綠色施工智能管理平臺(tái)在建筑工程中的應(yīng)用

褚力源

【摘要】綠色建筑施工是在施工時(shí)盡量減少資源的浪費(fèi)，體現(xiàn)建筑綠色環(huán)保特性和提高建筑施工的效率，在很大程度上減少人力、物力的耗費(fèi)，降低可能產(chǎn)生的損失，從而提高施工效果和施工質(zhì)量。綠色施工已經(jīng)成為近年來(lái)國(guó)家和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的關(guān)鍵詞，任何企業(yè)都需要注意提升自身的環(huán)保性能，以此來(lái)適應(yīng)新形勢(shì)的變化。

【關(guān)鍵詞】綠色施工;智能管理;建筑工程

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.28.062

1、引言

近年來(lái)，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(lái)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(guò)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。

國(guó)家和各級(jí)政府對(duì)于綠色環(huán)保的關(guān)注度逐漸提升，社會(huì)大眾對(duì)環(huán)保問(wèn)題也更為關(guān)心，一旦發(fā)生環(huán)境污染問(wèn)題，就會(huì)在輿論的影響下擴(kuò)大，企業(yè)受到的懲處力度也會(huì)加大。國(guó)家規(guī)定企業(yè)需要將綠色生產(chǎn)責(zé)任制落實(shí)到位，減少綠色環(huán)保中的隱患，真正實(shí)現(xiàn)國(guó)家的環(huán)境保護(hù)和綠色治理。新形勢(shì)下，建筑企業(yè)作為對(duì)環(huán)境影響較大的企業(yè)，同時(shí)，也伴隨著很多污染事件的發(fā)生，無(wú)論是在社會(huì)關(guān)注度方面，還是在社會(huì)責(zé)任方面，都具有更重要的地位。因此，適應(yīng)新形勢(shì)的變化，加強(qiáng)改革，對(duì)于施工建設(shè)企業(yè)來(lái)說(shuō)非常重要。在當(dāng)下建筑企業(yè)的建設(shè)中，無(wú)論是房產(chǎn)維修、地面維修還是其他工作等，都為企業(yè)的綠色環(huán)保經(jīng)營(yíng)帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。在日益變化的綠色環(huán)保形勢(shì)之下，建筑企業(yè)需要認(rèn)識(shí)到自身的重要性，積極面對(duì)挑戰(zhàn)，負(fù)責(zé)任地承擔(dān)起企業(yè)綠色生產(chǎn)和環(huán)保管理的責(zé)任，為維護(hù)生態(tài)環(huán)境和自然資源做出自己的貢獻(xiàn)。

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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)工地管理平臺(tái)相結(jié)合，可以對(duì)能耗、現(xiàn)場(chǎng)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(cè)和管控作用，使現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)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(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、噪音監(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)。

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(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。

4.2 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)布線的繁瑣與復(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)可靠數(shù)據(jù)。

4.3 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，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(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。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的固體垃圾進(jìn)行精準(zhǔn)管控，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)。

4.5 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(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。

4.6 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(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。

5、綠色施工理念在建筑施工管理中應(yīng)用的策略

5.1 樹立正確的綠色施工理念

在當(dāng)前的建筑行業(yè)發(fā)展中，將綠色環(huán)保理念落到實(shí)處，可以減少工程施工產(chǎn)生的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)問(wèn)題。在當(dāng)前的建筑市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，建筑企業(yè)需要重視對(duì)新材料和新技術(shù)的使用，樹立自身的綠色施工理念。重視綠色技術(shù)、綠色材料的使用，提高建筑工程的節(jié)能性和環(huán)保性，實(shí)現(xiàn)多種資源的合理利用，實(shí)現(xiàn)文明施工。當(dāng)前，綠色發(fā)展理念的普及，讓施工企業(yè)開始認(rèn)識(shí)到綠色環(huán)保和資源利用的重要性。通過(guò)多元化的施工技術(shù)，積極使用綠色技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)建筑工程綠色化和環(huán)保化發(fā)展。除了管理人員需要提高環(huán)保意識(shí)之外，施工團(tuán)隊(duì)也要認(rèn)識(shí)到綠色施工的重要性。當(dāng)前，施工團(tuán)隊(duì)需要開展更為完善的綠色環(huán)保宣傳，逐步提升工作人員的綠色環(huán)保意識(shí)，讓工作人員意識(shí)到工作中的各種安全隱患，從而從自身開始，盡量減少安全事故的發(fā)生。企業(yè)工作人員需要意識(shí)到綠色環(huán)保質(zhì)量工作的緊迫性和艱巨性，在面對(duì)社會(huì)突發(fā)的各種事件時(shí)，企業(yè)工作人員的觀念轉(zhuǎn)變應(yīng)更為及時(shí)到位。

5.2 選擇綠色環(huán)保的建筑材料

當(dāng)前，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及環(huán)保理念的深入，我國(guó)對(duì)于環(huán)保予以了高度關(guān)注，人們對(duì)于環(huán)保和節(jié)能也給予了更多關(guān)注。與此同時(shí)，建筑企業(yè)也更注重環(huán)保和節(jié)能型材料的引進(jìn)，作為材料選購(gòu)人員，需要考慮材料的環(huán)保性能，減少對(duì)環(huán)境的影響以及材料的浪費(fèi)。使用節(jié)能材料來(lái)創(chuàng)造出對(duì)環(huán)境污染最小的材料，通過(guò)這種方式，建筑物才能夠符合環(huán)保節(jié)能的應(yīng)用理念，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展?；诃h(huán)保理念，建筑施工中逐漸使用更多無(wú)毒無(wú)害材料。但是大部分材料都具有一定傷害性，很多化學(xué)類材料不僅會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生傷害，還會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生破壞。因此，建筑施工人員在施工時(shí)需要慎重選擇材料，材料選購(gòu)人員也需要優(yōu)先考慮綠色環(huán)保理念，在選購(gòu)材料時(shí)更注重材料的綠色性能和環(huán)保性能，確保材料是安全穩(wěn)定沒有污染的。

5.3 做好施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

建筑施工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生各種類型的安全風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)施工人員的安全造成了威脅。因此，施工管理人員需要提前做好風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，針對(duì)施工中存在的安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行針對(duì)性分析，做好相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和防范措施，可以在一定程度上減少安全事故的發(fā)生。施工人員需要充分認(rèn)識(shí)當(dāng)前建筑施工的特點(diǎn)，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行區(qū)域劃分，確定每一個(gè)區(qū)域可能發(fā)生的安全事故，進(jìn)而進(jìn)行整體分析。管理人員也需要從多方進(jìn)行前期評(píng)估，增強(qiáng)安全施工理念，提前對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安全等級(jí)劃分，對(duì)施工人員貫徹安全第一的施工理念，減少無(wú)關(guān)因素對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的干擾。施工現(xiàn)場(chǎng)需要安排專門的安全管理人員，做好現(xiàn)場(chǎng)施工的日常檢查和結(jié)尾檢查工作，減少安全隱患。施工人員需要定期召開會(huì)議，針對(duì)可能存在的安全隱患進(jìn)行分析和討論，得出有效的整改措施，避免同一個(gè)安全問(wèn)題的再次發(fā)生。同時(shí)，施工人員也需要積極發(fā)現(xiàn)隱藏的安全隱患，對(duì)隱藏問(wèn)題進(jìn)行排查，做好定期安全報(bào)告匯總，盡量減少安全事故的發(fā)生。

6、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。

6.1 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)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(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)。

6.2 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(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。

6.3 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。

6.4 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)，傳輸至智慧工地服務(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。

結(jié)語(yǔ)：

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(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(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。

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