研究綠色施工智能管理平臺(tái)在建筑工程中的應(yīng)用

蘇銘

（梧州市城建城市投資運(yùn)營(yíng)集團(tuán)，廣西 梧州 543000）

建筑行業(yè)的特點(diǎn)主要有建筑物變化大、產(chǎn)品固定以及施工形狀不規(guī)則等，另外在實(shí)際進(jìn)行施工的時(shí)候，其工作條件相對(duì)較差，同時(shí)還可能會(huì)出現(xiàn)一系列的安全隱患，對(duì)于安全事故的預(yù)防也具有較大的難度，施工過(guò)程當(dāng)中影響安全施工的原因眾多。作為勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)之一，建筑行業(yè)在建設(shè)期間需要用到大量的施工人員，而除了一些管理層的人員以外，從事基礎(chǔ)施工的大多為農(nóng)村務(wù)工人員，這部分人員由于缺乏專業(yè)的培訓(xùn)，在工作期間安全施工意識(shí)和自我保護(hù)意識(shí)不強(qiáng)，操作不夠規(guī)范，再加上施工企業(yè)對(duì)于安全管理工作不夠重視，施工現(xiàn)場(chǎng)當(dāng)中條件千變?nèi)f化、危險(xiǎn)因素眾多等，導(dǎo)致一系列安全隱患的產(chǎn)生，在對(duì)施工企業(yè)造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失的同時(shí)還危及施工人員的生命安全。

1 綠色施工智能管理平臺(tái)應(yīng)用于施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理的必然性

好在近些年來(lái)，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展以及創(chuàng)新時(shí)代的來(lái)臨，我國(guó)在各行各業(yè)取得前所未有的發(fā)展，也為施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理工作帶來(lái)新的契機(jī)。綠色施工智能管理平臺(tái)系統(tǒng)的誕生使當(dāng)下施工現(xiàn)場(chǎng)當(dāng)中有效解決存在的一些安全管理問(wèn)題。施工現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理、生產(chǎn)、施工技術(shù)以及人員安全等都屬于現(xiàn)場(chǎng)安全管理的內(nèi)容，相關(guān)人員在對(duì)其進(jìn)行管理的過(guò)程當(dāng)中需要充分重視以下三點(diǎn)。

1.1 綜合性

在實(shí)際管理施工現(xiàn)場(chǎng)的時(shí)候，在有效確保工程建設(shè)安全的基礎(chǔ)上，還需要結(jié)合建設(shè)成本對(duì)施工進(jìn)度做到合理控制，在同一場(chǎng)景下，在管理施工人員規(guī)范操作的同時(shí)，還要對(duì)工程建設(shè)所用到的材料進(jìn)行質(zhì)量把控。

1.2 流動(dòng)性

從事一線工作的施工人員通常具有較強(qiáng)的流動(dòng)性。在安全工人進(jìn)場(chǎng)的時(shí)候需要結(jié)合工程進(jìn)度實(shí)行分批、分專業(yè)的方式。另外由于建筑行業(yè)涉及多個(gè)專業(yè)，因此可能會(huì)出現(xiàn)較多的專業(yè)分包情況，如此一來(lái)就大大增加了工程總包管理的難度。

1.3 有效性

確保施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理的有效性。在施工現(xiàn)場(chǎng)當(dāng)中，人員、材料設(shè)備等方面的綜合性管理具有一定的難度，作為管理人員需要尤其要注意。

2 綠色施工管理平臺(tái)介紹

綠色施工管理平臺(tái)經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)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、噪聲監(jiān)測(cè)，自動(dòng)噴淋和灑水告警，工程排水監(jiān)測(cè)，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(guò)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)，如圖1所示。

圖1 綠色施工管理平臺(tái)

3 六大模塊

3.1 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(chǎng)安裝智能用電系統(tǒng)等，搭建智能水電網(wǎng)，水、電信息通過(guò)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(guò)程監(jiān)測(cè)。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。

3.2 揚(yáng)塵、噪聲監(jiān)測(cè)模塊

揚(yáng)塵和噪聲監(jiān)測(cè)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(cè)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(cè)儀器由太陽(yáng)能電池板供電，免除現(xiàn)場(chǎng)布線的煩瑣與復(fù)雜，環(huán)境監(jiān)測(cè)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(chǎng)環(huán)境情況提供真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)。

3.3 揚(yáng)塵監(jiān)測(cè)及自動(dòng)噴淋模塊

施工現(xiàn)場(chǎng)分布式布置環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器，以便監(jiān)測(cè)施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，同時(shí)針對(duì)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)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(cè)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(lái)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(chǎng)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(chǎng)揚(yáng)塵監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)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(wèn)題，相比傳統(tǒng)的灑水車作業(yè)，噴淋系統(tǒng)針對(duì)性強(qiáng)、除塵效果顯著，提高水資源利用率。

3.4 固體廢棄物管理模塊

施工現(xiàn)場(chǎng)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(guò)現(xiàn)場(chǎng)盤點(diǎn)，并且根據(jù)種類和重量分類進(jìn)行過(guò)磅，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄和傳輸。精準(zhǔn)管控現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的固體垃圾，可以通過(guò)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(chǎng)量等數(shù)據(jù)。

3.5 再生資源管理模塊

近年來(lái)，行業(yè)對(duì)再生資源使用進(jìn)行大量研究，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(lái)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。

3.6 工程污水排放監(jiān)測(cè)模塊

項(xiàng)目工地上，生活區(qū)和辦公區(qū)，還有施工過(guò)程中產(chǎn)生的污水經(jīng)過(guò)處理后排放至城市市政管網(wǎng)中。工程污水排放監(jiān)測(cè)模塊自動(dòng)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)污水水質(zhì)，工程污水水質(zhì)排放必須達(dá)到《環(huán)境管理體系要求及使用指南（GB/T24001—2016）》和《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(cè)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。

4 綠色施工智能管理平臺(tái)技術(shù)

綠色施工智能管理平臺(tái)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(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。

4.1 環(huán)境管理設(shè)置

揚(yáng)塵噪聲監(jiān)測(cè)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(chǎng)的噪聲、揚(yáng)塵、氣象等經(jīng)過(guò)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)骄G色施工智能管理平臺(tái)管理平臺(tái)上，供管理人員分析使用。當(dāng)相關(guān)數(shù)據(jù)超過(guò)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)。

4.2 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)，傳輸至綠色施工智能管理平臺(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(chǎng)排查，當(dāng)用水量、電量超過(guò)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。

4.3 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(chǎng)、運(yùn)行監(jiān)測(cè)等進(jìn)行信息記錄，其中設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)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。

4.4 視頻監(jiān)控

現(xiàn)場(chǎng)的視頻監(jiān)控?cái)z像頭采集視頻數(shù)據(jù)，傳輸至綠色施工智能管理平臺(tái)服務(wù)平臺(tái)。有訪問(wèn)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(guò)手機(jī)端登錄、查看現(xiàn)場(chǎng)施工狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工場(chǎng)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。

5 結(jié)語(yǔ)

綠色施工管理技術(shù)結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、BIM技術(shù)，通過(guò)功能模塊化設(shè)置，為施工管理提供精準(zhǔn)、快捷的現(xiàn)場(chǎng)管理手段。該平臺(tái)通過(guò)后臺(tái)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)，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(wèn)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。