智慧工地應用教學單元2

2.1智慧工地的背景及現狀

2.2智慧工地的技術支撐

2.3智慧工地的實踐應用

2.4BIM技術與智慧工地

2.5智慧工地的發展對工地信息化建設的影響Contents目錄智能建造是以建造過程中所使用的材料、機械、設備的智能為前提，在建造的設計與仿真、構件加工生產、安裝、測控、結構和人員的安全監測、建造環境感知中采用信息技術與先進建造技術的建造方式。智能建造包括以下多方面的技術和管理體系：三維建模及仿真分析技術。借助BIM技術，可以對復雜的構件進行三維建模，在此基礎上，對其受力特征、建造全過程、與周邊環境的關系進行仿真模擬。工廠預制加工技術。本單元主要介紹智能工地的背景、技術支撐、實踐應用；BIM技術與智慧工地的結合；以及智慧工地的發展對工地信息化建設的影響。學習目標學習要求（1）了解智慧工地的背景和現狀（2）掌握智慧工地的技術支持（3）學習智慧工地的實踐應用（4）理解BIM技術與智慧工地（5）熟練掌握智慧工地的發展對工地信息化建設的影響2.3智慧工地的實踐應用2.3智慧工地的實踐應用2.3.1智慧工地在施工現場中的應用一、智慧工地在施工現場中的應用現狀房建項目施工現場管理通常是由施工單位主導，其管理水平也受到施工單位自身的管理現狀所制約。在當前的管理模式下，現場管理者多從其自身專業角度和接觸到的信息去做出決策判斷，很難從項目的全局考量，沒有掌握整個項目的全部數據，難以快速且準確的對變動的信息做出反饋。住宅建設項目現場管理水平直接影響到事業的經濟效益，關系到后期事業的運營效益。如果對房建項目施工現場數據信息收集、處理不當，則無法積累有效、可用的數據支持。二、智慧工地在國內房建項目中的應用現狀（一）房建項目產品的特點房建項目產品具有唯一性，單件性的特點比較突出，任何一個房建項目的施工現場都具有不同的特點。即使是同一套施工圖紙，房建項目本身建筑產品也會有所不同。首先項目本身地質有很大的差別，其次項目的建造者、各參與方組成成員不同，工作合同關系不同每面臨一個新的項目就是一個全新的開始。2.3智慧工地的實踐應用2.3.1智慧工地在施工現場中的應用（二）房建項目勞動力密集型工程建設和建筑行業都是勞動密集型產業。勞動分工細致，各工種劃分詳細，且要求具有相應的施工作業資質。房建項目施工現場具有項目本身復雜（包括地址、環境等影響因素）、施工人員眾多、施工工序繁瑣且多交叉等特征。（三）房建項目信息化建設有待提高目前，整個建筑業正在轉型升級、自我變革，緊跟時代科技步伐，迫切需要對房建項目進行信息化建設?，F階段房建項目施工現場信息化水平不足，大型機械化設備的管理利用還需要進一步提升。（四）現場管理是目前現場施工管理的主要管理方式施工公司的現場管理水平是其核心競爭力。現階段房建項目施工現場管理方式主要還是以施工企業的工程部、技術部等部門現場管理為主、監理監管為輔，事事需要人員處理。國內在一些項目中應用了智慧工地進行對施工階段的把控。2.3智慧工地的實踐應用2.3.1智慧工地在施工現場中的應用國內學者分別對智慧工地在建設工程現場中的應用，通過物聯網、BIM技術提出智慧工地在施工項目中的運用。但在應用過程中僅僅是簡單的對出現的問題直接解決的思路，并沒有一套完整的、涉及多方面信息技術的解決方案。目前我國的智慧工地發展已長出了萌芽，智慧工地已應用于部分房建施工項目中，以BIM、物聯網為代表的信息技術，為施工現場的管理模式轉變提升了動力。施工現場的人流量大且身份復雜，所以關于人員管理的重要性最為突出，在管理方面，將充分考慮現場存在的問題，實現施工現場的實時管控，提高管理效率，使工地能夠更好更快捷地管理。2.3智慧工地的實踐應用2.3.1智慧工地在施工現場中的應用三、智慧工地在國外施工現場中的應用現狀國外應用智慧工地管理房建項目施工現場主要分為兩個方面，其一是對于理論的提出，有人提出利用可以應用互聯網技術和通訊技術提高房屋建設項目的管理水平。也有人認為BIM技術可以幫助施工現場有更好的管理效果。還有一部分人觀點是，新時期房建項目施工現場安全管理需要一個更高效的系統，建筑業要借鑒其他行業先進理念和技術，施工現場要添加如報警系統、實時定位系統、以BIM為基礎的監控模塊、數據庫系統、材料管理與控制系統等技術。第二個方面是對于信息化管理手段的運用，國外專家提出施工現場的質量和安全管理可以使用VR等技術。彼得·德魯克提出了在建設工程的過程中要利用計算機技術一類的先進管理理念和技術，改善住房建設項目施工現場中的管理模式，從而能夠實現施工現場管理的跨越式發展。有學者研究認為，為了支持和確保建筑項目的安全管理，有必要建立一個建筑安全與健康監測系統(CSHM系統)。通過研究優化了無線傳感，不僅降低施工設備成本，并且極大程度上提高了農業生產效率。勒·柯布西耶提出物聯網應用于消防設施中，然后通過各種通信網絡進行互聯建立控制手段。2.3智慧工地的實踐應用2.3.2智慧工地在綠色施工中的應用一、綜合管理（一）勞務管理對施工人員實施實名制管理，從新進人員入手，為每個工作人員建立信息檔案，這一信息檔案可和當地公安部門聯通，避免不法分子混入施工區域，影響施工現場或周邊的治安，對其造成負面影響。將每個員工的基本信息輸入人才庫中，能實時地對員工工作狀態進行監控，當員工進入工地現場時，可通過實名制通道、人臉識別、指紋識別等方式，將計算機技術與管理工作相融合，來采集員工的運動軌跡。通過數據采集，能了解員工進出工地現場的時間及進入周邊生活和辦公區域的時間，對員工實現實名制管理。同時將管理系統和移動終端相連接，實時反映工地的施工狀態，也能在此基礎上統計不同類型施工人員的組成和具體人數，為項目部人員的安排提供必要的支持。不同的統計方式來選擇具有同樣特征的人員，例如，每日的進出場人數，各個專業所需要和實際的用工人數及施工人員的地域分配、年齡特點等，可更為全面地分析現有勞動力。2.3智慧工地的實踐應用2.3.2智慧工地在綠色施工中的應用同時，正與管理系統也能確保整個施工現場的安全，實現施工現場的全封閉管理，施工人員進出現場可通過人臉識別留下足跡，避免人員私自進入或離開。在人員進入施工現場時，可掃描身份證件錄入數據，同時人員離職后也可辦理退場手續，這樣能全方面的實時反映施工人員信息的變化，更為全面地進行人員管理。（二）水電管理從用電管理的角度來看，在施工項目的各區域安裝智能電表，通過監控其用電量，將數據反饋到智慧工地的管理平臺，通過系統的匯總和分析，形成可視化的圖表。監控區域主要包括施工區域、辦公區域和工作人員的生活區域，通過對采集數據的綜合分析，一旦發現數據異常，可通過系統對管理人員報警提醒，使管理人員迅速排查，確定發生異常的位置，并找出原因，進而解決用電異常的問題，避免無端的浪費情況的出現。2.3智慧工地的實踐應用2.3.2智慧工地在綠色施工中的應用二、綠色施工（一）智能檢測智能監測設備代替了傳統的管理人員巡邏監查管理模式。通過智慧工地企業級管理系統，企業對工程現場綠色文明施工情況實時在線監管。以工程現場揚塵濃度、作業產生的噪聲分貝等污染指標監測為例。通過在工程現場安裝智能揚塵傳感器和噪音檢測儀，實時監測現場揚塵濃度以及噪聲分貝值。在項目數據平臺實時顯示現場各類指標數據并通過移動互聯網將數據上傳至企業管理系統后臺，根據污染程度不同系統的污染程度評價等級也不一樣。系統一共將揚塵污染程度劃分為5個等級，24小時記錄揚塵的變化趨勢，可監測現場揚塵濃度以及后續降塵處理效果。當污染程度為1~2級系統會在作業現場通過高音喇叭提示現場專職人員采取降污措施。當污染程度達到3~4級時，系統會記錄揚塵超標的時間點和位置信息，提醒現場管理人員合理規劃施工方案降低空氣中揚塵濃度。當污染程度達到5級時，系統將自動啟動現場噴淋降塵設備，進行噴水降塵。企業可通過查詢系統后臺項目有關綠色施工的評分報表，對相關責任人進行處理。2.3智慧工地的實踐應用2.3.2智慧工地在綠色施工中的應用（二）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。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。2.3智慧工地的實踐應用2.3.2智慧工地在綠色施工中的應用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。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。2.3智慧工地的實踐應用2.3.2智慧工地在綠色施工中的應用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。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