基于绿色施工理念的建筑工程施工组织设计优化研究
徐金意
武汉新科世纪建设有限公司 湖北省武汉市 430060
当前,全球生态环境面临着前所未有的压力,建筑业作为资源消耗大户和碳排放的重要来源,亟需向绿色、环保、高效的方向转型。在政策引导和市场需求双重驱动下,绿色施工理念逐渐成为行业发展的新共识。与传统施工方式相比,绿色施工更加注重全过程的环保控制与资源节约,通过技术创新与管理升级,实现对施工全过程的精细化管控。然而,在实际工程应用中,绿色理念往往流于形式,施工组织设计仍以进度和成本为核心,缺乏对生态效益的系统考量。这种脱节不仅限制了绿色施工的推广效果,也不利于工程项目的长期可持续运营。因此,深入探讨绿色施工理念下施工组织设计的优化策略,对于推动建筑行业高质量、低碳发展具有重要现实意义。
一、绿色施工理念与施工组织设计的融合分析
(一)绿色施工理念的内涵与原则
绿色施工是指在施工全过程中贯彻节能、环保、降耗、增效的理念,通过技术与管理手段最大限度降低施工活动对环境的不良影响,同时提升资源利用效率,实现施工活动的经济性与生态性的有机统一[1]。其核心原则包括节能降耗、减污增效、生态保护以及安全文明施工四个方面。节能降耗方面,强调采用高效施工设备与能耗监测系统,如通过使用 LED 施工照明系统代替传统高压钠灯,可实现 60% 以上的节能效果;同时引入变频控制技术可进一步优化电力使用结构。减污增效则主要通过封闭式施工、低噪声设备和湿法作业等技术手段控制污染源,例如使用混凝土泵车替代传统翻斗车运输方式,有效减少二次扬尘污染。在生态保护方面,施工过程中需设置边坡防护网、临时绿化区和雨水收集系统,以降低对自然环境的扰动,地基阶段可铺设土工布保护原始表土。而在安全文明施工方面,则应强化现场定置管理,优化物流路径,推广使用具备 GPS 定位与 AI 预警功能的塔吊与重型机械设备,实现动态安全监管与施工秩序的智能化管控。
(二)施工组织设计的基本内容与作用
施工组织设计是施工项目实施过程中的总体指导性文件,涵盖施工总体部署、进度计划安排、资源配置方案、施工技术路线及现场管理措施等核心内容,是确保工程质量、工期与效益达成的重要基础。其主要作用体现在对施工资源的系统调配上,通过科学安排人力、材料和机械设备的投入,避免资源浪费和重复投入;在进度控制方面,借助施工进度网络图和关键线路的编排,实现各节点任务的精准可控;同时,通过明确不同阶段的施工任务与责任分工,推动项目管理的标准化与流程化;此外,施工组织设计还需设定安全与质量控制的具体目标,落实全过程的技术风险预判与应对机制,从而保障施工过程的有序、高效与安全。
(三)绿色施工理念与传统施工组织设计的差异与联系
绿色施工理念引入后,对传统施工组织设计提出了更高的要求。从理念层面看,传统设计多聚焦于工期与成本,而绿色施工则引入“环境成本”与“生命周期价值”评价体系;从方法层面,传统设计更注重“静态资源计划”,而绿色设计强调“动态能效反馈机制”;管理层面上,绿色施工强调施工全过程的环保绩效考核体系建设与信息化支撑。二者在目标上并不矛盾,通过有机融合,绿色施工理念可成为优化传统施工组织设计的催化剂,实现管理目标的多元统一。
(四)融合必要性与可行性分析
随着生态文明建设不断深化,推动绿色施工已成为建筑行业发展的必然趋势。在政策推动下,各级政府持续加强对施工环保、节能减排的监管,工程项目在申报与审批阶段越来越多地将绿色施工作为必要条件[2]。在技术层面,信息化建设不断深入,BIM 技术、物联网监测、能耗计量系统等手段为施工全过程的绿色管理提供了可靠的技术支持和数据基础,有效提升了施工组织设计的科学性与精细化水平。从市场需求来看,绿色施工能力已成为衡量建筑企业综合竞争力的重要指标,在工程招投标过程中具有明显优势。因此,从政策导向、技术支撑和市场机制三方面综合考虑,绿色施工理念与施工组织设计的融合不仅必要,而且具备高度的现实可行性。
二、当前建筑工程施工组织设计中存在的问题
(一)绿色理念应用不足
当前多数施工组织设计仍以传统的“进度—成本”逻辑为核心目标,忽视了绿色施工在工程全生命周期中的重要价值,绿色指标往往流于形式,缺乏系统性的量化考核标准。在项目策划与施工组织方案编制阶段,鲜有专门设置绿色施工专项计划或绿色施工保障体系,对节能型设备、环保材料的选用缺乏明确要求和强制机制。例如,部分施工单位未优先选用经绿色建材认证的低 VOC 涂料、节能型水泥、无醛模板等材料,导致施工现场环境污染控制效果不佳。更为突出的是,项目管理团队对绿色施工理念理解不足,缺乏系统培训和实操经验,基层施工人员环保意识淡薄,绿色施工管理培训在一些项目中的覆盖率甚至不足 30% ,制约了绿色理念的全面落地。
(二)施工资源配置不合理
施工现场资源配置存在超配、误配和低效使用等问题,导致资源浪费和施工成本增加。例如,在混凝土浇筑作业中,普遍使用大功率泵车长时间运行,未采用变频控制技术或自动启停系统,造成高负载下的无效能耗;部分工地未设立雨水回收池或蓄水沉淀系统,施工用水重复利用率普遍低于 20% ;钢筋加工未集中布置,普遍采用现场散切方式,导致下脚料不能有效回收,材料浪费率高达 5%~8%c 。此外,机械设备在不同时段未进行负荷调配,往往出现低效闲置或能源浪费现象,反映出资源配置缺乏科学统筹与绿色优化理念。
(三)施工环境控制能力薄弱
当前施工项目在环境控制方面普遍缺乏系统性、预防性的管理策略,导致环境污染风险频发。一些工地临时堆土未采取覆盖、防护措施,遇雨即发生泥水外流,对周边水体和道路造成污染;扬尘控制多仅依赖人工洒水或固定时间喷淋,缺乏按PM 浓度动态调控的喷淋系统,导致治理效果不稳定;噪声管理措施滞后,夜间施工常引发周边居民投诉,仅设置简易围挡难以有效隔音。施工废弃物处理方面,普遍缺乏分类管理与再利用机制,建筑垃圾与生活垃圾混合堆放、随意倾倒现象仍然存在,垃圾回收利用率普遍低于 30% ,远未达到绿色施工的管理要求。
(四)施工信息化与智能化水平不高
尽管当前部分施工项目已引入智慧工地平台,但大多数信息化应用仍停留在进度统计、人员考勤等基础层面,对绿色施工缺乏有效支撑。多数项目未建立基于 BIM 的能耗模拟与绿色指标预测系统,施工过程中缺乏对水、电、油等资源的动态监测与反馈机制。例如,扬尘在线监测系统未与喷淋除尘系统联动,无法根据实际污染浓度自动启动降尘作业;建筑设备的运转效率未与能耗数据实时关联,未实现节能优化调度;数据采集系统覆盖不全,缺乏对绿色施工全过程的可视化、可追溯管理。信息化手段的缺位直接导致绿色施工设计与执行之间的断层,也限制了施工组织在绿色转型中的技术提升空间。
三、基于绿色施工理念的施工组织设计优化路径
(一)优化施工组织结构
为了实现绿色施工目标,项目管理体系应从组织结构层面进行调整与优化,增设“绿色施工管理小组”,并明确其在施工全过程中的职责与权限,确保绿色理念真正落地实施。该小组由项目总工程师担任组长,下设绿色施工专员岗位,具体负责绿色材料审查、节能设备配置建议、现场环保监控及绿色技术落地等任务 [3]。与此同时,项目内部要建立跨专业、跨部门的横向协同机制,确保施工、采购、预算、质检等关键环节实现绿色指标的信息共享与责任联动。例如,在材料采购阶段,绿色施工专员可参与审核是否选用了低碳水泥、节能空调、环保模板等符合绿色标准的建材,避免不达标材料进入现场影响施工质量与环保目标。此外,绿色考核应纳入项目绩效评价体系中,建议将绿色目标考核权重设置在项目综合考核指标的15% 以上,以形成制度驱动和结果导向,提升项目团队的绿色管理意识和执行力。
(二)推动绿色施工技术应用
技术是实现绿色施工的核心支撑。在具体施工过程中,应有计划地引入节能环保型施工工艺与设备,实现从源头到过程的全面绿色化管理 [4]。如地基处理阶段,可采用 CFG 桩(粉煤灰 - 砂砾 - 水泥)复合地基技术,不仅提升地基承载力,还减少传统换填带来的土方开挖和建筑垃圾排放,尤其适用于软土地区的高层建筑基础;混凝土结构施工中,推荐使用高性能矿物掺合料,如替代水泥 30%~40% 的粉煤灰或矿渣微粉,这不仅可有效降低 CO2 排放,还改善混凝土的工作性、泵送性能与后期耐久性;在现场临时设施建设中,可采用太阳能光伏板供电的移动照明系统,代替柴油发电照明塔,降低能源消耗和噪声污染,特别适用于交通管控严格或供电接入困难的场地。此外,如塔吊等大型设备可选用电驱动并带有能量回收功能的机型,在频繁启停作业中可实现能耗回馈,提升能源使用效率,同时减少施工期间的碳排放总量,助力绿色工地目标的实现。
(三)加强施工现场环境管理
绿色施工要求施工现场环境实现全过程、全区域、全工序的环保管控。首先应在施工组织设计阶段进行环境影响预测评估,明确高污染、高能耗环节的重点控制目标,并划定绿色施工控制区域,对施工主通道、加工区、堆放区实施差异化管理。现场应统一采用围挡、地面硬化与喷淋降尘的一体化方案,构建防尘闭环。自动喷雾系统应与 PM2.5 监测系统联动运行,在检测数据超过设定阈值时自动启动,实现精准降尘。垃圾处理方面,应设立封闭式分区垃圾处理站点,对建筑废弃物、生活垃圾、危险废物等进行分类回收、登记备案,并与当地再生资源企业建立转运合作。例如,废钢筋可统一切割打包后送入加工厂二次利用;混凝土废料可送入资源化处理站制成再生骨料。对于施工废水,如混凝土搅拌清洗水、洗车槽废水等,应配备小型移动式废水处理设备,现场净化处理后回用于洒水、清洁等非饮用环节,提升水资源回用率,目标不低于60%。
(四)引入BIM 与信息化管理手段
信息化是提升绿色施工组织效率的重要途径。施工组织设计中应整合 BIM 技术,构建“BIM+ 绿色施工”综合管理平台,借助三维可视化模型对施工流程进行精确模拟,并结合绿色指标如单位能耗、单位碳排量、材料损耗率等进行比选分析与优化决策 [5]。例如,在选择模板支撑方案时,可通过 BIM 模型对比钢模板与塑料模板在施工周期、拆模时间、可重复使用次数等维度的数据,得出更优绿色方案。在现场执行环节,应布设物联网感应设备与RFID 标签,对钢筋、模板、水泥等关键建材实现入库—运输—安装全过程追踪,并实时采集用量、能耗、施工状态等信息,实现资源动态监管与可追溯管理。同时,系统可与智慧工地平台对接,通过 AI 算法分析气象条件与现场粉尘浓度,提前预测扬尘高发时段,提前部署自动喷淋与作业优化。通过信息化手段的深度融合,可实现施工现场绿色指标的动态管理与持续优化,显著提升施工组织设计的科学性、执行力与环境适应能力。
总结:
绿色施工作为建筑行业可持续发展的核心方向,正在逐步改变传统施工组织设计的思维与实践模式。本文从绿色施工理念出发,结合当前施工管理中存在的实际问题,提出了从组织结构优化、绿色技术应用、现场环境控制以及信息化手段引入等多个方面的优化路径。研究表明,将绿色理念系统融入施工组织设计,不仅有助于降低资源消耗和环境污染,还能显著提升项目管理效率、工程质量与综合效益。未来应进一步推动绿色施工在技术手段、管理体系和政策支持层面的协同发展,强化绿色标准的执行力与普适性,为建筑工程高质量发展提供坚实支撑和长效动力。
参考文献:
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