探析可持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展與建筑土木工程結(jié)合

陸春杰

1 建筑土木工程秉承可持續(xù)發(fā)展的原則

在工程項(xiàng)目的建設(shè)階段會(huì)使用大量的建筑材料，將可持續(xù)發(fā)展的理念充分融入土木工程中，不僅可以有效提高工程的利用率，而且可以推動(dòng)建筑行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。建筑土木工程遵循的可持續(xù)發(fā)展的基本原則與特點(diǎn)包括以下幾點(diǎn)。

1.1 尊重自然條件

由于建筑土木工程的建設(shè)是在特定區(qū)域內(nèi)進(jìn)行的，施工過(guò)程中難免對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生的影響，破壞周邊環(huán)境的生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性。因此，建筑土木工程建設(shè)與施工應(yīng)當(dāng)充分尊重自然條件，將工程建設(shè)對(duì)環(huán)境的影響降到最低，實(shí)現(xiàn)建筑與環(huán)境的相互融合。

1.2 強(qiáng)化可再生能源利用

為實(shí)現(xiàn)建筑土木工程的可持續(xù)發(fā)展，必須降低建筑工程能耗，強(qiáng)化可再生能源的利用。結(jié)合現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)趨于高層化、個(gè)性化以及多樣化的特點(diǎn)，在建筑設(shè)計(jì)階段需要考慮對(duì)風(fēng)能、太陽(yáng)能和雨水資源的強(qiáng)化利用，從而保障建筑土木工程資源的可持續(xù)發(fā)展[1]。

1.3 優(yōu)化土地資源利用

由于城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，城市人口數(shù)量的持續(xù)增長(zhǎng)與城市土地資源的持續(xù)縮減產(chǎn)生了矛盾，因此需要對(duì)建筑土木工程土地資源的使用狀態(tài)進(jìn)行優(yōu)化，強(qiáng)化土地資源的有效利用，在緩解城市土地資源緊缺的同時(shí)，為建筑土木工程的后期改造與擴(kuò)建留存一定的土地資源。

1.4 貫徹綠色建筑土木工程的發(fā)展理念

建筑工程的可持續(xù)發(fā)展不僅需要建筑土木工程本身符合其持續(xù)、綠色的發(fā)展觀念，還需要充分考慮建筑與自然生態(tài)環(huán)境兩者間的關(guān)系，將兩者有效銜接起來(lái)，提升建筑層次的同時(shí)也讓建筑為自然生態(tài)環(huán)境提供支持與保護(hù)，達(dá)到兩者相互促進(jìn)的目的。貫徹實(shí)施綠色建筑土木工程發(fā)展理念，在工程建設(shè)的過(guò)程中執(zhí)行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，并貫穿于整個(gè)工程建設(shè)的全過(guò)程。

2 可持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展與建筑土木工程的結(jié)合路徑

2.1 準(zhǔn)備階段的結(jié)合途徑

在建筑土木工程的準(zhǔn)備階段，必須做好調(diào)查工作，充分了解人們的訴求，并結(jié)合其經(jīng)濟(jì)收入和對(duì)居住環(huán)境的期望作為建筑設(shè)計(jì)的依據(jù)，從而建設(shè)出滿足不同層次人群需求的建筑。在確定了要建造的建筑物規(guī)格及其適用性之后，將工程項(xiàng)目建設(shè)所需要的各種建筑材料轉(zhuǎn)移到工廠進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。工廠以流水線生產(chǎn)系統(tǒng)來(lái)制造建設(shè)材料，同時(shí)對(duì)不同種類的材料進(jìn)行分類。通過(guò)這種方式可以實(shí)現(xiàn)區(qū)域化生產(chǎn)，有利于整合施工現(xiàn)場(chǎng)附近的資源，同時(shí)可以降低建筑材料的運(yùn)輸費(fèi)用，以更具成本效益地生產(chǎn)出工程項(xiàng)目施工所需的組件。

2.2 設(shè)計(jì)階段的結(jié)合路徑

設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)是工程項(xiàng)目的重要組成部分之一。在此階段，建筑企業(yè)必須清楚了解建筑類型的差異，并根據(jù)建筑工程所在區(qū)域的社會(huì)人文環(huán)境、自然生態(tài)環(huán)境、城市持續(xù)發(fā)展建筑規(guī)劃以及特色文明城市發(fā)展戰(zhàn)略等對(duì)建筑設(shè)計(jì)類型進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整[2]。這一階段會(huì)涉及許多內(nèi)容，如市政工程、園林景觀工程以及給排水工程等相關(guān)工程設(shè)計(jì)，是建筑土木工程在設(shè)計(jì)階段實(shí)現(xiàn)可持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展核心要素。

另外，在建筑物的設(shè)計(jì)階段，建筑企業(yè)同樣需要秉承可持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展理念，結(jié)合建筑土木工程建設(shè)選址的地理?xiàng)l件和城市規(guī)劃建設(shè)方案，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)和施工規(guī)劃方案進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)。并且為了進(jìn)一步保證建筑設(shè)計(jì)同時(shí)兼具合理性和科學(xué)性，滿足可持續(xù)發(fā)展建筑的功能性需求，設(shè)計(jì)人員還需要充分運(yùn)用建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及信息技術(shù)構(gòu)建建筑信息模型，進(jìn)行建筑土木工程建設(shè)的可視化模擬。根據(jù)模擬結(jié)果數(shù)據(jù)分析建筑設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，并對(duì)其進(jìn)行針對(duì)性優(yōu)化，提升建筑設(shè)計(jì)的合理性，確保建筑土木工程的質(zhì)量。

2.3 施工階段的結(jié)合路徑

建筑土木工程的施工階段一般包括生產(chǎn)、運(yùn)輸以及安裝3 個(gè)部分，裝配式建筑和傳統(tǒng)建筑都適用此模式。裝配式建筑技術(shù)被建筑行業(yè)廣泛采納，主要原因是其生產(chǎn)效率較高，只需生產(chǎn)制造出與設(shè)計(jì)方案相同的零件就能進(jìn)行安裝[3]。在生產(chǎn)階段，必須根據(jù)實(shí)際情況檢查零件的質(zhì)量，尤其要對(duì)零件的尺寸、型號(hào)以及使用材質(zhì)進(jìn)行核驗(yàn)，如果零件的質(zhì)量無(wú)法得到有效保障，那么建筑土木工程的質(zhì)量就會(huì)受到影響。

3 可持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展與建筑土木工程運(yùn)用結(jié)合的具體措施

3.1 科學(xué)選取建筑工程材料

為了確保建筑土木工程的可持續(xù)發(fā)展，對(duì)于建筑材料的選擇需要立足長(zhǎng)遠(yuǎn)，選擇綠色環(huán)保、對(duì)環(huán)境污染小的材料，并盡可能地減少傳統(tǒng)材料的使用量，選取豐富多樣的新型優(yōu)質(zhì)、輕質(zhì)材料[4]。同時(shí)，施工人員與施工現(xiàn)場(chǎng)的管理人員應(yīng)當(dāng)對(duì)傳統(tǒng)和新型建筑材料的性能、功能以及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)信息具有明確的認(rèn)知，在對(duì)建筑材料提出剛度、硬度及強(qiáng)度等性能要求的同時(shí)，也要對(duì)其在建設(shè)過(guò)程中產(chǎn)生的噪聲污染、粉塵污染及建筑垃圾等嚴(yán)重環(huán)境問(wèn)題引起重視，并需要在材料使用之前進(jìn)行測(cè)試，了解在使用過(guò)程中出現(xiàn)的各項(xiàng)污染標(biāo)準(zhǔn)，并采取針對(duì)性措施實(shí)施有效化污染控制。此外，要加強(qiáng)對(duì)新型節(jié)能環(huán)保型建筑材料的研發(fā)力度，提高對(duì)非承載部位新型建筑材料的利用率。對(duì)強(qiáng)度要求較高的部位則采用污染更少、耗能更低的施工方法，在提高建筑承載能力和建筑品質(zhì)的同時(shí)，降低對(duì)社會(huì)環(huán)境和生態(tài)環(huán)境的污染。

3.2 實(shí)現(xiàn)施工階段可持續(xù)性發(fā)展

在施工開(kāi)始之前，施工團(tuán)隊(duì)需要對(duì)施工所占區(qū)域的環(huán)境進(jìn)行檢查，明確施工現(xiàn)場(chǎng)四周的環(huán)境條件是否符合建筑施工標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，還要準(zhǔn)確掌握工程建設(shè)場(chǎng)地情況、不同施工工序?qū)χ苓叚h(huán)境的影響以及土地資源總量來(lái)合理規(guī)劃施工流程，確保所有施工環(huán)節(jié)都能得到規(guī)范化的控制，強(qiáng)化建筑企業(yè)對(duì)建筑土木工程的土地資源可持續(xù)利用。

通過(guò)科學(xué)的施工控制，做好對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)周邊環(huán)境和區(qū)域內(nèi)地質(zhì)結(jié)構(gòu)的勘察工作，及時(shí)避開(kāi)地質(zhì)不穩(wěn)定的地段，對(duì)無(wú)法規(guī)避的不良地質(zhì)區(qū)域，應(yīng)當(dāng)采取科學(xué)有效的手段對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行人工改造，如利用地基夯實(shí)、土層換填及充填灌漿等方法強(qiáng)化地質(zhì)的穩(wěn)定性與承載力，使施工區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)條件能夠進(jìn)行建筑土木工程施工與持續(xù)建設(shè)，提升施工階段的安全管理效能，盡可能地減少不必要的資源浪費(fèi)，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)自然生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。

3.3 實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)階段可持續(xù)性發(fā)展

設(shè)計(jì)圖紙是建筑土木工程建設(shè)施工的數(shù)據(jù)支撐，因此在設(shè)計(jì)階段融合可持續(xù)發(fā)展理念是保障工程建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的重要前提，設(shè)計(jì)人員必須根據(jù)施工要求和施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況進(jìn)行圖紙繪制。傳統(tǒng)工程項(xiàng)目中的施工規(guī)劃設(shè)計(jì)過(guò)于注重經(jīng)濟(jì)效益和建設(shè)難度系數(shù)，因此在工程建設(shè)過(guò)程中往往存在一定的工程沖突、工程質(zhì)量不足以及工程資源利用率不高等問(wèn)題。而為了實(shí)現(xiàn)建筑土木工程的可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)滿足人們對(duì)高品質(zhì)建筑的追求，需要在設(shè)計(jì)階段加強(qiáng)環(huán)保、節(jié)能與清潔等相關(guān)理念的滲透，強(qiáng)化經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境發(fā)展之間的協(xié)調(diào)平衡，充分體現(xiàn)建筑土木工程建設(shè)低污染、低能耗的設(shè)計(jì)理念。

同時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要在工程設(shè)計(jì)階段對(duì)項(xiàng)目建設(shè)與可持續(xù)發(fā)展之間的預(yù)算沖突進(jìn)行評(píng)估，對(duì)工程造價(jià)預(yù)算編制和工程建設(shè)資金配置進(jìn)行優(yōu)化，并利用項(xiàng)目區(qū)域周圍的自然景觀來(lái)平衡環(huán)境與項(xiàng)目的關(guān)系，確保項(xiàng)目與環(huán)境能夠充分結(jié)合。此外，設(shè)計(jì)人員還需考慮總體規(guī)劃設(shè)計(jì)與建筑設(shè)計(jì)方案的一致性，增強(qiáng)建筑土木工程施工規(guī)劃方案的可操作性，使其突顯建筑本身獨(dú)特性的同時(shí)符合大眾審美，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的自然銜接。

3.4 實(shí)現(xiàn)工程施工可持續(xù)性發(fā)展

在施工階段秉承可持續(xù)發(fā)展的理念，關(guān)系到建筑土木工程能否真正實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。在以往的建筑土木工程施工中未對(duì)可持續(xù)發(fā)展進(jìn)行深入探索，導(dǎo)致傳統(tǒng)的施工工藝與施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的過(guò)程中仍存在諸多不足之處，工程建設(shè)施工新工藝與新技術(shù)的普及率還有待提高。

施工管理人員需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)各類工程施工技術(shù)的研究，運(yùn)用新設(shè)備，遵循施工新理念，以高新技術(shù)為基礎(chǔ)，做好數(shù)據(jù)收集、整理以及分析工作，確保工程項(xiàng)目施工實(shí)現(xiàn)高效、綠色和節(jié)能的目標(biāo)[5]。此外，施工管理人員需要定期組織施工人員開(kāi)展施工研討會(huì)，對(duì)新施工技術(shù)與新施工工藝的要點(diǎn)進(jìn)行講解，一方面可以提升施工人員的施工技術(shù)水平，另一方面還能夠強(qiáng)化施工管理人員對(duì)施工人員行為及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的控制力度，使工程施工質(zhì)量處于可控狀態(tài)。以建筑風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別為例，建筑結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測(cè)是利用科學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)建筑監(jiān)測(cè)方法的創(chuàng)新，一定程度上也會(huì)促進(jìn)對(duì)自然生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。通過(guò)在建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部安裝傳感器設(shè)備，利用傳感器返回的數(shù)據(jù)信息，結(jié)合傳感器的高檢測(cè)精度和檢測(cè)效率對(duì)建筑結(jié)構(gòu)整體的安全性、穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)估，進(jìn)而避免傳統(tǒng)人工監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不精確的問(wèn)題。這種新型的施工模式不僅運(yùn)用在建筑工程中，同時(shí)在公路、橋梁等建設(shè)項(xiàng)目中也得到了進(jìn)一步的推廣。

3.5 實(shí)現(xiàn)后期廢料再利用可持續(xù)性發(fā)展

在開(kāi)展工程管理工作時(shí)，需要嚴(yán)格按照國(guó)家出臺(tái)的相關(guān)政策以及規(guī)范要求，建立健全建筑土木工程施工廢料處理體系，針對(duì)污水排放、固定垃圾堆放及建筑廢料的二次利用等多個(gè)方面制定細(xì)則，確保所有作業(yè)都能按照標(biāo)準(zhǔn)和要求執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑廢料的有效管控，并挖掘其潛在價(jià)值，從而減少工程建設(shè)的材料成本費(fèi)用，強(qiáng)化建筑企業(yè)對(duì)工程建設(shè)的成本控制。另外，在處理建筑廢料時(shí)需要根據(jù)不同材料的應(yīng)用特點(diǎn)、材料特性以及可加工性進(jìn)行分類處理。對(duì)可以再次使用或能夠通過(guò)二次加工方法實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用的建筑廢料，應(yīng)當(dāng)對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)籌管理和歸整保存，并建立廢料修復(fù)系統(tǒng)以持續(xù)使用這些材料，使建筑廢料能夠真正變廢為寶，將建設(shè)成本降至最低。對(duì)功能性損傷嚴(yán)重且無(wú)法再利用的材料，則應(yīng)通過(guò)科學(xué)合理的建筑廢料處理方式，如焚燒、填埋或粉碎等降低廢料對(duì)環(huán)境的影響，滿足建筑土木工程可持續(xù)發(fā)展理念中對(duì)材料使用的相關(guān)要求。

3.6 強(qiáng)化工程施工資源的合理利用

建筑土木工程的施工資源，不但包括了在施工過(guò)程中所利用的材料資源和土地資源，還包含了新型能源。建筑土木工程普遍存在著施工規(guī)模大、資源使用多的特征，若無(wú)法做到對(duì)各環(huán)節(jié)建設(shè)資源的合理使用和控制，則會(huì)出現(xiàn)資源浪費(fèi)的問(wèn)題，這不僅會(huì)增加工程的建造成本，而且會(huì)對(duì)自然生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生不利影響。

因此，建筑企業(yè)和施工團(tuán)隊(duì)需要對(duì)施工資源予以足夠的重視，提高施工資源的有效利用率。而B(niǎo)IM 技術(shù)作為建筑土木工程中的新型技術(shù)，能夠通過(guò)可視化模擬來(lái)明確工程建設(shè)各項(xiàng)工序的資源使用狀態(tài)，提高施工資源利用率。對(duì)此，建筑企業(yè)需要合理利用BIM 技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)（表1），開(kāi)展工程施工資源配置優(yōu)化工作。

表1 BIM 技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)

根據(jù)表1 可以發(fā)現(xiàn)，BIM 技術(shù)能夠?qū)⒔ㄖ聊竟こ淌┕ば畔⑦M(jìn)行匯總并結(jié)合計(jì)算機(jī)軟件建立三維數(shù)據(jù)模型，而且可以對(duì)工程施工的全過(guò)程進(jìn)行可視化模擬。管理人員能夠在模擬過(guò)程中明確工程施工過(guò)程中存在的質(zhì)量及安全風(fēng)險(xiǎn)，繼而采取有效措施進(jìn)行防控，有效降低工程成本，提高工程施工資源利用率[6]。建筑企業(yè)可以將節(jié)省下來(lái)的工程成本用于建筑土木工程的其他項(xiàng)目，有效優(yōu)化工程施工資源配置、改善資源使用狀態(tài)、強(qiáng)化物盡其用的物資使用原則，從而促進(jìn)建筑企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

此外，建筑企業(yè)必須清楚地了解到，合理利用資源并不是一味地節(jié)省資源。資源的使用應(yīng)以滿足建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范條件為基礎(chǔ)，在保證工程建設(shè)質(zhì)量的前提下進(jìn)一步提高資源的利用效率，從而優(yōu)化資源利用模式，最終實(shí)現(xiàn)土木工程建設(shè)各環(huán)節(jié)都能滿足預(yù)期要求。

4 結(jié)語(yǔ)

本文基于可持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展的視角對(duì)其與建筑土木工程的結(jié)合進(jìn)行了思考。通過(guò)對(duì)可持續(xù)發(fā)展理念與建筑土木工程結(jié)合的多個(gè)途徑進(jìn)行分析，將這一理念融入到準(zhǔn)備階段、設(shè)計(jì)階段和施工階段，并采取科學(xué)選取建筑材料、優(yōu)化控制施工環(huán)節(jié)、科學(xué)規(guī)劃設(shè)計(jì)方案、有效管控建筑廢料以及利用BIM 技術(shù)優(yōu)化施工資源配置等一系列措施來(lái)提升建筑土木工程對(duì)工程建設(shè)資源的有效利用。