工期縮短20%，成本降低15%！智能建造重塑基礎工程價值

來源：滾動播報

（來源：中國工業報）

■ 王治淇 黃馨

在碳中和目標的大背景下，基礎工程亟須突破傳統的高碳建造模式，積極探索低碳轉型的有效路徑。智能建造借助BIM、物聯網等先進技術與工程建造進行深度融合，能夠實現全生命周期的精細化管控，在節能降耗、節材減排方面具有顯著優勢。當前，基礎工程與智能建造的融合已然成為轉型的核心趨勢，但技術路徑的梳理以及效益評估體系的標準化仍處于探索階段。因此，明確技術路徑、建立科學的評估方法，對于推動基礎工程實現高質量的低碳發展具有重大意義。

碳中和目標下基礎工程智能建造的核心低碳技術路徑

設計階段：開展數字化協同優化，降低源頭隱含碳。設計階段是基礎工程碳排放控制的關鍵源頭，智能建造技術通過數字化協同與結構優化，具備從根源上降低建材隱含碳以及施工碳排放的潛力。其一，采用BIM正向設計與協同優化技術，構建覆蓋地質勘察、結構設計、施工模擬的全流程模型，實現專業數據的互通與碰撞檢測，避免后期返工造成的浪費。其二，運用BESO拓撲結構雙向漸進優化技術，刪減構件中的冗余鋼材；依托BIM模型搭建建材碳足跡數據庫，優先選用再生骨料混凝土等綠色建材。

施工階段：實施智能化精準管控，削減過程碳排放。施工階段是基礎工程碳排放的集中時期，智能建造技術通過設備升級、工藝創新以及精細化管理來實現減排目標。其一，應用電動挖掘機等新能源設備，并搭配光伏充電樁與移動電站，使施工的清潔能源自給率超過40%。其二，依托“無人機+激光定位”技術，實現構件的毫米級安裝，引入地坪涂覆機器人等設備推進工序自動化，減少材料浪費和人為能耗。其三，搭建智慧工地管控系統，整合物聯網與大數據技術，對能耗、揚塵進行監測調控，優化施工方案，可降低單位工程能耗10%～15%。

運維階段：進行智能化監測預警，實現全周期降碳。基礎工程的運維階段周期較長，傳統模式存在響應滯后、能耗管控不足等問題，智能建造技術能夠推動運維環節的低碳化升級。其一，構建數字孿生運維管理平臺，將工程實體結構與數字模型進行實時映射，依托傳感器采集結構應力、設備運行狀態等數據，實現故障的提前預警與精準維修，減少過度維修導致的資源浪費。其二，應用智能節能運維技術，在道路、管廊等工程中部署智能照明、通風系統，根據實際需求動態調節運行參數以降低能耗；同時，推廣光伏一體化運維設施，利用工程附屬空間鋪設光伏組件，為運維設備供應清潔能源。

資源循環階段：構建閉環化利用體系，提升資源能效。資源循環利用是基礎工程低碳轉型的重要支撐，智能建造技術通過全流程管控構建閉環式資源利用體系。其一，建筑垃圾經過移動式破碎站與智能分揀設備處理后，再生骨料的回用率超過80%；依托BIM模型推行“挖填平衡”管控，實現土方的就地回用，降低相關碳排放。其二，搭建雨水與中水回用系統，通過傳感器動態監測水質水量，將雨水、施工廢水用于降塵和綠化灌溉，節水率可達40%。其三，依托云端共享平臺，實現跨項目建材余料的智能調配，提升資源利用效率。

基礎工程智能建造低碳效益評估體系

評估指標體系構建。環境效益指標聚焦于碳減排與生態保護，核心指標包括單位工程量碳減排量、建材與水資源節約率、揚塵及固廢減排率等。經濟效益指標側重于成本與效率，核心指標包括施工成本降低率、工期縮短率、運維成本降低率以及碳交易收益等。實踐證明，智能建造可降低成本10%～15%、縮短工期約 20%。社會效益指標關注行業轉型與公共價值，核心指標包括施工安全事故發生率降低率、從業人員技能提升等。

評估方法與驗證。本研究結合全生命周期評估（LCA）與層次分析，基于特定方法，構建多維度效益評估模型，明確指標權重與量化標準。其中，生命周期評價（LCA）遵循國標《環境管理 生命周期評價 要求與指南》（GB/T 24040 - 2022），層次分析法確定權重時參考《建設項目經濟評價方法與參數》（第三版）。為驗證模型，選取典型市政橋梁基礎工程作為案例，對比傳統建造模式與智能建造模式的效益差異。此案例采用建筑信息模型（BIM）協同設計、電動施工設備等智能低碳技術，評估覆蓋從設計到資源循環的全階段，重點分析這些技術對碳減排、成本控制和安全管控的影響。結果顯示，智能建造模式能夠實現全生命周期的系統性碳減排，在成本和安全方面優勢顯著，其效益與低碳目標高度契合，充分驗證了評估方法的適用性以及技術路徑的實踐價值。

在碳中和目標的背景下，基礎工程智能建造的低碳轉型是行業實現高質量發展的必然趨勢。本文所提出的“設計優化－施工管控－運維升級－資源循環”全鏈條低碳技術路徑，通過核心技術的融合應用，能夠實現工程全生命周期的碳減排和效益提升；所構建的“環境－經濟－社會”三位一體評估體系，為效益量化提供了科學支撐。未來，需要強化政策引導和技術創新，完善低碳技術標準，建立跨領域協同機制，健全碳交易與激勵機制，推動相關技術的規模化推廣，助力建筑業實現碳中和目標。

（王治淇單位：湖南理工職業技術學院；黃馨單位：湖南環境生物職業技術學院）

【課題名稱】本文系2024年湘潭市科研事業單位科技創新項目：深部洞室應變型巖爆機理及風險動態防控研究（編號：CG-YB20240009）。