探析可持續創新發展與建筑土木工程結合

陸春杰

1 建筑土木工程秉承可持續發展的原則

在工程項目的建設階段會使用大量的建筑材料，將可持續發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，而且可以推動建筑行業的長遠發展。建筑土木工程遵循的可持續發展的基本原則與特點包括以下幾點。

1.1 尊重自然條件

由于建筑土木工程的建設是在特定區域內進行的，施工過程中難免對周邊環境產生的影響，破壞周邊環境的生態系統穩定性。因此，建筑土木工程建設與施工應當充分尊重自然條件，將工程建設對環境的影響降到最低，實現建筑與環境的相互融合。

1.2 強化可再生能源利用

為實現建筑土木工程的可持續發展，必須降低建筑工程能耗，強化可再生能源的利用。結合現代建筑結構設計趨于高層化、個性化以及多樣化的特點，在建筑設計階段需要考慮對風能、太陽能和雨水資源的強化利用，從而保障建筑土木工程資源的可持續發展[1]。

1.3 優化土地資源利用

由于城鎮化進程加快，城市人口數量的持續增長與城市土地資源的持續縮減產生了矛盾，因此需要對建筑土木工程土地資源的使用狀態進行優化，強化土地資源的有效利用，在緩解城市土地資源緊缺的同時，為建筑土木工程的后期改造與擴建留存一定的土地資源。

1.4 貫徹綠色建筑土木工程的發展理念

建筑工程的可持續發展不僅需要建筑土木工程本身符合其持續、綠色的發展觀念，還需要充分考慮建筑與自然生態環境兩者間的關系，將兩者有效銜接起來，提升建筑層次的同時也讓建筑為自然生態環境提供支持與保護，達到兩者相互促進的目的。貫徹實施綠色建筑土木工程發展理念，在工程建設的過程中執行可持續發展戰略，并貫穿于整個工程建設的全過程。

2 可持續創新發展與建筑土木工程的結合路徑

2.1 準備階段的結合途徑

在建筑土木工程的準備階段，必須做好調查工作，充分了解人們的訴求，并結合其經濟收入和對居住環境的期望作為建筑設計的依據，從而建設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格及其適用性之后，將工程項目建設所需要的各種建筑材料轉移到工廠進行大規模生產。工廠以流水線生產系統來制造建設材料，同時對不同種類的材料進行分類。通過這種方式可以實現區域化生產，有利于整合施工現場附近的資源，同時可以降低建筑材料的運輸費用，以更具成本效益地生產出工程項目施工所需的組件。

2.2 設計階段的結合路徑

設計環節是工程項目的重要組成部分之一。在此階段，建筑企業必須清楚了解建筑類型的差異，并根據建筑工程所在區域的社會人文環境、自然生態環境、城市持續發展建筑規劃以及特色文明城市發展戰略等對建筑設計類型進行適當調整[2]。這一階段會涉及許多內容，如市政工程、園林景觀工程以及給排水工程等相關工程設計，是建筑土木工程在設計階段實現可持續創新發展核心要素。

另外，在建筑物的設計階段，建筑企業同樣需要秉承可持續創新發展理念，結合建筑土木工程建設選址的地理條件和城市規劃建設方案，對建筑結構和施工規劃方案進行科學合理的設計。并且為了進一步保證建筑設計同時兼具合理性和科學性，滿足可持續發展建筑的功能性需求，設計人員還需要充分運用建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術、計算機技術及信息技術構建建筑信息模型，進行建筑土木工程建設的可視化模擬。根據模擬結果數據分析建筑設計中存在的問題，并對其進行針對性優化，提升建筑設計的合理性，確保建筑土木工程的質量。

2.3 施工階段的結合路徑

建筑土木工程的施工階段一般包括生產、運輸以及安裝3 個部分，裝配式建筑和傳統建筑都適用此模式。裝配式建筑技術被建筑行業廣泛采納，主要原因是其生產效率較高，只需生產制造出與設計方案相同的零件就能進行安裝[3]。在生產階段，必須根據實際情況檢查零件的質量，尤其要對零件的尺寸、型號以及使用材質進行核驗，如果零件的質量無法得到有效保障，那么建筑土木工程的質量就會受到影響。

3 可持續創新發展與建筑土木工程運用結合的具體措施

3.1 科學選取建筑工程材料

為了確保建筑土木工程的可持續發展，對于建筑材料的選擇需要立足長遠，選擇綠色環保、對環境污染小的材料，并盡可能地減少傳統材料的使用量，選取豐富多樣的新型優質、輕質材料[4]。同時，施工人員與施工現場的管理人員應當對傳統和新型建筑材料的性能、功能以及質量標準等相關信息具有明確的認知，在對建筑材料提出剛度、硬度及強度等性能要求的同時，也要對其在建設過程中產生的噪聲污染、粉塵污染及建筑垃圾等嚴重環境問題引起重視，并需要在材料使用之前進行測試，了解在使用過程中出現的各項污染標準，并采取針對性措施實施有效化污染控制。此外，要加強對新型節能環保型建筑材料的研發力度，提高對非承載部位新型建筑材料的利用率。對強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的同時，降低對社會環境和生態環境的污染。

3.2 實現施工階段可持續性發展

在施工開始之前，施工團隊需要對施工所占區域的環境進行檢查，明確施工現場四周的環境條件是否符合建筑施工標準。同時，還要準確掌握工程建設場地情況、不同施工工序對周邊環境的影響以及土地資源總量來合理規劃施工流程，確保所有施工環節都能得到規范化的控制，強化建筑企業對建筑土木工程的土地資源可持續利用。

通過科學的施工控制，做好對施工現場周邊環境和區域內地質結構的勘察工作，及時避開地質不穩定的地段，對無法規避的不良地質區域，應當采取科學有效的手段對施工區域進行人工改造，如利用地基夯實、土層換填及充填灌漿等方法強化地質的穩定性與承載力，使施工區域內的地質條件能夠進行建筑土木工程施工與持續建設，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，以此實現對自然生態環境的保護。

3.3 實現設計階段可持續性發展

設計圖紙是建筑土木工程建設施工的數據支撐，因此在設計階段融合可持續發展理念是保障工程建設可持續發展的重要前提，設計人員必須根據施工要求和施工現場的具體情況進行圖紙繪制。傳統工程項目中的施工規劃設計過于注重經濟效益和建設難度系數，因此在工程建設過程中往往存在一定的工程沖突、工程質量不足以及工程資源利用率不高等問題。而為了實現建筑土木工程的可持續發展，同時滿足人們對高品質建筑的追求，需要在設計階段加強環保、節能與清潔等相關理念的滲透，強化經濟效益和環境發展之間的協調平衡，充分體現建筑土木工程建設低污染、低能耗的設計理念。

同時，設計人員需要在工程設計階段對項目建設與可持續發展之間的預算沖突進行評估，對工程造價預算編制和工程建設資金配置進行優化，并利用項目區域周圍的自然景觀來平衡環境與項目的關系，確保項目與環境能夠充分結合。此外，設計人員還需考慮總體規劃設計與建筑設計方案的一致性，增強建筑土木工程施工規劃方案的可操作性，使其突顯建筑本身獨特性的同時符合大眾審美，實現經濟效益和環境效益的自然銜接。

3.4 實現工程施工可持續性發展

在施工階段秉承可持續發展的理念，關系到建筑土木工程能否真正實現可持續發展。在以往的建筑土木工程施工中未對可持續發展進行深入探索，導致傳統的施工工藝與施工技術標準在實現可持續發展的過程中仍存在諸多不足之處，工程建設施工新工藝與新技術的普及率還有待提高。

施工管理人員需要進一步加強對各類工程施工技術的研究，運用新設備，遵循施工新理念，以高新技術為基礎，做好數據收集、整理以及分析工作，確保工程項目施工實現高效、綠色和節能的目標[5]。此外，施工管理人員需要定期組織施工人員開展施工研討會，對新施工技術與新施工工藝的要點進行講解，一方面可以提升施工人員的施工技術水平，另一方面還能夠強化施工管理人員對施工人員行為及技術標準的控制力度，使工程施工質量處于可控狀態。以建筑風險識別為例，建筑結構的健康監測是利用科學技術實現對傳統建筑監測方法的創新，一定程度上也會促進對自然生態環境的保護。通過在建筑結構內部安裝傳感器設備，利用傳感器返回的數據信息，結合傳感器的高檢測精度和檢測效率對建筑結構整體的安全性、穩定性進行評估，進而避免傳統人工監測數據不精確的問題。這種新型的施工模式不僅運用在建筑工程中，同時在公路、橋梁等建設項目中也得到了進一步的推廣。

3.5 實現后期廢料再利用可持續性發展

在開展工程管理工作時，需要嚴格按照國家出臺的相關政策以及規范要求，建立健全建筑土木工程施工廢料處理體系，針對污水排放、固定垃圾堆放及建筑廢料的二次利用等多個方面制定細則，確保所有作業都能按照標準和要求執行，實現對建筑廢料的有效管控，并挖掘其潛在價值，從而減少工程建設的材料成本費用，強化建筑企業對工程建設的成本控制。另外，在處理建筑廢料時需要根據不同材料的應用特點、材料特性以及可加工性進行分類處理。對可以再次使用或能夠通過二次加工方法實現循環利用的建筑廢料，應當對其進行統籌管理和歸整保存，并建立廢料修復系統以持續使用這些材料，使建筑廢料能夠真正變廢為寶，將建設成本降至最低。對功能性損傷嚴重且無法再利用的材料，則應通過科學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環境的影響，滿足建筑土木工程可持續發展理念中對材料使用的相關要求。

3.6 強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模大、資源使用多的特征，若無法做到對各環節建設資源的合理使用和控制，則會出現資源浪費的問題，這不僅會增加工程的建造成本，而且會對自然生態環境的可持續發展產生不利影響。

因此，建筑企業和施工團隊需要對施工資源予以足夠的重視，提高施工資源的有效利用率。而BIM 技術作為建筑土木工程中的新型技術，能夠通過可視化模擬來明確工程建設各項工序的資源使用狀態，提高施工資源利用率。對此，建筑企業需要合理利用BIM 技術的優缺點（表1），開展工程施工資源配置優化工作。

表1 BIM 技術優缺點

根據表1 可以發現，BIM 技術能夠將建筑土木工程施工信息進行匯總并結合計算機軟件建立三維數據模型，而且可以對工程施工的全過程進行可視化模擬。管理人員能夠在模擬過程中明確工程施工過程中存在的質量及安全風險，繼而采取有效措施進行防控，有效降低工程成本，提高工程施工資源利用率[6]。建筑企業可以將節省下來的工程成本用于建筑土木工程的其他項目，有效優化工程施工資源配置、改善資源使用狀態、強化物盡其用的物資使用原則，從而促進建筑企業的可持續發展。

此外，建筑企業必須清楚地了解到，合理利用資源并不是一味地節省資源。資源的使用應以滿足建設標準和規范條件為基礎，在保證工程建設質量的前提下進一步提高資源的利用效率，從而優化資源利用模式，最終實現土木工程建設各環節都能滿足預期要求。

4 結語

本文基于可持續創新發展的視角對其與建筑土木工程的結合進行了思考。通過對可持續發展理念與建筑土木工程結合的多個途徑進行分析，將這一理念融入到準備階段、設計階段和施工階段，并采取科學選取建筑材料、優化控制施工環節、科學規劃設計方案、有效管控建筑廢料以及利用BIM 技術優化施工資源配置等一系列措施來提升建筑土木工程對工程建設資源的有效利用。