綠色施工智能管理平臺在建筑工程中的應用

漆勤

（中國建筑第二工程局有限公司）

1 引言

近年來，可持續(xù)發(fā)展的觀念深入人心，民眾對建筑行業(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比較單一，綠色施工管理不夠系統(tǒng)，較多綠色施工技術雖然也具有經(jīng)濟和社會效益，但是缺乏對綠色施工技術進行統(tǒng)一部署和管理的標準和方法。經(jīng)過在多個項目的試點應用，以及對系統(tǒng)的不斷優(yōu)化改進，綠色施工管理平臺已經(jīng)具備多個功能模塊，同時具有上傳數(shù)據(jù)、異常告警、實時查詢、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特點

傳統(tǒng)的綠色施工技術的信息和數(shù)據(jù)往往依靠人工進行記錄和分析，人工干預對現(xiàn)場環(huán)境影響較大。項目管理應依靠信息化技術，應用BIM信息技術可實現(xiàn)對項目的設計、施工總體部署、施工進度模擬、現(xiàn)場綜合管控的可視化管理。應用現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術與現(xiàn)場工地管理平臺相結合，可以對能耗、現(xiàn)場環(huán)境、機械安全、綠色施工等進行管理，起到有效的監(jiān)測和管控作用，使現(xiàn)場管理更加智能化、自動化。ⅤR安全體驗館可以模擬工地現(xiàn)場實景，有效解決傳統(tǒng)體驗館的內(nèi)容單調、資源浪費、占地面積大等弊端。

3 綠色施工管理平臺介紹

綠色施工管理平臺經(jīng)過現(xiàn)場試用和改進，已經(jīng)多功能融合，主要包括智慧用水、用電管理，揚塵、噪音監(jiān)測，自動噴淋和灑水告警，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、異常告警和應用反饋等，并且可以根據(jù)項目的實際需求進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

在項目初期，編制臨時用水、用電施工方案時，應充分考慮和規(guī)劃好工程建設各區(qū)域，對于辦公區(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)關傳輸至后臺，實現(xiàn)對項目用水、用電全過程監(jiān)測。當發(fā)生水、電使用異常等情況時，后臺可以接收告警、保護速斷、遠程控制等，實現(xiàn)對水、電使用的全程管控。

4.2 揚塵、噪聲監(jiān)測模塊

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

4.3 揚塵監(jiān)測及自動噴淋模塊

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，同時針對作業(yè)現(xiàn)場粉塵濃度高、污染源多、粉塵量大且混雜的特點，實時監(jiān)測環(huán)境中顆粒濃度，并且根據(jù)環(huán)境狀況配置噴淋設備和霧炮灑水設備以降低環(huán)境揚塵。水噴淋系統(tǒng)主要是對自來水加壓后，由噴頭進行噴射，主要由加壓水泵、PPR管、噴嘴和控制箱組成，現(xiàn)場安裝時根據(jù)區(qū)域地形、揚塵分布等特點，合理分配噴淋點并繪制噴淋水系統(tǒng)路徑，然后確定所需各類材料，進行布管和安裝噴頭。自動噴淋水系統(tǒng)可以根據(jù)環(huán)境需要自動噴淋除塵，當現(xiàn)場揚塵監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測PM濃度達到設定值時，自動啟動噴淋水系統(tǒng)，當PM濃度合格時，自動關閉噴淋水系統(tǒng)。同時可以從電腦后臺和手機后臺直接操控噴霧炮和基坑噴淋系統(tǒng)，根據(jù)需要解決環(huán)境揚塵問題，噴淋系統(tǒng)相比傳統(tǒng)的灑水車作業(yè)，針對性強、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，并且根據(jù)種類和重量分類進行過磅，然后進行數(shù)據(jù)記錄和傳輸。對現(xiàn)場產(chǎn)生的固體垃圾進行精準管控，可以通過管理后臺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)對再生資源使用進行了大量研究，為了計算再生能源設備使用效率，工地可配置專用電表，用來計量再生能源消耗量，結合設備投入成本、資源節(jié)約量和可周轉頻數(shù)等內(nèi)容，統(tǒng)計分析再生資源的經(jīng)濟效益，以便指導建筑工程再生資源使用方案。項目工地的熱水設備一般采用節(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)測模塊自動實時在線監(jiān)測污水水質，工程污水水質排放必須達到GB/T24001—2016《環(huán)境管理體系要求及使用指南》和《污水綜合排放標準》的要求，實時監(jiān)測系統(tǒng)將數(shù)據(jù)上傳至綠色施工管理平臺，當水質監(jiān)測結構不達標時，后臺進行報警，督促管理人員采取相關的污水處理措施，有效實現(xiàn)對排放污水的監(jiān)管。

5 智慧工地平臺技術

智慧工地平臺具有數(shù)據(jù)錄入、數(shù)據(jù)更新、信息推送與發(fā)布等功能，可以直接展示施工業(yè)務模塊，操作方便快捷，助力管理人員實現(xiàn)移動辦公。同時，平臺還針對綠色施工技術拓展了環(huán)境管理、能耗管理、設備管理等功能。

5.1 環(huán)境管理設置

揚塵噪聲監(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、后臺主機和遠程傳輸模塊等組成。施工現(xiàn)場的噪聲、揚塵、氣象等經(jīng)過傳感器的采集傳輸?shù)胶笈_機，然后顯示到屏幕上，數(shù)據(jù)遠程傳輸?shù)街腔酃さ毓芾砥脚_上，供管理人員分析使用。當相關數(shù)據(jù)超過預警時進行告警，提醒管理人員采取相關措施干預施工環(huán)境，直至環(huán)境達到合格標準。

5.2 能耗管理

在項目工地主要用水、用電端口加裝智能水表、電表，實時采集水流量和電能等指標，傳輸至智慧工地平臺。當用水、用電發(fā)生異常時，后臺會自動告警，提醒管理人員進行根據(jù)告警信息進行現(xiàn)場排查，當用水量、電量超過最大允許值時，自動切斷相關路徑，達到節(jié)約用電、保護設備的作用。

5.3 設備管理

設備管理系統(tǒng)主要是對設備的巡視、安拆、保養(yǎng)、進出場、運行監(jiān)測等進行信息記錄，其中設備運行監(jiān)測系統(tǒng)依托ARM平臺實時采集塔機運行情況，包括風速、吊重、轉角、起升、變幅等模擬量等信息。系統(tǒng)根據(jù)上述信息預判設備狀態(tài)，同時提醒管理人員進行設備的保養(yǎng)維護，確保設備工況良好。

5.4 視頻監(jiān)控

現(xiàn)場的視頻監(jiān)控攝像頭采集視頻數(shù)據(jù)，傳輸至智慧工地服務平臺。有訪問權限的管理人員可以登錄后臺巡視相關視頻監(jiān)控。同時，管理人員可以通過手機端登錄、查看現(xiàn)場施工狀況，及時發(fā)現(xiàn)施工場地存在的影響綠色施工的現(xiàn)象，并及時采取相關措施。

6 結語

綠色施工管理技術結合了物聯(lián)網(wǎng)技術、BIM技術，通過功能模塊化設置，為施工管理提供精準、快捷的現(xiàn)場管理手段。該平臺通過后臺監(jiān)測現(xiàn)場傳感器設備數(shù)據(jù)，減少人工采集的復雜性與誤差性，節(jié)省了大量人力、物力，具有良好的經(jīng)濟效益。同時，該平臺所有硬件設備均可拆卸，可以應用到其他項目現(xiàn)場，可以節(jié)約施工成本。當然，綠色施工管理平臺也存在一些問題，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，平臺告警后所采取的干預手段有限。隨著綠色施工管理平臺的逐步推廣和使用，其功能和精度將會逐步完善，實現(xiàn)更多模塊的開發(fā)與應用。