智慧工地应用 教学单元 57课件讲解

智慧工地应用教学单元2

2.1智慧工地的背景及现状

2.2智慧工地的技术支撑

2.3智慧工地的实践应用

2.4BIM技术与智慧工地

2.5智慧工地的发展对工地信息化建设的影响Contents目录智能建造是以建造过程中所使用的材料、机械、设备的智能为前提，在建造的设计与仿真、构件加工生产、安装、测控、结构和人员的安全监测、建造环境感知中采用信息技术与先进建造技术的建造方式。智能建造包括以下多方面的技术和管理体系：三维建模及仿真分析技术。借助BIM技术，可以对复杂的构件进行三维建模，在此基础上，对其受力特征、建造全过程、与周边环境的关系进行仿真模拟。工厂预制加工技术。本单元主要介绍智能工地的背景、技术支撑、实践应用；BIM技术与智慧工地的结合；以及智慧工地的发展对工地信息化建设的影响。学习目标学习要求（1）了解智慧工地的背景和现状（2）掌握智慧工地的技术支持（3）学习智慧工地的实践应用（4）理解BIM技术与智慧工地（5）熟练掌握智慧工地的发展对工地信息化建设的影响2.3智慧工地的实践应用2.3智慧工地的实践应用2.3.1智慧工地在施工现场中的应用一、智慧工地在施工现场中的应用现状房建项目施工现场管理通常是由施工单位主导，其管理水平也受到施工单位自身的管理现状所制约。在当前的管理模式下，现场管理者多从其自身专业角度和接触到的信息去做出决策判断，很难从项目的全局考量，没有掌握整个项目的全部数据，难以快速且准确的对变动的信息做出反馈。住宅建设项目现场管理水平直接影响到事业的经济效益，关系到后期事业的运营效益。如果对房建项目施工现场数据信息收集、处理不当，则无法积累有效、可用的数据支持。二、智慧工地在国内房建项目中的应用现状（一）房建项目产品的特点房建项目产品具有唯一性，单件性的特点比较突出，任何一个房建项目的施工现场都具有不同的特点。即使是同一套施工图纸，房建项目本身建筑产品也会有所不同。首先项目本身地质有很大的差别，其次项目的建造者、各参与方组成成员不同，工作合同关系不同每面临一个新的项目就是一个全新的开始。2.3智慧工地的实践应用2.3.1智慧工地在施工现场中的应用（二）房建项目劳动力密集型工程建设和建筑行业都是劳动密集型产业。劳动分工细致，各工种划分详细，且要求具有相应的施工作业资质。房建项目施工现场具有项目本身复杂（包括地址、环境等影响因素）、施工人员众多、施工工序繁琐且多交叉等特征。（三）房建项目信息化建设有待提高目前，整个建筑业正在转型升级、自我变革，紧跟时代科技步伐，迫切需要对房建项目进行信息化建设。现阶段房建项目施工现场信息化水平不足，大型机械化设备的管理利用还需要进一步提升。（四）现场管理是目前现场施工管理的主要管理方式施工公司的现场管理水平是其核心竞争力。现阶段房建项目施工现场管理方式主要还是以施工企业的工程部、技术部等部门现场管理为主、监理监管为辅，事事需要人员处理。国内在一些项目中应用了智慧工地进行对施工阶段的把控。2.3智慧工地的实践应用2.3.1智慧工地在施工现场中的应用国内学者分别对智慧工地在建设工程现场中的应用，通过物联网、BIM技术提出智慧工地在施工项目中的运用。但在应用过程中仅仅是简单的对出现的问题直接解决的思路，并没有一套完整的、涉及多方面信息技术的解决方案。目前我国的智慧工地发展已长出了萌芽，智慧工地已应用于部分房建施工项目中，以BIM、物联网为代表的信息技术，为施工现场的管理模式转变提升了动力。施工现场的人流量大且身份复杂，所以关于人员管理的重要性最为突出，在管理方面，将充分考虑现场存在的问题，实现施工现场的实时管控，提高管理效率，使工地能够更好更快捷地管理。2.3智慧工地的实践应用2.3.1智慧工地在施工现场中的应用三、智慧工地在国外施工现场中的应用现状国外应用智慧工地管理房建项目施工现场主要分为两个方面，其一是对于理论的提出，有人提出利用可以应用互联网技术和通讯技术提高房屋建设项目的管理水平。也有人认为BIM技术可以帮助施工现场有更好的管理效果。还有一部分人观点是，新时期房建项目施工现场安全管理需要一个更高效的系统，建筑业要借鉴其他行业先进理念和技术，施工现场要添加如报警系统、实时定位系统、以BIM为基础的监控模块、数据库系统、材料管理与控制系统等技术。第二个方面是对于信息化管理手段的运用，国外专家提出施工现场的质量和安全管理可以使用VR等技术。彼得·德鲁克提出了在建设工程的过程中要利用计算机技术一类的先进管理理念和技术，改善住房建设项目施工现场中的管理模式，从而能够实现施工现场管理的跨越式发展。有学者研究认为，为了支持和确保建筑项目的安全管理，有必要建立一个建筑安全与健康监测系统(CSHM系统)。通过研究优化了无线传感，不仅降低施工设备成本，并且极大程度上提高了农业生产效率。勒·柯布西耶提出物联网应用于消防设施中，然后通过各种通信网络进行互联建立控制手段。2.3智慧工地的实践应用2.3.2智慧工地在绿色施工中的应用一、综合管理（一）劳务管理对施工人员实施实名制管理，从新进人员入手，为每个工作人员建立信息档案，这一信息档案可和当地公安部门联通，避免不法分子混入施工区域，影响施工现场或周边的治安，对其造成负面影响。将每个员工的基本信息输入人才库中，能实时地对员工工作状态进行监控，当员工进入工地现场时，可通过实名制通道、人脸识别、指纹识别等方式，将计算机技术与管理工作相融合，来采集员工的运动轨迹。通过数据采集，能了解员工进出工地现场的时间及进入周边生活和办公区域的时间，对员工实现实名制管理。同时将管理系统和移动终端相连接，实时反映工地的施工状态，也能在此基础上统计不同类型施工人员的组成和具体人数，为项目部人员的安排提供必要的支持。不同的统计方式来选择具有同样特征的人员，例如，每日的进出场人数，各个专业所需要和实际的用工人数及施工人员的地域分配、年龄特点等，可更为全面地分析现有劳动力。2.3智慧工地的实践应用2.3.2智慧工地在绿色施工中的应用同时，正与管理系统也能确保整个施工现场的安全，实现施工现场的全封闭管理，施工人员进出现场可通过人脸识别留下足迹，避免人员私自进入或离开。在人员进入施工现场时，可扫描身份证件录入数据，同时人员离职后也可办理退场手续，这样能全方面的实时反映施工人员信息的变化，更为全面地进行人员管理。（二）水电管理从用电管理的角度来看，在施工项目的各区域安装智能电表，通过监控其用电量，将数据反馈到智慧工地的管理平台，通过系统的汇总和分析，形成可视化的图表。监控区域主要包括施工区域、办公区域和工作人员的生活区域，通过对采集数据的综合分析，一旦发现数据异常，可通过系统对管理人员报警提醒，使管理人员迅速排查，确定发生异常的位置，并找出原因，进而解决用电异常的问题，避免无端的浪费情况的出现。2.3智慧工地的实践应用2.3.2智慧工地在绿色施工中的应用二、绿色施工（一）智能检测智能监测设备代替了传统的管理人员巡逻监查管理模式。通过智慧工地企业级管理系统，企业对工程现场绿色文明施工情况实时在线监管。以工程现场扬尘浓度、作业产生的噪声分贝等污染指标监测为例。通过在工程现场安装智能扬尘传感器和噪音检测仪，实时监测现场扬尘浓度以及噪声分贝值。在项目数据平台实时显示现场各类指标数据并通过移动互联网将数据上传至企业管理系统后台，根据污染程度不同系统的污染程度评价等级也不一样。系统一共将扬尘污染程度划分为5个等级，24小时记录扬尘的变化趋势，可监测现场扬尘浓度以及后续降尘处理效果。当污染程度为1~2级系统会在作业现场通过高音喇叭提示现场专职人员采取降污措施。当污染程度达到3~4级时，系统会记录扬尘超标的时间点和位置信息，提醒现场管理人员合理规划施工方案降低空气中扬尘浓度。当污染程度达到5级时，系统将自动启动现场喷淋降尘设备，进行喷水降尘。企业可通过查询系统后台项目有关绿色施工的评分报表，对相关责任人进行处理。2.3智慧工地的实践应用2.3.2智慧工地在绿色施工中的应用（二）绿色施工信息化技术特点传统的绿色施工技术的信息和数据往往依靠人工进行记录和分析，人工干预对现场环境影响较大。项目管理应依靠信息化技术，应用BIM信息技术可实现对项目的设计、施工总体部署、施工进度模拟、现场综合管控的可视化管理。应用现代物联网技术与现场工地管理平台相结合，可以对能耗、现场环境、机械安全、绿色施工等进行管理，起到有效的监测和管控作用，使现场管理更加智能化、自动化。VR安全体验馆可以模拟工地现场实景，有效解决传统体验馆的内容单调、资源浪费、占地面积大等弊端。1）智慧水、电管理模块在项目初期，编制临时用水、用电施工方案时，应充分考虑和规划好工程建设各区域，对于办公区、生活区规划布置不同类型用水方案，采用节水型设备和施工现场安装智能用电系统等，搭建智能水电网，水、电信息通过网关传输至后台，实现对项目用水、用电全过程监测。当发生水、电使用异常等情况时，后台可以接收告警、保护速断、远程控制等，实现对水、电使用的全程管控。2.3智慧工地的实践应用2.3.2智慧工地在绿色施工中的应用2)扬尘、噪声监测模块扬尘和噪声监测仪器主要由LED显示屏和移动终端、电脑端相结合，电脑后台可以直接显示监测仪器状态和当前环境噪声情况，并且可以自动分析扬尘噪声情况。同时，监测仪器由太阳能电池板供电，免除现场布线的繁琐与复杂，环境监测仪器可以为项目管理人员和政府监管部门掌握施工现场环境情况提供真实可靠数据。3)扬尘监测及自动喷淋模块施工现场分布式布置环境监测仪器，以便监测施工现场环境，同时针对作业现场粉尘浓度高、污染源多、粉尘量大且混杂的特点，实时监测环境中颗粒浓度，并且根据环境状况配置喷淋设备和雾炮洒水设备以降低环境扬尘。水喷淋系统主要是对自来水加压后，由喷头进行喷射，主要由加压水泵、PPR管、喷嘴和控制箱组成，现场安装时根据区域地形、扬尘分布等特点，合理分配喷淋点并绘制喷淋水系统路径，然后确定所需各类材料，进行布管和安装喷头。自动喷淋水系统可以根据环境需要自动喷淋除尘，当现场扬尘监测系统监测PM浓度达到设定值时，自动启动喷淋水系统，当PM浓度合格时，自动关闭喷淋水系统。同时可以从电脑后台和手机后台直接操控喷雾炮和基坑喷淋系统，根据需要解决环境扬尘问题，喷淋系统相比传统的洒水车作业，针对性强、除尘效果显著，提高了水资源利用率。2.3智慧工地的实践应用2.3.2智慧工地在绿色施工中的应用4)固体废弃物管理模块施工现场产生的固体废弃物较多，传统的处理方法比较粗放，主要依靠人工随意处置。固体废弃物通过现场盘点，并且根据种类和重量分类进行过磅，然后进行数据记录和传输。对现场产生的固体垃圾进行精准管控，可以通过管理后台的固体废弃物模块查询到固体废弃物的总量、分类、回收利用量、出场量等数据。5)再生资源管理模块近年来，行业对再生资源使用进行了大量研究，为了计算再生能源设备使用效率，工地可配置专用电表，用来计量再生能源消耗量，结合设备投入成本、资源节约量和可周转频数等内容，统计分析再生资源的经济效益，以便指导建筑工程再生资源使用方案。项目工地的热水设备一般采用节能效率更高的空气能热水器，其制热效率是电热水器的4～6倍，其年平均热效比是电加热的4倍，能效利用率