【摘要】綠色建筑成為未來建筑行業(yè)發(fā)展的主要方向。綠色建筑可以極大地降低能耗節(jié)約能源，為緩解全球的資源緊張作出重要貢獻。數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，推動了綠色建筑的創(chuàng)新及實踐，為其帶來了新的機遇。文中闡述了數(shù)字化技術(shù)在綠色建筑中的應用，并分析了數(shù)字化技術(shù)下的綠色建筑創(chuàng)新與實踐，希望此研究對綠色建筑的發(fā)展能夠有所幫助，并提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字化技術(shù)；綠色建筑；智能建造

【中圖分類號】TU201 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-6028（2024）07-0007-03

0 引言

隨著全球氣候變化和環(huán)境問題的日益嚴重，綠色建筑作為一種可持續(xù)發(fā)展的方式，逐漸成為建筑行業(yè)的主流趨勢。數(shù)字化技術(shù)為綠色建筑的創(chuàng)新與實踐提供了新的思路和方法。通過數(shù)字化技術(shù)可以實現(xiàn)建筑的全生命周期管理，提高建筑的能源利用效率，降低建筑對環(huán)境的影響。數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展為綠色建筑帶來了新的機遇，可推動綠色建筑的創(chuàng)新和實踐。

1 數(shù)字化技術(shù)在綠色建筑中的應用

1.1 建筑信息模型（BIM）的應用

BIM技術(shù)可以將建筑的設(shè)計、施工、運營等全生命周期的信息集成到一個模型中，實現(xiàn)信息的共享和協(xié)同工作，實現(xiàn)多專業(yè)的協(xié)同設(shè)計以及優(yōu)化。BIM技術(shù)在綠色建筑中的應用可以提高建筑的能效、降低能耗和排放，從而促進綠色建筑的可持續(xù)發(fā)展。同時，BIM技術(shù)還有助于提高建筑的質(zhì)量、安全性能和施工效率，為綠色建筑的推廣和應用提供了有力的支持[1]。

1）在規(guī)劃階段。BIM技術(shù)可以提供直觀的建筑信息，包括建筑物的體積、形狀、朝向、光照和熱量等，這些信息可以用于優(yōu)化設(shè)計并提高建筑能效。通過BIM技術(shù)，可以在施工圖設(shè)計階段提前考慮綠色建筑的相關(guān)因素，如墻體、門窗的大小和位置，以及屋面選材等，以便最大限度地利用自然光和通風。

2）在設(shè)計階段。BIM技術(shù)可以生成綠色建筑的設(shè)計模型，包括綠色建筑的能源和水的使用情況，以及建筑的碳足跡等。這有助于設(shè)計師和客戶更直觀地了解綠色建筑的設(shè)計效果，從而更好地優(yōu)化設(shè)計方案。

3）在施工階段。BIM技術(shù)可以提供可視化的施工方案，從而降低施工中的資源消耗和環(huán)境影響。同時，BIM技術(shù)與RFID等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的集成，可以實現(xiàn)建筑施工過程中的智能化和精細化施工管理。

4）在運維階段。BIM技術(shù)可以幫助綠色建筑的運營方更好地管理能源和水的使用情況，并發(fā)現(xiàn)并解決潛在的能源浪費問題。此外，BIM也可以用于制定建筑維修和改造方案，延長建筑的使用壽命。

5）在綠色建筑性能評估上。通過BIM軟件生成的綠色建筑性能評估模型，可以用于評估建筑物的能源和水的使用情況，以及建筑的碳足跡等。這有助于業(yè)主和設(shè)計師了解建筑物的性能，從而更好地優(yōu)化設(shè)計方案。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在綠色建筑中的應用有助于提高建筑的能效、舒適度和安全性，同時減少對環(huán)境的影響。這些技術(shù)的應用將有助于推動綠色建筑的普及和發(fā)展。

通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建筑環(huán)境如溫度、光照、濕度等參數(shù)可以實時監(jiān)測和控制，以提供舒適且節(jié)能的環(huán)境。例如，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以根據(jù)用戶的活動和需求自動調(diào)節(jié)環(huán)境參數(shù)，或者提醒用戶對環(huán)境進行干預。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以幫助建筑進行智能能源管理，包括實時監(jiān)測和優(yōu)化能源使用。如智能插座等物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可以收集能源使用數(shù)據(jù)，并通過分析這些數(shù)據(jù)來識別能源浪費并提出改進措施。這些信息還可以用于制定更有效的能源策略，如遠程控制和調(diào)度建筑中的電氣設(shè)備。

物聯(lián)網(wǎng)傳感器可以用于監(jiān)測建筑結(jié)構(gòu)和內(nèi)部設(shè)備的健康狀況，以便及時發(fā)現(xiàn)并處理潛在的問題，如結(jié)構(gòu)損壞或設(shè)備故障。這有助于延長建筑的使用壽命，同時減少維修和保養(yǎng)的需要，從而降低能源消耗和碳排放。另外，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以集成智能安全系統(tǒng)，實現(xiàn)實時監(jiān)控和預防安全事件的發(fā)生。例如，物聯(lián)網(wǎng)攝像頭可以用于監(jiān)控公共區(qū)域，以便及時發(fā)現(xiàn)并響應任何異常情況。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還可以用于跟蹤和管理綠色建筑材料的使用[2]。

通過物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，建筑師和供應商可以實時了解材料的來源、運輸和使用情況等信息，以確保所有環(huán)節(jié)都符合綠色建筑的標準和要求。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以幫助綠色建筑的運營和維護人員評估其表現(xiàn)并進行優(yōu)化。例如，通過收集和分析能源及水消耗數(shù)據(jù)，可以識別節(jié)能潛力并制定相應的改進措施。

1.3 云計算技術(shù)

云計算技術(shù)在綠色建筑中的應用有助于實現(xiàn)建筑的智能化、高效化和節(jié)能化，同時也符合可持續(xù)發(fā)展的理念。①云計算可以通過收集和分析建筑的各種能源數(shù)據(jù)，實現(xiàn)能源的智能化管理。例如，可以通過遠程監(jiān)控和控制建筑物的空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等，實現(xiàn)能源的高效利用，減少能源浪費。②云計算技術(shù)可以實現(xiàn)對建筑的智能化運維，降低建筑運維的成本。通過云端管理系統(tǒng)，可以實時監(jiān)測建筑的設(shè)備運行狀況，預測設(shè)備的維護時間，實現(xiàn)故障的提前發(fā)現(xiàn)和處理，減少設(shè)備的故障時間和維修成本。③云計算可以通過智能化的控制系統(tǒng)，根據(jù)外界環(huán)境的變化自動調(diào)整建筑物的空調(diào)、照明等系統(tǒng)，實現(xiàn)建筑的舒適性和節(jié)能性的平衡。例如，可以根據(jù)天氣預報和時間表，提前調(diào)整空調(diào)系統(tǒng)，減少能源的浪費。④云計算還可以為綠色建筑設(shè)計提供咨詢服務。通過云計算的大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，可以分析建筑設(shè)計的能耗情況、環(huán)境影響等，為設(shè)計師提供優(yōu)化建議，幫助設(shè)計出更綠色、更節(jié)能的建筑[3]。

1.4 人工智能技術(shù)

人工智能技術(shù)在綠色建筑中的應用可以提高建筑的能源效率、改善室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量、促進可持續(xù)發(fā)展、提高建筑物的環(huán)保表現(xiàn)等。這些技術(shù)的應用將有助于推動綠色建筑的普及和發(fā)展。①人工智能可以通過實時數(shù)據(jù)收集和分析，實現(xiàn)建筑的能源管理。例如，它可以監(jiān)控和控制建筑物的照明、空調(diào)、供暖和通風系統(tǒng)，以優(yōu)化能源使用效率，減少能源浪費，并降低能源成本。②人工智能可以幫助設(shè)計師設(shè)計綠色建筑。例如，它可以提供關(guān)于材料選擇、建筑布局、能源效率等方面的建議，以實現(xiàn)建筑的可持續(xù)性和綠色性。③人工智能可以與傳感器和監(jiān)控設(shè)備相結(jié)合，實時收集和分析環(huán)境數(shù)據(jù)，如溫度、濕度、空氣質(zhì)量等。這些數(shù)據(jù)可以幫助建筑管理人員了解建筑物的環(huán)境表現(xiàn)，并及時采取適當?shù)拇胧﹣砀纳剖覂?nèi)環(huán)境質(zhì)量。④人工智能可以用于研發(fā)和生產(chǎn)智能建筑材料。這些材料可以與建筑物集成，自動調(diào)整其性能，以適應環(huán)境條件的變化。例如，智能窗戶可以根據(jù)光線和溫度自動調(diào)整其透明度，智能屋頂可以根據(jù)天氣條件自動調(diào)整其遮陽性能。⑤人工智能可以幫助管理和分析綠色建筑的數(shù)據(jù)，提供綠色建筑的認證和評估。這可以幫助建筑業(yè)主和運營商了解其建筑的環(huán)保表現(xiàn)，并采取適當?shù)拇胧﹣砀倪M。⑥人工智能還可以用于教育和培訓領(lǐng)域。例如，通過虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術(shù)，可以為建筑師和工程師提供關(guān)于綠色建筑和人工智能技術(shù)的培訓和教育資源，以提高他們的技能和知識水平。

2 數(shù)字技術(shù)下綠色建筑的創(chuàng)新分析

2.1 實現(xiàn)了綠色建筑的精細化管理及智能化控制

數(shù)字化技術(shù)的不斷發(fā)展，并在綠色建筑中廣泛地應用，推動了綠色建筑的創(chuàng)新及發(fā)展。使綠色建筑的精細化管理以及自動化控制的實現(xiàn)成為可能，為綠色建筑的智能化控制以及精細化管理提供了強大的工具[4]。

通過數(shù)字化技術(shù)，可以實時收集和分析各種環(huán)境參數(shù)，如溫度、濕度、光照、空氣質(zhì)量等，以了解建筑的實際運行狀況。這些數(shù)據(jù)可以用于優(yōu)化能源使用，提高舒適度，并減少對環(huán)境的影響。數(shù)字化技術(shù)可以實現(xiàn)建筑的智能控制，如自動調(diào)節(jié)空調(diào)、照明和通風系統(tǒng)，以最大限度地減少能源消耗。此外，系統(tǒng)可以根據(jù)天氣預報和其他預測性數(shù)據(jù)來調(diào)整設(shè)備運行，以實現(xiàn)更高效的能源使用。通過數(shù)字化技術(shù)，可以對綠色建筑材料進行追蹤，確保其來源的可持續(xù)性。這不僅可以保證建筑的質(zhì)量，還可以增強消費者對綠色建筑的信任。

數(shù)字化技術(shù)可以幫助實現(xiàn)能源的精細化管理，包括制定能源使用計劃，分析能源效率，以及實施有效的節(jié)能策略。數(shù)字化系統(tǒng)可以實時監(jiān)測建筑的環(huán)境狀況，并向用戶和監(jiān)管機構(gòu)提供報告，這有助于及時發(fā)現(xiàn)問題，并采取相應的解決措施。數(shù)字化工具可以用于支持綠色建筑的設(shè)計過程，幫助建筑師和工程師優(yōu)化空間布局、材料選擇和系統(tǒng)配置，從而實現(xiàn)更高效的能源利用和更少的環(huán)境影響。通過互聯(lián)網(wǎng)和移動設(shè)備，用戶可以遠程管理建筑設(shè)備，實現(xiàn)更便捷地操控和更高效的能源管理。

2.2 改變了綠色建筑施工方式

傳統(tǒng)的施工方式主要是依靠經(jīng)驗以及大量的人工來完成，而數(shù)字化技術(shù)推動了綠色建筑的發(fā)展，改變了綠色建筑的施工方式，使施工更加精準和高效。例如，在綠色建筑施工中，可以應用3D打印技術(shù)，通過3D打印技術(shù)進行建筑構(gòu)件的預制，使建筑構(gòu)件更加精準，實現(xiàn)綠色建筑的工廠化及工業(yè)化。實踐證明，應用3D技術(shù)預制構(gòu)件比傳統(tǒng)的施工節(jié)約了大量工時，人工投入節(jié)省了25%。同時，構(gòu)件的尺寸更加精確，誤差被控制在±1 mm，提高了施工的精準度。可以完成極為復雜的建筑結(jié)構(gòu)，提高施工的效率及質(zhì)量，使綠色建筑物更加美觀。另外，也可以利用BIM技術(shù)對整個工程進行模擬施工，找出其中存在的問題和缺陷，使施工方案得以優(yōu)化。數(shù)字化技術(shù)的應用，能夠及時進行數(shù)據(jù)的反饋以及預測，對于施工進度能夠更好地進行控制，加強管理和預算，減少成本超支的風險[5]。

2.3 加強建筑運維管理

數(shù)字化技術(shù)推動了綠色建筑運維管理的變革，實現(xiàn)了高效、節(jié)能、環(huán)保的運行，為綠色建筑的運維管理帶來許多優(yōu)勢。例如利用物聯(lián)網(wǎng)（IoT）技術(shù)和各種傳感器，可以實時監(jiān)控建筑的各種參數(shù)，如溫度、濕度、光照、能源使用等。這些數(shù)據(jù)可以被傳送到中央控制系統(tǒng)進行分析，以便及時發(fā)現(xiàn)可能的問題并采取行動。通過分析這些數(shù)據(jù)，可以執(zhí)行預測性維護，防止設(shè)備故障，從而減少意外停機時間，同時延長設(shè)備的使用壽命。

數(shù)字化技術(shù)可以幫助實現(xiàn)更有效的能源管理。例如，可以使用先進的控制系統(tǒng)來調(diào)節(jié)建筑物的溫度，以最有效地使用能源。此外，可以通過智能定價模型和自動調(diào)度程序，根據(jù)價格和需求調(diào)整能源使用。利用遠程辦公和遠程監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)勢，可以在任何地方實時監(jiān)控和管理建筑物的運行。同時，人工智能技術(shù)可以幫助管理者更智能地決策、優(yōu)化能源的使用，精準地對綠色建筑的電力、水、空調(diào)等資源進行控制。與傳統(tǒng)的運維方式相比極大地降低了能源消耗，節(jié)約了能源成本。

3 綠色建筑的實踐案例分析

以上海某大廈為例，大廈高度為632米，采用了數(shù)字化技術(shù)進行設(shè)計和施工，實現(xiàn)了建筑的綠色化和智能化。成為十分成功地應用數(shù)字化技術(shù)的綠色建筑創(chuàng)新實踐的標志性建筑。①大廈實現(xiàn)了建筑信息化管理。通過建立建筑項目的三維立體模型，實現(xiàn)對建筑工程項目全生命周期的信息化管理。這有助于提高工作效率，降低成本，減少資源浪費，同時也有利于提升建筑工程的安全性和環(huán)保性。②在大廈的電梯系統(tǒng)中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被用于實時監(jiān)控和調(diào)整電梯的運行狀態(tài)。電梯可以自動調(diào)整速度以適應樓層的不同需求，并在無人操作的情況下自動呼叫維護。③在結(jié)構(gòu)施工階段，3D打印技術(shù)被用于打印部分建筑結(jié)構(gòu)部件，如剪力墻和樓板，這有助于提高施工效率，降低成本，并減少建筑垃圾。④通過大數(shù)據(jù)和AI技術(shù)，對大廈的運行數(shù)據(jù)進行收集和分析，可以預測未來的能耗需求，優(yōu)化能源管理。AI技術(shù)則被用于控制大廈的照明和空調(diào)系統(tǒng)，根據(jù)環(huán)境光線和溫度調(diào)整這些系統(tǒng)的運行[6]。⑤另外，為滿足大廈復雜的網(wǎng)絡(luò)需求，提供了高速、穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，為數(shù)字化應用提供了堅實的基礎(chǔ)設(shè)施支持。

這些技術(shù)的應用，使得上海某大廈在施工和運營管理上更加高效，同時也提升了建筑本身的安全性和環(huán)保性。

4 結(jié)語

數(shù)字化技術(shù)為綠色建筑的創(chuàng)新與實踐提供了新的思路和方法，實現(xiàn)了建筑的全生命周期管理，提高了建筑的能源利用效率，降低了建筑的環(huán)境影響。隨著數(shù)字化技術(shù)的不斷發(fā)展，未來綠色建筑的創(chuàng)新與實踐將更加廣泛和深入。同時，需要進一步研究數(shù)字化技術(shù)與綠色建筑的結(jié)合方式，探索更加有效的綠色建筑設(shè)計和施工方法，為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供更多的支持和幫助。

參考文獻

[1] 李輝，湯小亮，陳焰華，等.數(shù)字化技術(shù)與綠色建筑技術(shù)融合應用研究[J].綠色建筑，2023，15（5）：5-7.

[2] 陳綺菁.淺談綠色建筑技術(shù)應用：廣東省國土資源數(shù)字化綜合樓[J].低碳世界，2017（16）：157-159.

[3] 吳佳蔚，李希勝，曹璐琳，等.基于BIM技術(shù)的綠色建筑節(jié)地設(shè)計自動評價[J].建筑科學，2017（4）：123-128.

[4] 姜騰騰.綠色建筑背景下基于BIM技術(shù)的建筑工業(yè)化發(fā)展機制研究[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2015，7（2）：56-60.

[5] 邵珠峰.探索數(shù)字化技術(shù)驅(qū)動下的綠色建筑創(chuàng)新與實踐分析[J].佛山陶瓷，2024，34（4）：73-75.

[6] 顧巍麟.基于綠色建筑理念的建筑幕墻數(shù)字化建造技術(shù)[J].建筑施工，2024，46（2）：201-204.

[作者簡介]楊洋（1990—），男，山東曹縣人，本科，工程師，研究方向：建設(shè)工程。