设计朝向以通风性与采光性为主，可以根据当地不同季节中日照感受到的时间与强度计算，合理设计建筑的朝向。

2.施工阶段

2.1利用BIM技术进行智慧施工

利用BIM技术设计施工现场，创建节水、节能及节材等相应的三维信息模型，优化工程建筑设计的二维图纸，对图纸进行碰撞检查，出现问题及时处理，使用电脑重新调整设计。在BIM技术指导下，可以有效减少二次返工、材料浪费的现象，达到降低能耗的目的。利用BIM技术实现的标准化设计与精细化施工，优化施工过程，减少资源消耗。实现节能降碳目标。管理人员使用BIM技术分析施工现场，对所有现场的布置进行仿真模拟，简化施工流程[2]。因为BIM技术可以使用在建筑工程各个环节，对建筑能源资源消耗实现有效控制。此外还可以用于项目环境分析，合理处置施工过程中出现的生产废物，加强环境管理。

2.2打造绿色产业链，实现全流程节能减排

绿色供应链体系秉承着绿色发展理念，是一种绿色循环体系，可以保障建筑的质量、安全性与稳定性，借助绿色产业链实现节能减排。产业链包括在生产环节、采购环节、流通运输环节、施工环节、回收环节。生产环节可以使用绿色建筑材料，选择无污染的高性能材料，用于施工环节施工，实现节能环保[3]。遵循绿色采购原则，流通运输时选择具有节能性的交通工具，走绿色发展道路。施工环节积极利用数字化技术准确分析原材料供需关系，保证材料下料精准，实现精益生产。回收环节注意废物利用，回收残次品，重新加工使用，减少新产品对环境的影响。通过绿色循环体系，为实现绿色生态可持续发展提供保障。

3.运营阶段

3.1大力推广可再生能源

可再生能源较多，尤其是太阳能属于清洁能源，可以采用新技术充分利用可再生能源实现低碳环保。建筑业发展过程中排放的废气与污水对环境造成严重影响，使用太阳能、风能可以降低碳排放量，同时响应我国“气代煤、电代煤”的相关政策，减少能源消耗，尤其是燃煤供热供暖、空调、照明消耗，增加可再生能源使用率。除了降低能耗，水资源节约也是绿色发展重要内容。使用雨水收集系统，提升雨水利用率，为水资源紧缺地区提供帮助。减少电能资源消耗可以使用“光储直柔”技术，通过减少电流逆变时所产生的费用，达到提高电能利用率的效果。

3.2实施数字化智慧运营

数字化智慧运营通过智能控制和连接设备可以有效降低建筑物能耗，保障住宅的舒适度。建筑运营阶段能耗监测指标分为动态数据与静态数据，动态数据是一切受到环境影响会产生变化的数据，例如室内温湿度、二氧化碳浓度等。而静态数据则是客观数据，包括建筑面积、采暖面积等。为有效监控建筑能耗指标，可以在室内安装相应的通温度、门窗以及CO2浓度等传感仪器。利用ZigBee无线传感网络采集各传感器的能耗数据，实时查看内部设备的运行，提高设备的使用性能，减少碳排放，实现节能降耗。此外，提高空间利用率，将可用空间用于产能与储能，进一步减少碳排放。

三“双碳”背景下建筑工程管理模式创新

“双碳”背景下，建筑工程应向着绿色节能目标发展，减少碳排放，积极利用现代智能技术实现智能化发展，绿色发展以及工业化新发展。

1.智能化管理

建筑智能化的发展趋势，也是促进整个建筑行业实现绿色发展的动力。建筑工程智能化指通过利用新一代的信息技术，在不同的环境下，实现零碳排放，使用智能化技术将碳排放降低，形成了三个主要的智能化方向，分别是建筑智能化、城市智能化和企业智能化。在具体工程建设中，各个环节的数字化系统都在持续地进行更新，这也为智能化管理提供基本保证。

2.绿色化管理

所谓的绿色化，就是沿着整个建筑产业链条向绿色、低碳转型。这既包含了建筑的设计-施工-运行过程中的低碳化，也包含了绿色材料运用，建筑的材料的循环利用，可以说，建筑工程的“绿色化”是建筑工程“绿色、低碳”发展的最直接的体现。工程可以组建绿色管理队伍，完善绿色管理机制，全面展开绿色施工管理。

3.工业化管理

从单一“服务商”的角色向“产品+服务”角色转变。在此基础上，提出“伙伴+产业链模型”，构建相应的评估指标体系，组建建筑工程长效、稳定的合作创新链。以装配式建筑为基础，以标准化技术平台为依托，将施工各个环节集成，形成多个项目之间的资源协同运作模式，实现规模化效益。加速产业工人的培养，定期培训信息系统设备应用、数字化设备应用，着重培养应用型人才。

结语

综上所述，在“双碳”背景下，建筑工程设计与管理均转向绿色发展道路。为实现低碳目标，应从设计阶段，施工阶段到运营阶段进行全周期碳排放控制，并采用全新的“三化”管理模式进行管理，实现建筑工程可持续发展。

参考文献

[1]胡倩.建筑设计中绿色建筑设计的优化与结合——以合肥市中水三立项目为例[J].安徽建筑,2023,30(05):125-126.

[2]苏永亮,刘路翔,张艳芳,康宁.建筑学中绿色建筑的设计探讨——天空之境项目绿色建筑案例实践[J].建设科技,2023(09):60-62.

[3]颜旭.绿色建筑设计理念在现代建筑设计中的运用分析[J].工程建设与设计,2023(08):19-21.