□覃智泽 黎永浩 韦翠华 马立聪 李海强
在全球“双碳”目标驱动下,绿色建筑与循环经济成为建筑业转型核心。黑龙江省作为寒地建筑典型区域,亟需破解能耗、排放所面临的挑战。以AI与物联网技术融合为核心,提出建材全生命周期管理与施工效率优化策略,结合寒地特色场景,构建技术、产业与政策协同方案,助力东北振兴,以期为全国寒地智能建造提供经验。
绿色建筑与循环经济的内涵及现实需求。绿色建筑与循环经济聚焦资源高效利用与全生命周期低碳管理。国家“十四五”规划要求2025年新建建筑全面执行绿色标准,装配式建筑占比超30%。黑龙江省作为严寒地区,建筑能耗与碳排放问题突出:冬季采暖能耗占建筑总能耗60%以上,年建筑垃圾产量超5000万吨,再生利用率不足20%,远低于全国35%的平均水平。传统建筑业粗放模式亟待技术驱动转型。本省寒地气候为创新提供差异化场景,例如秸秆复合板材(导热系数0.05 W/m·K)可替代传统建材,降低保温能耗30%;低导热钢构材料应用于冰雪大世界等项目,减少热桥效应。同时,建筑垃圾再生利用可缓解砂石资源压力,若全省再生率提升至50%,年均可节约土地200公顷、减碳80万吨。通过AIoT技术整合资源、能源与数据流,黑龙江正加速从“高碳粗放”向“低碳循环”跨越。
AIoT技术赋能绿色建筑的核心路径。AI与物联网(AIoT)技术为绿色建筑提供全链条解决方案。建材循环领域,AI驱动的碳足迹系统动态追踪建材生产、运输、使用及回收碳排放。例如,哈尔滨“智能建材银行”通过RFID标签与区块链技术,实现建材全流程溯源,使再生利用率从18%提升至35%,年节约成本1.2亿元。施工优化方面,AI与BIM技术协同应用显著提升效率:大庆某装配式项目通过AI算法优化资源配置,工期缩短15%,能耗降低12%。物联网传感器在寒地施工中优势突出,如哈尔滨冰雪大世界工程中,温湿度传感器联动设备自动调节混凝土养护温度,减少人工巡检50%,保障施工质量与安全。
实践策略与政策建议。推动AIoT技术应用需构建技术、产业与政策协同生态。技术层面,成立省级“寒地绿色建筑AIoT创新中心”,整合高校与科研机构资源,研发耐低温传感器与建材再生数据库,突破-30℃极端环境技术瓶颈。例如,开发纳米涂层自发热传感器,提升设备稳定性;构建全省建材循环数据库,实现废弃建材精准匹配。产业层面,依托哈尔滨新区政策优势,建设“寒地绿色建材循环经济示范区”,引入科技企业搭建AIoT平台,推动建材回收、智能施工与碳排放交易闭环。例如,开发AI建材交易平台,将再生建材流通周期从15天缩短至3天,提升资源利用效率。制度层面,修订《黑龙江省绿色建筑条例》,将建材循环率(目标≥50%)、施工数字化率纳入评价指标,对采用AIoT技术的企业实施税收减免与财政激励。例如,再生建材年用量超2万吨的企业可享增值税减半优惠;数字化施工项目优先列入省级示范工程,每平方米补贴50元,激发企业转型动力。
面临挑战与对策。黑龙江省在应用AIoT技术过程中面临多重挑战:一是极端低温环境导致物联网设备续航不足与数据传输延迟,对此需研发耐寒传感器(如石墨烯电池技术)并优化边缘计算节点部署,保障数据实时处理;二是中小企业因数字化基础薄弱面临转型成本压力,可通过设立政府转型基金与国企技术共享平台,提供轻量化AI管理工具降低接入门槛;三是数据安全与标准缺失问题需通过制定《建筑数据安全管理办法》明确数据权属,参考欧盟标准建立统一编码规则,加密建材流通数据以消除隐私风险。通过技术攻关、资金支持与制度完善的三维协同,可系统性破解AIoT落地障碍,加速绿色建筑智能化转型。
AIoT技术驱动建筑业向数字化转型,是黑龙江省实现“双碳”目标与产业升级的战略选择。通过“技术-产业-政策”协同,建筑垃圾资源化率可提升至50%,装配式建筑综合成本降低20%。未来,随着5G与数字孪生技术深化应用,黑龙江省有望成为全国寒地智能建造标杆,为东北振兴注入绿色动能。
(作者单位:广西城市职业大学)