智慧工地在绿色建筑中的应用
中国电建建筑集团有限公司
一、 工程概况
京杭运河枢纽港扩容提升工程1#楼、2#楼为2栋绿色三星办公楼，建筑面积15431.18平米。框架结构。其中：1号楼（高低跨结构）为半地下一层，高跨地上6层低跨1层；2号楼为高跨地上三层，低跨地上2层，低跨处主体结构为钢结构。
二、智慧工地
1、智能触控信息展示系统
功能介绍： 智能触控信息屏，使用两点或两点以上不同态势介质触摸屏幕表面，可以完美以实现图片缩放、旋转等各种多点触摸应用。并同时具备触点传统单点红外触摸屏功能。
原理：智能触控信息屏在实际应用中被分为两个层面,是主控芯片能够同时采集多点信号,是能够判断每路手指触摸信号的意义，能够提供手势识别功能。
智能触控屏显，可对我公司企业宣传、现场安全文明施工标准化、可视化、质量控制要点、绿色施工、绿色建筑、智慧工地等进行系统的触摸式讲解，参观人员可不进入施工现场，就能对现场进行系统的了解。
2、塔吊限位防碰撞及吊钩可视化系统
功能介绍： 塔吊防碰撞报警系统是用于多塔吊交叉作业的现代建筑工地，通过设置无线“电子栅栏”对塔吊之间各种碰撞危险进行预警，以及对塔吊的非法侵入保护区域进行预警。
塔式起重机安全监控管理系统，是基于传感器技术、嵌入式技术、数据采集技术、数据融合处理、无线传感网络与远程数据通信技术和智能体技术，从而实现危险作业自动报警并控制、实时动态的远程监控、远程报警和远程告知，使得塔吊安全监控成为开放的多方参与的实时动态监控。
本工程由于现场比较狭小，施工作业较困难，塔吊之间容易发生碰撞，存在安全隐患。在每台塔吊上安装防碰撞监视设备，配备塔吊“黑匣子”，通过远程高速无线传输，对重量、高度、幅度、力矩、回转及风速等参数数据记录、显示、声光报警、输出、控制，实现塔吊运行实时动态的远程监控、全过程监控，当塔吊运行有违章行为时，系统能自动判别并立即发出报警信号，提醒塔吊司机停止违章行为。从技术手段上保障了对塔机使用过程和行为的及时监管，切实防范、管控设备运行过程中的危险因素和安全隐患。塔机防碰撞系统在现场的应用，解决了工程中采用人工控制和管理的弊端，大大提高了门塔机使用的安全性和效率，为该工程的顺利建设起到了一定的促进作用。
工作原理:半径传感器—旋转传感器—操作显示模块—外部报警灯—中央控制器—风速传感器—控制输出模块—行走位移传感器
3、智慧工地之互联网远程视频监控系统
功能介绍：互联网远程视频监控系统是基于计算机网络、多媒体传输、图像编解码、信息管理、显示控制及流媒体等技术开发的大型、全数字化、网络化的信息传输和管理系统。该系统采用分布式存储、集中式管理的设计思想，标准的互联网通讯协议和先进的H.264视频编/解码技术，将各个远程监控点的现场实时图像监视、网络校时、录像资料查询、监视器墙及显示器控制等多项管理功能融于一体，真正实现了监控联网、集中管理，大大扩展了传统监控系统和数字监控系统的功能。
工地视频监控系统是通过在工地现场生活区、大门、材料堆放区、制高点（塔吊）等安装高清视频枪机和球机，监控覆盖整个工地现场作业区和生活区，项目部可以随时随地监控现场作业情况，掌握工程实时动态，抓拍违章作业行为，加强随安全生产的管理，了解安全生产状况。
项目共采用一个球机十二个枪机对现场实现百分百全覆盖，视频监控系统可实现对各个监控点的实时图像监视、网络校时、录像资料查询等多项管理功能，从工人上下班、作业面安全行为监督、作业工人数量查询、防火、防盗等方面实现全动态管理。
实时照片、视频存储于后台服务器端，可随时查阅。整一套集成系统提高了项目在工程上的管理和监控效率，规范了施工现场的安全管理，提供管理依据。
监视器墙
4、红外热成像防火监测报警系统
功能介绍：防火测温型红外热成像摄像机可通过云台在设定的预置位置之间不停切换（预置位可根据现场情况设置，没有数量限制），实现对所有预制位置之间的轮流监视，同时呈现可见光画面和热成像画面。在热成像画面上可设置危险温度，一旦监控画面中有超过危险温度的区域，监控会显示其当时温度并发出警报，从而将火灾扼杀在萌芽状态，起到防止火灾的作用。
红外热成像防火检测报警系统
红外热成像监控画面
5、扬尘噪声一体化检测系统
功能介绍：本工程为绿色三星级建筑，对空气的环境质量要求严格，因此需要对现场的环境进行精确分析，用数据指导，从而进行有效地扬尘控制。
项目设置除霾监制系统对施工现场环境进行24小时不间断的实时监测，在现场四周及主要出入口采用噪声、PM2.5及PM10监测系统，对现场进行实时监测大气扬尘与噪声在线监管系统实现大气扬尘和噪声在线精细化管理；重点解决建设现场无组织扬尘排放污染源监测的难题；针对颗粒物数据进行数据统计分析、对比、查询、导出，对超标项目有针对性的采取实施干预措施；以及视频拍摄、超标拍照报警等功能；实现扬尘监测和治理联动化。
6、智能LED屏显
功能介绍：近年来智能化行业的飞速发展，LED大屏幕系统已打破过去“闭路电视系统”的模拟方式结构，成为人们在现代化管理中进行媒介宣传一种极为有效的工具，其应用逐渐普及到各行各业，并在现代建筑中具有独特作用。
智能LED屏显系统是建筑工地施工现场的一种新生产物，作为一种主要的媒介宣传工具，已经取代传统标语标识、安全教育、企业宣传等，是智慧工地重要的宣传手段。
本工程采用智能LED大屏系统，对企业宣传、工地现场安全警示宣贯、质量、文化娱乐宣传等进行可视化管理。
项目采用的安全教育片从建筑行业特点、相关法律法规、施工人员的权利和义务、安全生产中常见的术语、劳动防护用品的使用、施工规范作业安全须知、急救常识等七个方面对工人进行日常安全教育，区别与以往的口头宣讲具有形象直观更易于工人接受的特点。
项目组织工人观看安全教育警示片
7、BIM技术应用
功能介绍：BIM是指建筑信息模型（BIM，Building Information Molding ），是指基于最先进的三维数字设计和工程软件所构建的“可视化”的数字建筑模型，为设计师、建筑师、水电暖铺设工程师、开发商乃至物业维护等各环节人员提供“模拟和分析”的科学协作平台，帮助他们利用三维数字模型对项目进行设计、建造及运营管理。其最终目的是使整个工程项目在设计、施工和使用等各个阶段都能够有效地实现建立资源计划、控制资金风险、节省能源、节约成本、降低污染和提高效率，从真正意义上实现工程项目的全生命周期管理，BIM 技术的引入可以提供了工程项目施工中所需的各种基础数据，辅助施工项目管理层决策的反应速度和精度。近几年来，BIM 技术在美国、日本、香港等国家和地区的建筑工程领域取得了大量的应用成果，国内许多施工企业应用BIM 技术来提升项目管理水平与企业核心的竞争力。
本工程通过BIM技术应用主要达到以下工作目标：
1）提供基于BIM的项目文件管理，将竣工资料及相关设备资料录入建筑信息模型，以方便后续物业的维护管理。
2）通过BIM技术解决图纸问题，解决工地现场实际问题，减少现场签证和变更，进一步提高施工质量、控制施工进度、节约工程造价。
基于BIM3D模型的创建。根据设计院CAD图纸，及时创建建筑、结构、机电BIM3D模型，进行钢结构、精装修工程的深化设计，以及机电工程的管线综合。
基于BIM4D的工期控制。利用BIM模型，实时录入数据，实现任意指定时间下的工程计划进度与实际进度的对比分析，对施工流水段的相关工序进行分析和优化调整，直接掌控该任务现状对总工期的影响，确保工程项目按时完工。
基于BIM5D的成本控制。在施工过程中，将BIM模型与工程量清单联动，实现钢筋、混凝土、模架体系等材料用量的自动统计，在导入清单计价数据后，进行两算对比分析。
基于BIM 的质量安全控制。通过对现场摆放触摸屏，将重要的施工项目进行动态样板展示，提高技术交底的质量，指导实时施工；通过标识BIM模型中的危险部位和危险源，建立起基于族技术的危险防护体系，借助仿真动画进行第三人漫游，论证安全防护部署的可靠性，确保项目处处安全。
基于BIM的模拟建造。如施工场地布置、工程动态展示、设备安装模拟仿真、模板、脚手架、高支模BIM辅助工艺展示、砌体工程深化、预留孔洞校核、管线碰撞综合等。
3）基于BIM协同工作要求进行BIM共享平台的建设，实现企业项目管理各个环节之间的信息共享和协同作业，支持扩展与企业信息化提供资源的整合、信息的共享以及业务的协同。
4）建立支撑工程信息共享的BIM信息交换接口，实现BIM模型的导入、系统内模型数据的整合、模型及信息的导出、模型与信息的交互浏览等。
5）在办公楼施工建造及运行维护阶段使用BIM技术配合绿色建筑三星评价，满足绿色建筑评价标准。
利用BIM技术对现场进行合理化布置
利用BIM技术对现场进行合理化布置
临边防护搭设BIM可视化
楼梯防护可视化交底
8、采用劳务实名制管理系统打造工地“智能管家”
功能介绍：规范劳务用工管理是确保工程履约的重要保证，为实时动态掌握施工人员情况，项目部采用劳务实名制管理系统，将信息化融入劳务管理工作。该系统不仅具有常用的门禁功能，还增加刷卡控制器、智能芯片、LED液晶显示屏、监控摄像头、信息存储服务器等关键设备。
项目部设置智能门禁系统，能够分类统计人员进出量并显示到大屏幕上，通过关联手机APP及电脑用户端，从而进行劳务班组的实名制管理，植入安全帽中的智能芯片能提示进出场员工是否进行过安全教育，如未及时进行安全教育，则不能通过闸机系统，通过门禁系统的实施，有效开展劳务人员实名制管理及现场保卫工作。
电子芯片登记的花名单
手机APP显示的每日进场人员名单
9、VR安全体验馆
功能介绍：目前VR技术已经广泛应用于房产、医疗、教育、旅游、城市规划等领域，VR场景结合头盔设备可以带给体验者身临其境的视觉观感，体验者戴上VR眼镜后，仿佛身临其境，整个工程形象逼真地展示在眼前，似乎触手可及；VR不仅应用于工程项目实景，尤其与BIM相结合使体验者可以在虚拟的建筑工程中随意“进出”，逼真地感受工程风景。因此VR技术在建筑行业的应用也必将带来一次前所未有的变革。
VR安全体验技术
VR安全体验区通过视觉、听觉、语言、动态动作等四种不同表现方法；采用平面、立体的或三维的三种不同的表现方式；让大家亲自参与其中，亲自感受。亲自体验，亲自体会，亲身感悟的过程，达到知识于实际动作情景相结合，亲自动手亲身参与，不仅从书本理论，也从实际动手操作中获得智慧。
本工程从基础、主体、装修三个阶段共设置18个模块的安全体验，分别从高处坠落、物体打击、机器伤害等多方面体验模拟真实的安全事故。
项目通过VR体验对工人进行日常安全教育
10、喷雾、喷淋系统的应用
功能介绍：建筑工地扬尘是指工程施工过程中产生的对大气造成污染的悬浮颗粒物和可吸入颗粒物等一般性粉尘，包括：砂石、灰土、灰浆、灰膏、工程渣土等，由于建筑工地的粉状物料在露天堆放和运输过程中会产生大量粉尘飘散在空中，造成环境污染，造成环境污染。
本工程现场通过塔吊、外架、全线围挡，采用布设供水管道的方式实现现场降尘除霾的全覆盖，很好的实现降尘的效果。合理控制喷淋设施作业时间，定时启闭，专人维护。
工作原理：当水雾颗粒与尘埃颗粒直径大小相近时，生于粉尘颗粒大小相当的微米级水雾颗粒使其与之吸附，相互粘结，聚集增大并在自身重力的作用下沉降，就可达到降尘的目的。
11、智检APP的应用
功能介绍：智检工程管理APP应用于工程现场管理过程，主要包括质量、安全、进度、材料、变更管理，将任务指派、整改、销项这一闭环流程搬到移动APP平台上，真实永久记录过程，大大减少了传统工程项目中即费时又费力的重复性工作，在提高效率、降低成本的同时，也提高了项目的质量。
智检app就是一个现场多种角色使用的移动端+云服务的平台。现场的使用者包含总包单位、分包单位施工人员，实现对现场的质量、安全、进度、设备、物料等管理，智检能高效、有序的管理现场的繁杂工作，提升工程现场的工作效率和执行能力。
数据统计功能
在传统项目中，参加各方需要派专人来负责工程现场数据的整理和收集工作，人工处理数据出报告的过程耗时长，查询起来还不容易。智检APP具有强大的云平台，不仅能够永久保存数据记录，随时可查，还能够自动分析整理成excel、ppt、pdf等报告。
图纸注明
打开智检APP进入图纸模式即可查阅项目图纸。图纸上清晰定位了问题位置，不仅方便施工人员准确找到施工地点，点击图纸上的问题点还可以查看问题详情，比传统的通过会议向施工人员传达问题信息要方便快捷得多。
12、智能地磅的应用
功能介绍：智能称重，减少人为干预，加强业务控制和降低收发货风险，提高工作效率。
项目管理的核心是成品管理。工程成本的约六到八成是材料费，土建工程钢材、商品混凝土等过磅比例又特别大。工程项目过磅物资材料管理存在的问题有：一是物料验收存在管理漏洞，虚增入磅数据，不规范上磅、皮重作弊、一车多称、改仿料单等。二是手工管理工作量大，管理效率低下。三是无法实现远程监控管理。四是对过磅偏差无法及时发现并处置。
从所存在的问题分析，采用物料智能管理系统，能够有效解决上述存在问题，实现现场物资材料管理智能化、信息化。一是利用物联网技术，地磅、摄像头、高拍仪、打印机等硬件集成，变业务数据的手工录入为系统自动采集，确保数据真实准确及时，同时减少物资管理人员的工作量。二是利用数据分析技术，系统自动抓取数据多维度分析，为管理层和决策层提供了最真实准确的决策依据，且快捷及时，最大程度保住了管理的时效性。
13、车辆自动冲洗设备
功能介绍：车辆自动冲洗设备为一款性价比高的车辆冲洗设备，是依据城管执法局、建委安监局、环保局等各部门对施工车辆的要求下，专为清洗各类工程车辆的轮胎及底盘而设计，该自动冲洗设备利用360度高压水嘴对车辆的轮胎及底盘部位进行高压冲洗，从而达到将车轮及底盘洗净的效果，达到各部门的上路要求，该洗车机用机械自动感应式、遥控和手动三种控制，可自动完成清洗的工作，清洗用水可循环使用，连续工作时，仅需补充少量的水，因此可以节约大量水资源。
14、无人机技术应用
功能介绍：无人机检查代替人工检查，减少了人员的安全风险。按照过去传统的检查方式，高处临边、悬挑架结构外立面、大型设备尖端部危险区域都是检查的盲区，存在安全隐患。引入无人机后，可对施工现场进行空中巡察辅助安全监管，通过控制无人机飞行到“人到不了、看不到”的地方，并通过清晰的照片观察此处的状态是否可靠；同时，应用无人机进行航拍，定期记录项目形象进度;定时监控现场施工管理，设置无人机拍摄航线及固定拍摄点，获得每个时段现场人、材、机布置情况及形象进度，指导总平面管理。无人机拍摄影像与BIM施工模拟进行对比分析，助力项目实时掌控和调整施工部署，并最终获得整个项目的建造影像资料，提高了工作效率。
15、二维码信息管理技术
功能介绍：二维码作为一种宣传的新兴数字媒体，利用二维码技术打造新形势下的工程管理模式，用户通过使用智能手机扫描二维码，可以使项目宣传、技术交底、设备管理、安全隐患排查、施工质量管理更加多样化。
使用二维码技术具有存储信息容量大、获取信息便捷、成本低、易制作等特点被广泛应用。二维码能直观反映每道工序验收时间及责任人；技术交底内容、施工特点、难点；设备状况、验收时间等等细节，能够易实现问题的可追溯。
项目利用二维码技术打造新形势下的工程管理模式，职工和工人通过使用智能手机扫描二维码，可以使企业文化宣传、安全技术交底、设备管理、安全隐患排查、安全操作规程管理更加多样化，便于查阅、保存、交流
16、智能系统APP云平台
功能介绍：建筑智慧系统集成App是围绕建筑行业常见的运营管理问题，基于“互联网+建筑大数据”，采用先进的信息化处理技术，为建筑管理方提供一套系统实用的行业应用解决方案。可以让建筑企业不受时间和地点限制根据自己的需求实时查看相关工地信息，并对其进行监管和监督管理。
本工程建筑智慧工地App主要包括的功能模块有：视频监控、环境监测、红外火灾监测、塔吊设备监控、进度管理、人员管理、安全管理。
17、水电无线节能监测系统
功能介绍：随着物联网技术的发展,为建筑能耗监测提供了新的发展方向,而基于建筑能耗数据的建筑节能策略制定也处于探索和经验积累阶段。利用Wi-Fi网络通信的建筑能耗无线监测的系统,将Wi-Fi技术应用于建筑能耗监测；系统利用了Wi-Fi技术,节省了网络布线的成本,并且实现了对建筑运行能耗进行实时监测、历史能耗查询等功能
临建能效管理系统是针对办公区、生活区及施工现场，能耗情况进行监控及评估，通过把所监测的节点能耗信息集成到能效管理系统后台，同时可通过广域网上传至网络，方便管理层对各功能区的用能情况进行监管和评估。
系统组成及流程图
PC端能耗分析界面
