基于BIM+數字孿生技術在建筑工程項目中搭建綠色智慧管理系統

發布時間:2021-12-23 15:04:28 作者:臻圖信息 閱讀量:1454

       摘要:近幾十年來,人類活動的急速增長,對自然資源的消耗和環境的影響越來越明顯,所有人類活動中,建筑業的發展對自然資源和環境的影響尤其明顯。于是,綠色施工、智慧環保、綠色建造的理念逐步深入人心,從設計到施工再到運營,人們都在開發和應用相關的技術,來減少建筑活動對資源和環境的不利影響。

       綠色施工技術開發和應用雖已經開展多年,也取得了很多成就。然而,綠色施工并非一項簡單的工作,實際執行過程中需要投入一定數量的專業人員來進行策劃和實施,往往由于專業管理人員配置不到位,兼職且不夠專業,使得綠色施工效果大打折扣。本文介紹總結了建筑工程項目綠色施工中運用到的一些數字孿生三維可視化智慧管理技術,其大大減輕了施工管理人員的負擔,有效的填補了諸多管理漏洞,使得綠色施工技術應用進一步得到了落實,可以為后續類似的工程實施,提供相應參考。

  
        1 、前言

        當前,越來越多的建筑施工項目引入了智慧工地管理平臺,輔助項目進行項目管理活動,但是,大部分側重于安全管理,比如:基坑監測、塔吊安全監測、臨時用電安全監測、視頻監控等,很多智慧工地管理平臺也有綠色施工的內容,但僅限于環境保護方面的揚塵和噪聲監測,比較簡單??傊?,智慧建造還有很大的空間需要我們進一步開發和深入研究應用。本項目通過開展綠色施工,并基于項目部智慧管理平臺進行了開發拓展,豐富了管理平臺中綠色施工管理方面的內容,使之涵蓋綠色施工中“四節一環?!比恳蛩?,應用過程中,不斷優化和改進,總結出了一些綠色施工智慧管理技術,利用該技術通過數據收集和分析、評價,然后改進綠色施工措施,使項目的施工達到了綠色施工示范項目標準,數字孿生技術智慧管理在綠色施工中初步取得了良好的實際應用效果。


        2、 綠色數字孿生技術施工智慧管理應用
        基于總承包管理模式,以BIM+3DGIS應用為基礎的數字孿生技術智慧管理建造,在施工階段綠色施工過程中的應用點,主要體現在以下不同施工階段的綜合應用方面。通過案例分析,選取典型的應用點進行應用介紹。大大減輕管理人員的工作負擔,同時也達到各項綠色施工指標。
       2.1環境管理
        施工階段環境保護的重點在于揚塵、噪聲、污水排放、建筑垃圾控制和處理,智慧管理的技術要點就是進行揚塵、噪聲的在線監測、記錄和反饋,以觸發和啟動降塵設備投入運行以及降噪設施的投入,對于污水排放PH值和建筑垃圾產生的數量進行數據收集記錄和分析,以便及時采取調整措施,達到預定環保指標。
        1)揚塵、噪聲在線監測及自動噴淋
        土方施工是揚塵和噪聲污染的主要階段,將揚塵、噪聲在線監測,塔吊、圍擋自動噴淋,車輛自動沖洗平臺記車輛抓拍系統集成于智慧工地管理平臺綠色施工模塊中環境保護項,實現了揚塵、和噪聲自動控制,并達到了控制指標,同時生成相應記錄和報表。
        2)污水排放及垃圾處理記錄
        施工污水排放定期檢測的PH值,各類建筑垃圾產生數據,通過手機App終端錄入平臺,生成污水排放檢測記錄和建筑垃圾處理記錄,并通過數據分析反饋結果。
        2.2節材與材料資源管理

        節約材料是綠色施工的重點也是難點,除了從預先策劃好的一些技術措施方面節約材料,關鍵是如何通過嚴格精細的管理,來使得這些措施精準實施,這方面需要做大量的工作,智慧工地管理平臺設計管理和物資管理模塊可以很好的幫助解決施工優化,減輕限額領料,材料出庫入庫的管理負擔,從而控制了材料的損耗率,達到節材效果。

        1)設計管理
        在智慧工地管理平臺中開發了設計管理模塊,通過自動排磚、管線綜合碰撞檢查及優化、裝修樣板建模等BIM深化設計工作,最大程度的優化和節約材料的用量,并將優化內容和成果導入該模塊,各相關人員通過電腦或手機終端APP隨時學習和查看,并用來對工人進行交底。
        2)物資管理

        在智慧工地管理平臺中開發了物資管理模塊,導入材料采購計劃、鏈接自動過磅系統、材料出入庫、余料處理等數據,進行數據統計分析,輸出節材與材料資源利用效果評價報表,提供項目部進行對比檢查和決策,如果出現不達標時,及時調整節材措施。該模塊幫助項目部減少了大量數據錄入和記錄工作,精準地記錄了進場物資和余料處理的數量,通過對比采購計劃、實際進場數量和余料處理數據,精準的計算出材料的實際損耗率,回收來利用率,從而得出節材指標達到綠色施工的標準,同時提供了建筑垃圾處理的相應數據。


        2.3節水與節能管理
 
       智慧工地管理平臺中的資源管理模塊,包含了雨水收集循環利用系統、自動洗車及抓拍系統和智能水電管理系統。大大提高了施工現場臨時水電管理的自動化程度,有效的提高了節水和節能效果。 
        1)雨水收集循環利用
        雨水回收系統采用自動調壓變頻控制,自動補水和遠程監控,減少了水電維護人員啟停水泵和補水等工作量。
        2)自動洗車及抓拍系統
        自動洗車臺設置傳感器,當車輛進入洗車臺時,傳感器感應信號觸發沖洗水泵啟動進行沖洗,車輛沖洗完畢離開洗車臺后,水泵自動關閉,車輛沖洗抓拍系統則用來監控車輛滿足最少沖洗時間,且隨時可以調取視頻影像。
        3)智能水電管理系統
        智能水電管理系統包括智能配電箱、智能水表,實現用水用電量,電壓、水壓狀態等遠程抄表、遠程監控及無線數據傳輸,并進行數據統計和分析,形成水電消耗臺賬及節水節能效果評價報表,大大節約了水電管理人員的工作量,同時搜集的數據更全面更精準。
        2.4 節地與施工用地保護:

        施工現場場地較為狹小,合理的利用施工場地是項目施工的關鍵。利用BIM技術分不同施工階段對施工現場進行規劃布置,并在施工過程中進行動態調整,保證施工場地得到充分利用。利用BIM+3DGIS 技術進行場地布置,更形象更直觀,同時易于計算臨時設施的工作量,從而利于快速正確的做出決策。


        3、結論
        項目綠色施工過程中,多項綠色施工措施采用了數字孿生技術智慧管理,這些技術成功運用于現場,先進又實用,在節能環保形勢嚴峻的情況下,解決了綠色施工管理人員配置不到位造成的綠色施工實施效果不佳的問題。該綠色施工智慧管理技術現已順利應用于實踐,通過該技術收集數據,進行分析、評價和指導現場施工改進,使項目的施工達到了綠色施工示范項目標準,智慧管理數字孿生技術在綠色施工中初步取得了良好的實際應用效果,值得在類似的綠色施工示范工程中推廣。

標簽:3DGIS+BIM  智慧工地  智慧建筑  智慧管理  

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