摘　要：传统建筑施工过程存在能耗动态感知滞后、调控手段单一等问题，难以实现全生命周期近零能耗目标。随着数字孪生技术的突破，其通过多粒度建模、虚实交互与数据驱动决策，为施工能耗的精准预测与动态优化提供了全新路径。数字孪生驱动的绿色施工体系可实时集成机械运行状态、材料运输损耗、环境温湿度等多源数据，构建施工场景的能耗数字镜像，并通过机器学习算法生成设备启停策略、能源分配方案及工艺优化建议。该技术突破了传统静态能效评估的局限，形成“监测-仿真-调控-验证”的动态闭环管理机制，为施工阶段的碳排放削减与能源效率跃升提供了可落地的技术支撑。

关键词：数字孪生；绿色施工；近零能耗；动态调控；多能互补

引言

绿色施工向近零能耗目标的演进需依赖跨尺度、多维度的技术协同创新。数字孪生技术通过构建物理施工系统与虚拟模型的深度映射关系，实现了对施工机械能效、材料循环利用率及环境负荷的耦合分析。其核心价值在于建立涵盖设备级能耗监测、工序级能效优化、系统级能源调度的全链条调控框架，并基于强化学习算法动态修正施工参数偏差。

2 施工过程动态管理

2.1施工进度监控

利用BIM（建筑信息模型）技术，可以对施工进度进行可视化展示。将实际进度与计划进度在BIM模型中进行对比，能够清晰地看到哪些部分提前完成，哪些部分滞后，从而为调整施工计划提供依据。另外，对施工人员和设备的出勤数据进行监控也有助于施工进度的管理。如果某一设备的出勤率低于预期，可能会影响到相关工序的进展。

1 绿色施工关键技术

1.1能耗监测系统

能耗监测系统在绿色施工中起着至关重要的作用。它是一种基于先进传感器技术和数据采集技术的智能化系统。该系统能够对施工过程中的各类能耗进行实时、精准的监测。这些传感器采集到的数据会被及时传输到中央监测平台。在这个平台上，数据会被进行分类、整理和分析。

1.2动态调控策略

动态调控策略是绿色施工中的关键环节。在施工过程中，各种因素处于不断变化之中，如天气条件、施工进度、设备状态等，这些因素都会对能耗和资源利用产生影响。动态调控策略旨在根据这些实时变化的因素对施工过程进行灵活调整。在设备使用方面，动态调控策略也能发挥重要作用。当施工进度发生变化，某些设备的使用频率降低时，可以通过动态调控策略调整设备的运行参数。

2.2能耗异常预警

能耗异常预警在施工过程动态管理中不可或缺。施工过程中的能耗涉及众多方面，如机械设备的运行、临时设施的使用等，对能耗进行有效的预警监控有助于降低成本和提高能源利用效率。对于机械设备的能耗监控是能耗异常预警的重要组成部分。每台机械设备都有其特定的能耗范围，当能耗超出正常范围时，很可能意味着设备出现了故障或者操作不当。例如，一台大型起重机在正常工作状态下，每小时的耗电量处于一个相对稳定的数值区间。如果通过能耗监测系统发现其耗电量突然大幅上升，超出了正常区间，可能是起重机的电机出现了故障，或者是起吊的负载过重等原因。这种能耗异常情况需要及时发出预警，以便相关人员对设备进行检查和维修，避免能源的浪费和可能的安全隐患。

3 应用验证分析

3.1项目概况

成都高新区妇幼保健院新建项目作为四川省首批智

能建造试点工程，总建筑面积达14.23万 m² ，建筑高度82.85m ，按国标A级标准设计与施工，于2020年底正式启动建设，并于2023年正式投入运营。具体如下图1所示。

3.2数字孪生技术体系架构

项目构建“数据感知-仿真推演-动态调控”三层技术架构（见表1）：

3.3关键技术的应用验证路径

智能电表与传感器实现数据精准采集，覆盖全场23个工区。设备级优化中，塔吊群算法细化为作业调度、等待时长及路径规划三部分，显著降低能耗。系统级调控方面，峰谷电价策略结合BIM模型，将构件安装分为15个工序段，动态调整用电高峰。此外，通过能源管理系统实时反馈，修正施工计划，确保节能效果最大化。这些措施共同作用，大幅提高能源利用效率，为绿色建造提供技术支撑。表2数据显示，各阶段能耗均有明显

下降趋势。

创建碳足迹追溯系统，开发三项创新机制：材料运输路径优化方面，通过GIS轨迹分析，精确规划最短运输路线，减少燃油消耗，使建材运输碳排放降低 26% ；废弃物再生决策中，采用破碎混凝土骨料AI配比技术，智能调整再生材料比例，将回收率提升至 81% ，显著提高资源利用率；环境实时响应层面，当扬尘监测数据超标时，系统自动启动立体喷淋装置，结合多点位降尘设备协同作业，使PM2.5浓度较传统工地下降 52% ，有效改善施工现场空气质量。

结束语

在当今建筑领域，绿色施工技术的发展已经成为一个不可阻挡的趋势。随着环境意识的不断提高以及对可持续发展的追求，绿色施工技术在建筑工程中的应用日益广泛。从最初的简单节能措施到如今的数字孪生驱动下的全方位绿色施工技术体系，整个行业经历了巨大的变革。

参考文献

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