雾霾与中国建筑业

文｜贺灵童 鲁班咨询 分析员

雾霾深浓，如何拨开云雾见蓝天，建筑业可谓责无旁贷。

　　十面“霾”伏

十面“霾”伏，让网友们不禁调侃“世界上最远的距离，不是生与死的距离，而是我站在你面前，你却看不见我”，也让人们走进了“PM2.5”这样一个专业术语。

PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。PM2.5粒径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。

美国国家航空航天局（NASA）2010年9月公布了一张全球空气质量地图，展示了2001年至2006年世界各地PM2.5密度的平均值。从图中可以发现，PM2.5平均密度最高的地方出现在北非、东亚和中国。中国华北、华东和华中PM2.5的密度，指数甚至接近每立方米80微克，甚至超过了撒哈拉沙漠。而世界卫生组织（WHO）认为，PM2.5小于10微克是安全值。

触目惊心的图片似乎没有太引起相关部门的重视。2011年10月，一场灰霾笼罩京城。美国驻华大使馆发布北京空气污染监测报告的推特账户“BeijingAir”显示空气质量指数超过了危险值300。然而，北京市环保局发布的空气质量日报显示为132，为“轻微污染”。天差之别，让PM2.5开始进入中国公众的视线，并随着姚晨、潘石屹等名人微博的关注，成为社会热点。2012年2月，国务院同意发布新修订的《环境空气质量标准》增加了PM2.5监测指标。2012年12月初，环保部发布《重点区域大气污染防治“十二五”规划》，称京津冀、长三角、珠三角等区域每年出现灰霾污染的天数达100天以上，个别城市甚至超过200天。规划中的全国13个重点区域，几乎都存在“远超出环境承载能力”的大气污染问题。

　　PM2.5的危害

肺癌？！PM2.5进入呼吸道，刺激并破坏气管黏膜，导致气管黏膜杀灭病毒、细菌和抵抗它们进入肺部组织的功能下降，气管黏膜的排毒功能下降。原本身体健康的人群可能会出现咳嗽、气管炎等症状。患有哮喘、慢性支气管炎、慢性阻塞性肺病等呼吸系统疾病的人群则会造成肺部感染，引起气短、胸闷、喘憋等不适，出现急性加重反应。

早在2003年，一本旅游书籍《文化震撼，游遍北京（Culture Shock！Beijing at Your Door）》中已提及“北京咳”：居住在北京的外国人易患的一种呼吸道症候，主要表现为咽痒干咳，类似外国人水土不服的一种表现，来到北京就发作，走了就会好。

首都医科大学附属北京世纪坛医院呼吸内科专家表示，细颗粒物PM2.5等空气污染物是呼吸道和心血管疾病的重要风险因子。北京大学人民医院呼吸内科副主任医师杨瑞红表示，PM2.5中多种化学成分有致癌作用。

中国工程院院士、中华医学会会长钟南山表示，根据他一位香港同事的研究，PM2.5每立方米增加10微克，呼吸系统的疾病的住院率可以增加到3.1%。如果灰霾从25微克增加到200微克，日均的病死率可以增加到11%。首当其冲受其影响的还是呼吸系统。北京十年来肺癌增加了60%，广州市近五年来肺癌发病率上升了30%左右。

变笨？！2002年，美国北卡罗莱纳大学教堂山分校的研究人员莉莉安等人的研究就认为，持续生活在空气污染严重的地区，会对呼吸和嗅觉神经元造成损害，并可能使老年痴呆症等神经退行性疾病的发病年龄更低。

2012年美国老年学会年会上，芝加哥拉什大学医学中心珍妮弗作了一份报告，通过对全美19409名70~81岁妇女的研究表明，长期暴露在PM2.5中的妇女，其认知能力出现明显下降，严重者几乎凭空“老了”2岁。

早死？！世界卫生组织在2005年版《空气质量准则》中也指出：当PM2.5年均浓度达到每立方米35微克时，人的死亡风险比每立方米10微克的情形约增加15%。联合国环境规划署的一份报告称，PM2.5每立方米的浓度上升20毫克，中国和印度每年会有约34万人死亡。

2012年12月，北京大学潘小川研究团队发布报告，基于“暴露-反应模型”计算出参考数据：北京在2010年因P M2 .5造成的死亡人数占当年总死亡人数的1.9 %；上海的比例是1.6%；广州是2 .2%。

　　建筑业与PM2.5

根据北京、上海两地的PM2.5来源可以发现，扬尘污染约占北京PM2.5来源的16%，占上海PM2.5来源的10%，而扬尘主要来源于建筑工地的施工扬尘和车辆运输扬尘。

严重的扬尘污染与大规模房屋施工不无关系。北京市公众环境研究中心主任马军表示，北京正大规模推进城镇化，与欧洲其他国家相比，开工的项目比较多，建筑工地产生的扬尘污染也较为严重。不只是北京，中国就是一个大工地，中国每年新建的房屋面积占到世界总量的50%。且工地扬尘多为大颗粒，PM10的含量比PM2.5高得多，PM2.5的含量都可以达到15.8%，那PM10的含量可想而知。

不仅是直接扬尘污染，与建筑业息息相关的水泥、钢铁、等建材厂商都是工业能耗大户，如2012年我国粗钢生产量为7.17亿吨，水泥生产量为21.84亿吨。这就意味着全世界45%的钢铁和60%的水泥由中国制造，这些粗钢和水泥大量被运往建筑工地。在生产、物流的过程中，谁又知产生了多少PM2.5呢？

建设部总工程师王铁宏透露，建筑的能耗（包括建造能耗、生活能耗、采暖空调等）约占全社会总能耗的30%，如果再加上建材生产过程中耗掉的能源，和建筑相关的能耗将占到社会总能耗的46.7%。而生产这些能源需要消耗的煤炭，需要产生的PM2.5又有几多？

由此看来，建筑业是PM2.5污染的重大推手。更为关键的是，建筑业还是我国浪费最严重的行业之一。有统计数据表明，与发达国家相比，我国住宅钢材消耗高出10~25%，而污水回用率仅为发达国家的25%；产生的建筑垃圾的数量已占到城市垃圾总量的30~40%。

雾霾深浓，如何拨开云雾见蓝天，建筑业可谓责无旁贷。

　　扬汤止沸？正本清源！

我国建筑业飞速发展，但这种高速发展是建立在严峻的资源形势、污染形势下的“三高一低”：高速度、高消耗、高污染、低效率。然而，我国还处于发展中国家，大量的基建需求、新型城镇化的提出，意味着未来五至十年里，中国依然会是个大工地。

为了保卫蓝天，各省市建设部门、环保局等相关部门对建筑扬尘污染进行监管，各施工工地对扬尘的控制也主要依赖相关政策的带动。然而，仅控制扬尘，无异于扬汤止沸，工地停工，更是因噎废食；转变生产方式，从根源上减少建筑业的浪费、污染才是正本清源之道。

新的信息技术为我们提供了新的思路。

与建筑业相关的污染，可以分解为建材制造过程中的污染、建筑施工时的污染以及建筑使用过程中的高能耗间接导致的污染。

从根源上减少建筑使用中的能耗，主要是依靠前端的建筑节能设计。而建筑节能设计最关键的环节，是在方案设计阶段对建筑的能耗水平进行定性的评估和定量的计算。定性的评估主要是指，检查建筑设计方案是否满足节能设计标准中有关的强制性规定，满足者可称作是节能建筑设计方案；定量的计算是指，采用建筑能耗模拟软件动态地计算建筑能耗，从而可比较不同的建筑设计方案的在节能方面的优劣，从中得出的建筑能耗数据也是后续HVAC（暖通空调）系统设计所必需的。无论定性还是定量，利用先进的计算机进行复杂的数据计算和实时模拟是实现建筑节能设计科学性和合理性的重要保障。

传统2D CAD时代，进行能量分析与模拟，必须通过手工输入的方法将建筑设计的相关大量专业数据输入到专业的分析软件中，输入数据量庞大、工作枯燥繁琐，不可能由建筑师来完成。因此，传统设计流程中，能耗分析通常安排在设计的最终阶段，但此时，建筑设计方案已经很难改变，于是能耗分析成了免征性工作。而采用3D BIM技术时，建筑师在设计过程中创建的虚拟建筑模型已经包含了大量设计信息，包括几何信息、材料性能、构件属性等等，只要将模型导入相关的能量分析软件，就可以得到相应的能量分析结果。

根据美国 《经济学家》杂志2000年刊登的资料表明：建筑业存在着 30~40%的浪费，由于效率不高、错误以及工程延误等原因每年给美国 6000 亿美元的建筑业投资中带来 2000 亿美元的损失。2010年“BIM技术在设计、施工及房地产企业协同工作中的应用”国际技术交流会上，美国Tocci施工公司董事长John Tocci表示美国30%的项目缺乏计划和预算评估，92%的业主对设计师的图纸精准程度表示怀疑，37%的材料浪费是来自于建筑行业，项目中10%的成本耗费在建设期间因沟通不畅而造成的返工上面。

中国建筑业暂时还没有这方面的统计，但效率之低下、浪费之严重绝对有过之而无不及。造成效率低下的主要原因是，建筑业各阶段的行业割裂造成的信息孤岛以及建筑业海量数据导致的能力不足。

BIM技术的出现为建筑业带来的福音。BIM的核心是一个三维建筑模型，模型包括了创建和管理这一建筑及设备所需的物理信息、功能性信息等，而这一BIM模型可以作为共享的知识资源，从早期的概念阶段到设计、施工、运营甚至最终的拆除过程中各参与单位都可以从这统一一致的模型中调取数据信息为决策提供支持，有效地加快决策进度、提高决策质量、提升了协同效率。

尤其在施工阶段，项目精细化管理始终难于实现，根本原因在于项目的海量工程数据，无法快速准确获取数据与信息，致使经验主义盛行。BIM数据库是管理每个具体项目海量数据创建、承载、管理、共享支撑的平台。运用BIM技术可以自动识别对象之间的冲突碰撞，减少变更、返工的风险，减少材料的浪费；利用精细化的BIM数据库，制定精确的资源计划，精细的材料管理；在3D实体的基础上引入施工进度，创建4D的关联关系数据库，进行施工模拟，有效实现施工方案优化，虚拟施工交底等；在4D的基础上还可以引入成本，进行施工形象进度管理，多算对比，有效进行成本管控等。

美国斯坦福大学整合设施工程中心（CIFE）根据32个采用BIM的项目发现BIM可以消除40%预算外更改；苏州某商业广场项目利用鲁班BIM技术进行碰撞检查，发现较大的碰撞点285个，预计避免损失580万元，预计节约工期95天；某建设集团利用鲁班BIM技术后进行消耗量分析发现，钢筋降了2~3个点，混凝土降了1.8个点。

而且，竣工后的BIM模型还可以交给业主进行运营阶段的管理，有效地提升管理效率。

建筑业使用BIM技术，可以更好地设计节能建筑，施工阶段精细化物料管理，有效减少浪费，从而减少上游建材与资源的消耗，从根源上减少污染，才是清本正源之道。

天空，雾霾遮蔽了蔚蓝；空气，污浊替代了清新。这是我们唯一的家园？！每个人、每个行业都有职责和义务保护我们共同的家园。