2015年, 中央政府明确提出了“绿色”发展要求;国家“十三五”发展规划也明确提出“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念;十九大报告阐述了加快推进生态文明体制改革、建设美丽中国的战略目标。我国已将绿色发展提到国家和社会发展的战略地位。绿色施工是建筑行业绿色发展理念的重要体现和实践, 是建设美丽中国的具体举措。因此, 深入推进和实施绿色施工已是大势所趋。

目前, 我国绿色施工正如火如荼地进行, 绿色施工技术研发和应用越来越深入, 绿色施工效果也越来越显著。但是, 我国绿色施工的推进主要注重于实施过程和技术, 对绿色施工效果的评价仅限于《建筑工程绿色施工评价标准》的半定量评价。目前, 针对绿色施工实施效果的在线监测技术和相应定量评价方法的研究和应用不足, 这在很大程度上限制了绿色施工的实施。因此, 确定科学的评价指标并进行实时监测, 采用量化评价方法对工程项目绿色施工程度进行量化评价并加强推广应用已势在必行。

在20世纪30年代初期, 美国建筑师首次提出了“少费而多用”的应用原则, 为绿色施工的进一步发展提供了强有力的理论支撑。80年代初期, 在循环经济的刺激下, 以美国为代表的发达国家大力推广应用绿色施工技术, 并制定了相应的绿色施工法律法规, 颁布实施了一系列绿色施工奖惩制度, 迫使建筑施工企业开始逐步转型, 向以绿色施工为主的方向发展。

与此同时, 以德、日为首的发达国家根据本国实情制定了较为可行、完善的绿色施工评估方法。20世纪90年代, 基于生态积分和全生命周期概念, 英国率先颁布了首个绿色建筑评价体系, 即《英国建筑研究组织环境评价法》, 该评价体系对地区性问题、全球性问题、使用管理问题和室内环境问题等几个方面做了细致评价。之后, 其他国家陆续出台了评价体系, 较为完整的有日本CASBEE体系、加拿大GBC评价体系等。2009年, 新加坡颁布了《绿色与文明施工标准》, 详细规定了绿色施工的具体实施措施, 并以减少对周围环境影响和降低建筑施工能耗为核心, 涵盖节材、节能、节水、空气及环境控制等内容, 得到业界广泛认可。

针对奥运工程项目, 我国在“绿色奥运”中提出《绿色奥运建筑评估体系》, 但该评估体系局限性较大。紧接着我国又颁发了《绿色建筑评价标准》《建筑工程绿色施工评价标准》等。这些评价标准主要采用半定量评价方法, 如绿色施工评价体系采用定性评价指标对工程施工过程采用半定量评价, 这种评价主观判断依然占很大比例, 以致绿色施工评价结果人为依赖性较大。

纵观相关研究, 对目前绿色施工在线监测评价技术进行较为完整的总结、归纳。对于绿色施工的评价还是从定性或半定量角度进行;绿色施工在线监测和量化评价技术需加强研究和推广应用。

绿色施工在线监测与量化评价技术, 是通过在施工现场安装智能监测装置, 并借助通信设备和计算机软件, 以数字化方式对施工现场水耗、能耗、材料消耗、扬尘、施工噪声、大型施工设备运行状况等绿色施工指标数据进行实时监测、记录、分析、评价和预警监测。同时, 根据评价结果, 利用PDCA循环对绿色施工技术和方案进行优化和改进, 降低环境污染, 提高资源利用率, 实现绿色施工。

绿色施工涉及材料、装备、技术、工艺和管理等诸多方面。根据绿色施工现场的施工流程以及施工特点, 在保证施工能顺利进行和实施的前提下, 绿色施工监测内容应尽可能全面, 采用最低的成本获取最大限度的绿色施工数据。绿色施工在线监测内容应包括但不限于图1所示内容。由于节地与施工用地保护尚无法采用设备进行监测, 故暂未包含在监测框架中。

结合实际工程和建筑业发展需求, 依据绿色施工的内涵和概念, 绿色施工量化评价框架 (见图2) 主要包括节材与材料资源利用、节能与能源利用、节水与水资源利用、节地与施工用地保护、环境保护以及进度、质量、安全等常规内容。结合相应的规范标准、施工经验、工程所处环境以及借鉴类似工程, 确定各项指标的目标值, 并与监测收集的实际值进行比较、整理、分析, 从而实现对绿色施工的量化评价。

绿色施工量化评价以在线监测技术为基础, 以数据传输技术为通信手段, 分为数据处理子系统、数据中心、现场监测子系统3部分。数据处理子系统将初步处理的数据信息进行量化评价并依据授权发布相关数据;数据中心负责实时接收数据和初步的存储、处理;现场监测子系统由分散在各监测点的HCC可编程通讯处理器和智能传感器组成监测节点, 借助通信运营公司覆盖的GPRS无线通信方式进行数据的传输和转发, 达到实时监测施工现场用水、用电、用材、施工产生的粉尘和噪声、风向风速等数据。

1) 科学性在选择监测内容和评价指标时, 要充分体现绿色施工的基本思想, 监测内容要结合评价指标合理选择, 监测点要布局恰当;评价指标体系不能过多而出现交叉重叠现象, 也不能过少而使指标信息不能涵盖主要评价内容, 最终影响评价结果。

2) 动态性绿色施工在线监测及其评价是一个动态调整过程, 监测内容与评价指标应根据工程、地点、时间和阶段的不同, 采取相应的评分标准和权重系数。评价指标体系要随着绿色施工技术标准的不断更新而进行修订完善, 做到与时俱进。同时也要将监测和评价结果反馈到施工, 指导施工现场绿色施工的完善和改进。

3) 全面性绿色施工在线监测与评价, 必须确保实事求是、客观公正、全面合理。必须保证针对整个施工过程, 从基础、主体到安装、装饰装修的各阶段进行全面系统的监测、评价和分析。

4) 实操性监测内容的确定和评价指标的选取需具备可比性和可操作性, 减少人为因素的影响, 确保评价结果可信真实, 更好地指导工程项目绿色施工。

绿色施工评价指标体系是在“四节一环保”量化评价框架的基础上, 借鉴国内外相关评价方法和体系, 如《绿色建筑技术导则》《绿色施工导则》《绿色建筑评价标准》《建筑工程绿色施工评价标准》及LEED, BREEAM等, 并结合绿色施工方面有丰富经验的专家意见及工程实际需求, 对节材与材料资源利用、节能与能源利用、节水与水资源利用、节地与施工用地保护、环境保护以及施工管理、常规监测等一级评价指标进行细化和分解, 形成二级评价指标 (见表1~5) , 也可根据工程实际扩展至三级指标。

绿色施工量化评价目标在于利用监测数据评价绿色施工的效果和程度, 并根据评价结果对绿色施工方案和绿色施工技术进行改进、优化, 真正实现绿色施工。因此, 绿色施工量化评价采用单项指标和综合评价相结合的方法。单项指标评价主要用来判定各项指标是否符合绿色要求及其绿色程度, 并及时预警和发现施工中存在的不绿色或绿色度较低的指标和环节。综合评价主要用于判定整个工程项目的绿色程度。绿色施工单项指标评价是综合评价的基础;只有在单项指标均满足要求的前提下, 才能进行绿色施工综合评价。

绿色施工单项指标评价即在施工现场安装智能监测装置并运用通信设备和计算机软件, 随时随地以数字化的方式对各项评价指标进行实时监测, 对单项指标的监测结果进行统计分析, 并与预先设定的目标值进行对比, 从而进行绿色施工单项指标量化评价。当监测值超过设定目标值时, 立即进行预警, 及时发现施工过程中不绿色的指标或环节并进行整改。同时, 通过对比实际监测值和预设目标值的差值, 评价单项指标的绿色程度, 也可对绿色程度较低的指标或环节进行整改, 以提升工程项目的绿色施工水平。

绿色施工综合评价是在单项指标监测和评价的基础上, 充分结合国内外先进的评价方法和指标目标取值, 并参照相关工程经验, 对各评价指标进行百分制评分, 按线性插值法得到每个评价指标的得分。同时, 利用层次分析法确定各评价指标的权重, 从而得到工程项目绿色施工综合得分。根据综合得分可评判工程项目的绿色程度, 对工程项目的绿色施工划分等级。

绿色施工在线监测与量化评价技术, 对工程施工全过程中的环境保护、节水、节材、节能、节地及质量、安全、进度、成本等常规内容选取合适的指标进行实时监测, 实现了对绿色施工实施效果的定量评价, 适用于具有质量标准化示范、科技示范目标的工程项目。该项技术已在工程项目中得到成功应用, 降低了施工现场噪声和扬尘, 改善了施工现场和附近区域的环境质量, 保证了工程建设各项工作的顺利进行。在绿色施工评价、安全文明生产等各方面产生了良好效果, 有效促进了工程项目绿色施工的推进和实施。