工期缩短20%，成本降低15%！智能建造重塑基础工程价值

来源：滚动播报

（来源：中国工业报）

■ 王治淇 黄馨

在碳中和目标的大背景下，基础工程亟须突破传统的高碳建造模式，积极探索低碳转型的有效路径。智能建造借助BIM、物联网等先进技术与工程建造进行深度融合，能够实现全生命周期的精细化管控，在节能降耗、节材减排方面具有显著优势。当前，基础工程与智能建造的融合已然成为转型的核心趋势，但技术路径的梳理以及效益评估体系的标准化仍处于探索阶段。因此，明确技术路径、建立科学的评估方法，对于推动基础工程实现高质量的低碳发展具有重大意义。

碳中和目标下基础工程智能建造的核心低碳技术路径

设计阶段：开展数字化协同优化，降低源头隐含碳。设计阶段是基础工程碳排放控制的关键源头，智能建造技术通过数字化协同与结构优化，具备从根源上降低建材隐含碳以及施工碳排放的潜力。其一，采用BIM正向设计与协同优化技术，构建覆盖地质勘察、结构设计、施工模拟的全流程模型，实现专业数据的互通与碰撞检测，避免后期返工造成的浪费。其二，运用BESO拓扑结构双向渐进优化技术，删减构件中的冗余钢材；依托BIM模型搭建建材碳足迹数据库，优先选用再生骨料混凝土等绿色建材。

施工阶段：实施智能化精准管控，削减过程碳排放。施工阶段是基础工程碳排放的集中时期，智能建造技术通过设备升级、工艺创新以及精细化管理来实现减排目标。其一，应用电动挖掘机等新能源设备，并搭配光伏充电桩与移动电站，使施工的清洁能源自给率超过40%。其二，依托“无人机+激光定位”技术，实现构件的毫米级安装，引入地坪涂覆机器人等设备推进工序自动化，减少材料浪费和人为能耗。其三，搭建智慧工地管控系统，整合物联网与大数据技术，对能耗、扬尘进行监测调控，优化施工方案，可降低单位工程能耗10%～15%。

运维阶段：进行智能化监测预警，实现全周期降碳。基础工程的运维阶段周期较长，传统模式存在响应滞后、能耗管控不足等问题，智能建造技术能够推动运维环节的低碳化升级。其一，构建数字孪生运维管理平台，将工程实体结构与数字模型进行实时映射，依托传感器采集结构应力、设备运行状态等数据，实现故障的提前预警与精准维修，减少过度维修导致的资源浪费。其二，应用智能节能运维技术，在道路、管廊等工程中部署智能照明、通风系统，根据实际需求动态调节运行参数以降低能耗；同时，推广光伏一体化运维设施，利用工程附属空间铺设光伏组件，为运维设备供应清洁能源。

资源循环阶段：构建闭环化利用体系，提升资源能效。资源循环利用是基础工程低碳转型的重要支撑，智能建造技术通过全流程管控构建闭环式资源利用体系。其一，建筑垃圾经过移动式破碎站与智能分拣设备处理后，再生骨料的回用率超过80%；依托BIM模型推行“挖填平衡”管控，实现土方的就地回用，降低相关碳排放。其二，搭建雨水与中水回用系统，通过传感器动态监测水质水量，将雨水、施工废水用于降尘和绿化灌溉，节水率可达40%。其三，依托云端共享平台，实现跨项目建材余料的智能调配，提升资源利用效率。

基础工程智能建造低碳效益评估体系

评估指标体系构建。环境效益指标聚焦于碳减排与生态保护，核心指标包括单位工程量碳减排量、建材与水资源节约率、扬尘及固废减排率等。经济效益指标侧重于成本与效率，核心指标包括施工成本降低率、工期缩短率、运维成本降低率以及碳交易收益等。实践证明，智能建造可降低成本10%～15%、缩短工期约 20%。社会效益指标关注行业转型与公共价值，核心指标包括施工安全事故发生率降低率、从业人员技能提升等。

评估方法与验证。本研究结合全生命周期评估（LCA）与层次分析，基于特定方法，构建多维度效益评估模型，明确指标权重与量化标准。其中，生命周期评价（LCA）遵循国标《环境管理 生命周期评价 要求与指南》（GB/T 24040 - 2022），层次分析法确定权重时参考《建设项目经济评价方法与参数》（第三版）。为验证模型，选取典型市政桥梁基础工程作为案例，对比传统建造模式与智能建造模式的效益差异。此案例采用建筑信息模型（BIM）协同设计、电动施工设备等智能低碳技术，评估覆盖从设计到资源循环的全阶段，重点分析这些技术对碳减排、成本控制和安全管控的影响。结果显示，智能建造模式能够实现全生命周期的系统性碳减排，在成本和安全方面优势显著，其效益与低碳目标高度契合，充分验证了评估方法的适用性以及技术路径的实践价值。

在碳中和目标的背景下，基础工程智能建造的低碳转型是行业实现高质量发展的必然趋势。本文所提出的“设计优化－施工管控－运维升级－资源循环”全链条低碳技术路径，通过核心技术的融合应用，能够实现工程全生命周期的碳减排和效益提升；所构建的“环境－经济－社会”三位一体评估体系，为效益量化提供了科学支撑。未来，需要强化政策引导和技术创新，完善低碳技术标准，建立跨领域协同机制，健全碳交易与激励机制，推动相关技术的规模化推广，助力建筑业实现碳中和目标。

（王治淇单位：湖南理工职业技术学院；黄馨单位：湖南环境生物职业技术学院）

【课题名称】本文系2024年湘潭市科研事业单位科技创新项目：深部洞室应变型岩爆机理及风险动态防控研究（编号：CG-YB20240009）。