建筑工程綠色施工智能管理平臺(tái)應(yīng)用

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【摘要】城鎮(zhèn)化進(jìn)程使城市高樓林立，建筑工地遍布各個(gè)區(qū)域。如何實(shí)現(xiàn)建筑工地的高效管理，更加符合當(dāng)前綠色、智能、高效、節(jié)能的可持續(xù)發(fā)展主題，成為更多項(xiàng)目管理人員需要面對(duì)的問題。本文提出綠色施工管理理念，通過將建筑施工現(xiàn)場管理的各個(gè)方面統(tǒng)一集合起來，實(shí)現(xiàn)施工的集約化管理平臺(tái)。在具體施工過程中，可通過平臺(tái)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、后臺(tái)數(shù)據(jù)分析、預(yù)警緊急響應(yīng)等功能。對(duì)平臺(tái)進(jìn)行建設(shè)和優(yōu)化，提高項(xiàng)目施工管理效率，達(dá)到項(xiàng)目施工管理的智能化與經(jīng)濟(jì)化。

【關(guān)鍵詞】建筑工地；施工管理；智能化

1引言

近年來，可持續(xù)發(fā)展的觀念深入人心，民眾對(duì)建筑行業(yè)的綠色環(huán)保、節(jié)能降耗需求越來越高。建筑工程目前的綠色施工技術(shù)比較單一，綠色施工管理不夠系統(tǒng)，較多綠色施工技術(shù)雖然也具有經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，但是缺乏對(duì)綠色施工技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)一部署和管理的標(biāo)準(zhǔn)和方法。經(jīng)過在多個(gè)項(xiàng)目的試點(diǎn)應(yīng)用，以及對(duì)系統(tǒng)的不斷優(yōu)化改進(jìn)，綠色施工管理平臺(tái)已經(jīng)具備多個(gè)功能模塊，同時(shí)具有上傳數(shù)據(jù)、異常告警、實(shí)時(shí)查詢、模塊化選擇等綠色施工管理功能[1-4]。

2綠色施工信息化技術(shù)特點(diǎn)

傳統(tǒng)的綠色施工技術(shù)的信息和數(shù)據(jù)往往依靠人工進(jìn)行記錄和分析，人工干預(yù)對(duì)現(xiàn)場環(huán)境影響較大。項(xiàng)目管理應(yīng)依靠信息化技術(shù)，應(yīng)用BIM信息技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工總體部署、施工進(jìn)度模擬、現(xiàn)場綜合管控的可視化管理。應(yīng)用現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與現(xiàn)場工地管理平臺(tái)相結(jié)合，可以對(duì)能耗、現(xiàn)場環(huán)境、機(jī)械安全、綠色施工等進(jìn)行管理，起到有效的監(jiān)測和管控作用，使現(xiàn)場管理更加智能化、自動(dòng)化。VR安全體驗(yàn)館可以模擬工地現(xiàn)場實(shí)景，有效解決傳統(tǒng)體驗(yàn)館的內(nèi)容單調(diào)、資源浪費(fèi)、占地面積大等弊端。

3綠色施工管理平臺(tái)介紹

綠色施工管理平臺(tái)經(jīng)過現(xiàn)場試用和改進(jìn)，已經(jīng)多功能融合，主要包括智慧用水、用電管理，揚(yáng)塵、噪音監(jiān)測，自動(dòng)噴淋和灑水告警，工程排水監(jiān)測，固體廢物管理，再生資源管理等六大功能模塊。這些功能和模塊還可以通過BIM模型智能展示、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)查看和下載、異常告警和應(yīng)用反饋等，并且可以根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際需求進(jìn)行模塊化功能接口開發(fā)。

4六大模塊

4.1智慧水、電管理模塊

在項(xiàng)目初期，編制臨時(shí)用水、用電施工方案時(shí)，應(yīng)充分考慮和規(guī)劃好工程建設(shè)各區(qū)域，對(duì)于辦公區(qū)、生活區(qū)規(guī)劃布置不同類型用水方案，采用節(jié)水型設(shè)備和施工現(xiàn)場安裝智能用電系統(tǒng)等，搭建智能水電網(wǎng)，水、電信息通過網(wǎng)關(guān)傳輸至后臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目用水、用電全過程監(jiān)測。當(dāng)發(fā)生水、電使用異常等情況時(shí)，后臺(tái)可以接收告警、保護(hù)速斷、遠(yuǎn)程控制等，實(shí)現(xiàn)對(duì)水、電使用的全程管控。

4.2揚(yáng)塵、噪聲監(jiān)測模塊

揚(yáng)塵和噪聲監(jiān)測儀器主要由LED顯示屏和移動(dòng)終端、電腦端相結(jié)合，電腦后臺(tái)可以直接顯示監(jiān)測儀器狀態(tài)和當(dāng)前環(huán)境噪聲情況，并且可以自動(dòng)分析揚(yáng)塵噪聲情況。同時(shí)，監(jiān)測儀器由太陽能電池板供電，免除現(xiàn)場布線的繁瑣與復(fù)雜，環(huán)境監(jiān)測儀器可以為項(xiàng)目管理人員和政府監(jiān)管部門掌握施工現(xiàn)場環(huán)境情況提供真實(shí)可靠數(shù)據(jù)。

4.3揚(yáng)塵監(jiān)測及自動(dòng)噴淋模塊

施工現(xiàn)場分布式布置環(huán)境監(jiān)測儀器，以便監(jiān)測施工現(xiàn)場環(huán)境，同時(shí)針對(duì)作業(yè)現(xiàn)場粉塵濃度高、污染源多、粉塵量大且混雜的特點(diǎn)，實(shí)時(shí)監(jiān)測環(huán)境中顆粒濃度，并且根據(jù)環(huán)境狀況配置噴淋設(shè)備和霧炮灑水設(shè)備以降低環(huán)境揚(yáng)塵。水噴淋系統(tǒng)主要是對(duì)自來水加壓后，由噴頭進(jìn)行噴射，主要由加壓水泵、PPR管、噴嘴和控制箱組成，現(xiàn)場安裝時(shí)根據(jù)區(qū)域地形、揚(yáng)塵分布等特點(diǎn)，合理分配噴淋點(diǎn)并繪制噴淋水系統(tǒng)路徑，然后確定所需各類材料，進(jìn)行布管和安裝噴頭。自動(dòng)噴淋水系統(tǒng)可以根據(jù)環(huán)境需要自動(dòng)噴淋除塵，當(dāng)現(xiàn)場揚(yáng)塵監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測PM濃度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)噴淋水系統(tǒng)，當(dāng)PM濃度合格時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉噴淋水系統(tǒng)。同時(shí)可以從電腦后臺(tái)和手機(jī)后臺(tái)直接操控噴霧炮和基坑噴淋系統(tǒng)，根據(jù)需要解決環(huán)境揚(yáng)塵問題，噴淋系統(tǒng)相比傳統(tǒng)的灑水車作業(yè)，針對(duì)性強(qiáng)、除塵效果顯著，提高了水資源利用率。

4.4固體廢棄物管理模塊

施工現(xiàn)場產(chǎn)生的固體廢棄物較多，傳統(tǒng)的處理方法比較粗放，主要依靠人工隨意處置。固體廢棄物通過現(xiàn)場盤點(diǎn)，并且根據(jù)種類和重量分類進(jìn)行過磅，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄和傳輸。對(duì)現(xiàn)場產(chǎn)生的固體垃圾進(jìn)行精準(zhǔn)管控，可以通過管理后臺(tái)的固體廢棄物模塊查詢到固體廢棄物的總量、分類、回收利用量、出場量等數(shù)據(jù)。

4.5再生資源管理模塊

近年來，行業(yè)對(duì)再生資源使用進(jìn)行了大量研究，為了計(jì)算再生能源設(shè)備使用效率，工地可配置專用電表，用來計(jì)量再生能源消耗量，結(jié)合設(shè)備投入成本、資源節(jié)約量和可周轉(zhuǎn)頻數(shù)等內(nèi)容，統(tǒng)計(jì)分析再生資源的經(jīng)濟(jì)效益，以便指導(dǎo)建筑工程再生資源使用方案。項(xiàng)目工地的熱水設(shè)備一般采用節(jié)能效率更高的空氣能熱水器，其制熱效率是電熱水器的4～6倍，其年平均熱效比是電加熱的4倍，能效利用率高。

4.6工程污水排放監(jiān)測模塊

項(xiàng)目工地上，生活區(qū)和辦公區(qū)，還有施工過程中產(chǎn)生的污水經(jīng)過處理后排放至城市市政管網(wǎng)中。工程污水排放監(jiān)測模塊自動(dòng)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測污水水質(zhì)，工程污水水質(zhì)排放必須達(dá)到GB/T24001—2016《環(huán)境管理體系要求及使用指南》和《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求，實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)將數(shù)據(jù)上傳至綠色施工管理平臺(tái)，當(dāng)水質(zhì)監(jiān)測結(jié)構(gòu)不達(dá)標(biāo)時(shí)，后臺(tái)進(jìn)行報(bào)警，督促管理人員采取相關(guān)的污水處理措施，有效實(shí)現(xiàn)對(duì)排放污水的監(jiān)管。

5智慧工地平臺(tái)技術(shù)

智慧工地平臺(tái)具有數(shù)據(jù)錄入、數(shù)據(jù)更新、信息推送與等功能，可以直接展示施工業(yè)務(wù)模塊，操作方便快捷，助力管理人員實(shí)現(xiàn)移動(dòng)辦公。同時(shí)，平臺(tái)還針對(duì)綠色施工技術(shù)拓展了環(huán)境管理、能耗管理、設(shè)備管理等功能。

5.1環(huán)境管理設(shè)置

揚(yáng)塵噪聲監(jiān)測系統(tǒng)主要由顆粒物傳感器、噪音傳感器、氣象參數(shù)傳感器、LED顯示器、后臺(tái)主機(jī)和遠(yuǎn)程傳輸模塊等組成。施工現(xiàn)場的噪聲、揚(yáng)塵、氣象等經(jīng)過傳感器的采集傳輸?shù)胶笈_(tái)機(jī)，然后顯示到屏幕上，數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸?shù)街腔酃さ毓芾砥脚_(tái)上，供管理人員分析使用。當(dāng)相關(guān)數(shù)據(jù)超過預(yù)警時(shí)進(jìn)行告警，提醒管理人員采取相關(guān)措施干預(yù)施工環(huán)境，直至環(huán)境達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。

5.2能耗管理

在項(xiàng)目工地主要用水、用電端口加裝智能水表、電表，實(shí)時(shí)采集水流量和電能等指標(biāo)，傳輸至智慧工地平臺(tái)。當(dāng)用水、用電發(fā)生異常時(shí)，后臺(tái)會(huì)自動(dòng)告警，提醒管理人員進(jìn)行根據(jù)告警信息進(jìn)行現(xiàn)場排查，當(dāng)用水量、電量超過最大允許值時(shí)，自動(dòng)切斷相關(guān)路徑，達(dá)到節(jié)約用電、保護(hù)設(shè)備的作用。

5.3設(shè)備管理

設(shè)備管理系統(tǒng)主要是對(duì)設(shè)備的巡視、安拆、保養(yǎng)、進(jìn)出場、運(yùn)行監(jiān)測等進(jìn)行信息記錄，其中設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測系統(tǒng)依托ARM平臺(tái)實(shí)時(shí)采集塔機(jī)運(yùn)行情況，包括風(fēng)速、吊重、轉(zhuǎn)角、起升、變幅等模擬量等信息。系統(tǒng)根據(jù)上述信息預(yù)判設(shè)備狀態(tài)，同時(shí)提醒管理人員進(jìn)行設(shè)備的保養(yǎng)維護(hù)，確保設(shè)備工況良好。

5.4視頻監(jiān)控

現(xiàn)場的視頻監(jiān)控?cái)z像頭采集視頻數(shù)據(jù)，傳輸至智慧工地服務(wù)平臺(tái)。有訪問權(quán)限的管理人員可以登錄后臺(tái)巡視相關(guān)視頻監(jiān)控。同時(shí)，管理人員可以通過手機(jī)端登錄、查看現(xiàn)場施工狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工場地存在的影響綠色施工的現(xiàn)象，并及時(shí)采取相關(guān)措施。

6結(jié)語

綠色施工管理技術(shù)結(jié)合了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、BIM技術(shù)，通過功能模塊化設(shè)置，為施工管理提供精準(zhǔn)、快捷的現(xiàn)場管理手段。該平臺(tái)通過后臺(tái)監(jiān)測現(xiàn)場傳感器設(shè)備數(shù)據(jù)，減少人工采集的復(fù)雜性與誤差性，節(jié)省了大量人力、物力，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，該平臺(tái)所有硬件設(shè)備均可拆卸，可以應(yīng)用到其他項(xiàng)目現(xiàn)場，可以節(jié)約施工成本。當(dāng)然，綠色施工管理平臺(tái)也存在一些問題，智能化程度還有待提高，部分環(huán)節(jié)的采集與錄入依然依靠人工完成，平臺(tái)告警后所采取的干預(yù)手段有限。隨著綠色施工管理平臺(tái)的逐步推廣和使用，其功能和精度將會(huì)逐步完善，實(shí)現(xiàn)更多模塊的開發(fā)與應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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作者：漆勤 單位：中國建筑第二工程局有限公司