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，可持續發展的觀念深入人心，民眾對建筑行業的綠色環保、節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，較多綠色施工技術雖然也具有經濟和社會效益，但是缺乏對綠色施工技術進行統一部署和管理的標準和方法。經過在多個項目的試點應用，以及對系統的不斷優化改進，綠色施工管理平臺已經具備多個功能模塊，同時具有上傳數據、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

傳統的綠色施工技術的信息和數據往往依靠人工進行記錄和分析，人工干預對現場環境影響較大。項目管理應依靠信息化技術，應用BIM信息技術可實現對項目的設計、施工總體部署、施工進度模擬、現場綜合管控的可視化管理。應用現代物聯網技術與現場工地管理平臺相結合，可以對能耗、現場環境、機械安全、綠色施工等進行管理，起到有效的監測和管控作用，使現場管理更加智能化、自動化。ⅤR安全體驗館可以模擬工地現場實景，有效解決傳統體驗館的內容單調、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過現場試用和改進，已經多功能融合，主要包括智慧用水、用電管理，揚塵、噪音監測，自動噴淋和灑水告警，工程排水監測，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、數據采集、數據查看和下載、異常告警和應用反饋等，并且可以根據項目的實際需求進行模塊化功能接口開發。

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，應充分考慮和規劃好工程建設各區域，對于辦公區、生活區規劃布置不同類型用水方案，采用節水型設備和施工現場安裝智能用電系統等，搭建智能水電網，水、電信息通過網關傳輸至后臺，實現對項目用水、用電全過程監測。當發生水、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，實現對水、電使用的全程管控。

4.2 揚塵、噪聲監測模塊

揚塵和噪聲監測儀器主要由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測儀器狀態和當前環境噪聲情況，并且可以自動分析揚塵噪聲情況。同時，監測儀器由太陽能電池板供電，免除現場布線的繁瑣與復雜，環境監測儀器可以為項目管理人員和政府監管部門掌握施工現場環境情況提供真實可靠數據。

4.3 揚塵監測及自動噴淋模塊

施工現場分布式布置環境監測儀器，以便監測施工現場環境，同時針對作業現場粉塵濃度高、污染源多、粉塵量大且混雜的特點，實時監測環境中顆粒濃度，并且根據環境狀況配置噴淋設備和霧炮灑水設備以降低環境揚塵。水噴淋系統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，現場安裝時根據區域地形、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。自動噴淋水系統可以根據環境需要自動噴淋除塵，當現場揚塵監測系統監測PM濃度達到設定值時，自動啟動噴淋水系統，當PM濃度合格時，自動關閉噴淋水系統。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，根據需要解決環境揚塵問題，噴淋系統相比傳統的灑水車作業，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

施工現場產生的固體廢棄物較多，傳統的處理方法比較粗放，主要依靠人工隨意處置。固體廢棄物通過現場盤點，并且根據種類和重量分類進行過磅，然后進行數據記錄和傳輸。對現場產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、出場量等數據。

4.5 再生資源管理模塊

近年來，行業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、資源節約量和可周轉頻數等內容，統計分析再生資源的經濟效益，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 工程污水排放監測模塊

項目工地上，生活區和辦公區，還有施工過程中產生的污水經過處理后排放至城市市政管網中。工程污水排放監測模塊自動實時在線監測污水水質，工程污水水質排放必須達到GB/T24001—2016《環境管理體系要求及使用指南》和《污水綜合排放標準》的要求，實時監測系統將數據上傳至綠色施工管理平臺，當水質監測結構不達標時，后臺進行報警，督促管理人員采取相關的污水處理措施，有效實現對排放污水的監管。

5 智慧工地平臺技術

智慧工地平臺具有數據錄入、數據更新、信息推送與發布等功能，可以直接展示施工業務模塊，操作方便快捷，助力管理人員實現移動辦公。同時，平臺還針對綠色施工技術拓展了環境管理、能耗管理、設備管理等功能。

5.1 環境管理設置

揚塵噪聲監測系統主要由顆粒物傳感器、噪音傳感器、氣象參數傳感器、LED顯示器、后臺主機和遠程傳輸模塊等組成。施工現場的噪聲、揚塵、氣象等經過傳感器的采集傳輸到后臺機，然后顯示到屏幕上，數據遠程傳輸到智慧工地管理平臺上，供管理人員分析使用。當相關數據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境，直至環境達到合格標準。

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、用電發生異常時，后臺會自動告警，提醒管理人員進行根據告警信息進行現場排查，當用水量、電量超過最大允許值時，自動切斷相關路徑，達到節約用電、保護設備的作用。

5.3 設備管理

設備管理系統主要是對設備的巡視、安拆、保養、進出場、運行監測等進行信息記錄，其中設備運行監測系統依托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。系統根據上述信息預判設備狀態，同時提醒管理人員進行設備的保養維護，確保設備工況良好。

5.4 視頻監控

現場的視頻監控攝像頭采集視頻數據，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控。同時，管理人員可以通過手機端登錄、查看現場施工狀況，及時發現施工場地存在的影響綠色施工的現象，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網技術、BIM技術，通過功能模塊化設置，為施工管理提供精準、快捷的現場管理手段。該平臺通過后臺監測現場傳感器設備數據，減少人工采集的復雜性與誤差性，節省了大量人力、物力，具有良好的經濟效益。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場，可以節約施工成本。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，部分環節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，實現更多模塊的開發與應用。