智慧工地應(yīng)用 教學(xué)單元 57課件講解

智慧工地應(yīng)用教學(xué)單元2

2.1智慧工地的背景及現(xiàn)狀

2.2智慧工地的技術(shù)支撐

2.3智慧工地的實(shí)踐應(yīng)用

2.4BIM技術(shù)與智慧工地

2.5智慧工地的發(fā)展對(duì)工地信息化建設(shè)的影響Contents目錄智能建造是以建造過程中所使用的材料、機(jī)械、設(shè)備的智能為前提，在建造的設(shè)計(jì)與仿真、構(gòu)件加工生產(chǎn)、安裝、測(cè)控、結(jié)構(gòu)和人員的安全監(jiān)測(cè)、建造環(huán)境感知中采用信息技術(shù)與先進(jìn)建造技術(shù)的建造方式。智能建造包括以下多方面的技術(shù)和管理體系：三維建模及仿真分析技術(shù)。借助BIM技術(shù)，可以對(duì)復(fù)雜的構(gòu)件進(jìn)行三維建模，在此基礎(chǔ)上，對(duì)其受力特征、建造全過程、與周邊環(huán)境的關(guān)系進(jìn)行仿真模擬。工廠預(yù)制加工技術(shù)。本單元主要介紹智能工地的背景、技術(shù)支撐、實(shí)踐應(yīng)用；BIM技術(shù)與智慧工地的結(jié)合；以及智慧工地的發(fā)展對(duì)工地信息化建設(shè)的影響。學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)要求（1）了解智慧工地的背景和現(xiàn)狀（2）掌握智慧工地的技術(shù)支持（3）學(xué)習(xí)智慧工地的實(shí)踐應(yīng)用（4）理解BIM技術(shù)與智慧工地（5）熟練掌握智慧工地的發(fā)展對(duì)工地信息化建設(shè)的影響2.3智慧工地的實(shí)踐應(yīng)用2.3智慧工地的實(shí)踐應(yīng)用2.3.1智慧工地在施工現(xiàn)場(chǎng)中的應(yīng)用一、智慧工地在施工現(xiàn)場(chǎng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀房建項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)管理通常是由施工單位主導(dǎo)，其管理水平也受到施工單位自身的管理現(xiàn)狀所制約。在當(dāng)前的管理模式下，現(xiàn)場(chǎng)管理者多從其自身專業(yè)角度和接觸到的信息去做出決策判斷，很難從項(xiàng)目的全局考量，沒有掌握整個(gè)項(xiàng)目的全部數(shù)據(jù)，難以快速且準(zhǔn)確的對(duì)變動(dòng)的信息做出反饋。住宅建設(shè)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)管理水平直接影響到事業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，關(guān)系到后期事業(yè)的運(yùn)營效益。如果對(duì)房建項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)信息收集、處理不當(dāng)，則無法積累有效、可用的數(shù)據(jù)支持。二、智慧工地在國內(nèi)房建項(xiàng)目中的應(yīng)用現(xiàn)狀（一）房建項(xiàng)目產(chǎn)品的特點(diǎn)房建項(xiàng)目產(chǎn)品具有唯一性，單件性的特點(diǎn)比較突出，任何一個(gè)房建項(xiàng)目的施工現(xiàn)場(chǎng)都具有不同的特點(diǎn)。即使是同一套施工圖紙，房建項(xiàng)目本身建筑產(chǎn)品也會(huì)有所不同。首先項(xiàng)目本身地質(zhì)有很大的差別，其次項(xiàng)目的建造者、各參與方組成成員不同，工作合同關(guān)系不同每面臨一個(gè)新的項(xiàng)目就是一個(gè)全新的開始。2.3智慧工地的實(shí)踐應(yīng)用2.3.1智慧工地在施工現(xiàn)場(chǎng)中的應(yīng)用（二）房建項(xiàng)目勞動(dòng)力密集型工程建設(shè)和建筑行業(yè)都是勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)。勞動(dòng)分工細(xì)致，各工種劃分詳細(xì)，且要求具有相應(yīng)的施工作業(yè)資質(zhì)。房建項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)具有項(xiàng)目本身復(fù)雜（包括地址、環(huán)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(xiàng)目信息化建設(shè)有待提高目前，整個(gè)建筑業(yè)正在轉(zhuǎn)型升級(jí)、自我變革，緊跟時(shí)代科技步伐，迫切需要對(duì)房建項(xiàng)目進(jìn)行信息化建設(shè)?，F(xiàn)階段房建項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)信息化水平不足，大型機(jī)械化設(shè)備的管理利用還需要進(jìn)一步提升。（四）現(xiàn)場(chǎng)管理是目前現(xiàn)場(chǎng)施工管理的主要管理方式施工公司的現(xiàn)場(chǎng)管理水平是其核心競(jìng)爭(zhēng)力。現(xiàn)階段房建項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)管理方式主要還是以施工企業(yè)的工程部、技術(shù)部等部門現(xiàn)場(chǎng)管理為主、監(jiān)理監(jiān)管為輔，事事需要人員處理。國內(nèi)在一些項(xiàng)目中應(yīng)用了智慧工地進(jìn)行對(duì)施工階段的把控。2.3智慧工地的實(shí)踐應(yīng)用2.3.1智慧工地在施工現(xiàn)場(chǎng)中的應(yīng)用國內(nèi)學(xué)者分別對(duì)智慧工地在建設(shè)工程現(xiàn)場(chǎng)中的應(yīng)用，通過物聯(lián)網(wǎng)、BIM技術(shù)提出智慧工地在施工項(xiàng)目中的運(yùn)用。但在應(yīng)用過程中僅僅是簡(jiǎn)單的對(duì)出現(xiàn)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(shù)的解決方案。目前我國的智慧工地發(fā)展已長出了萌芽，智慧工地已應(yīng)用于部分房建施工項(xiàng)目中，以BIM、物聯(lián)網(wǎng)為代表的信息技術(shù)，為施工現(xiàn)場(chǎng)的管理模式轉(zhuǎn)變提升了動(dòng)力。施工現(xiàn)場(chǎng)的人流量大且身份復(fù)雜，所以關(guān)于人員管理的重要性最為突出，在管理方面，將充分考慮現(xiàn)場(chǎng)存在的問題，實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)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(shí)踐應(yīng)用2.3.1智慧工地在施工現(xiàn)場(chǎng)中的應(yīng)用三、智慧工地在國外施工現(xiàn)場(chǎng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀國外應(yīng)用智慧工地管理房建項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)主要分為兩個(gè)方面，其一是對(duì)于理論的提出，有人提出利用可以應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和通訊技術(shù)提高房屋建設(shè)項(xiàng)目的管理水平。也有人認(rèn)為BIM技術(shù)可以幫助施工現(xiàn)場(chǎng)有更好的管理效果。還有一部分人觀點(diǎn)是，新時(shí)期房建項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理需要一個(gè)更高效的系統(tǒng)，建筑業(yè)要借鑒其他行業(yè)先進(jìn)理念和技術(shù)，施工現(xiàn)場(chǎng)要添加如報(bào)警系統(tǒng)、實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)、以BIM為基礎(chǔ)的監(jiān)控模塊、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、材料管理與控制系統(tǒng)等技術(shù)。第二個(gè)方面是對(duì)于信息化管理手段的運(yùn)用，國外專家提出施工現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量和安全管理可以使用VR等技術(shù)。彼得·德魯克提出了在建設(shè)工程的過程中要利用計(jì)算機(jī)技術(shù)一類的先進(jìn)管理理念和技術(shù)，改善住房建設(shè)項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)中的管理模式，從而能夠?qū)崿F(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)管理的跨越式發(fā)展。有學(xué)者研究認(rèn)為，為了支持和確保建筑項(xiàng)目的安全管理，有必要建立一個(gè)建筑安全與健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(CSHM系統(tǒng))。通過研究?jī)?yōu)化了無線傳感，不僅降低施工設(shè)備成本，并且極大程度上提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。勒·柯布西耶提出物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于消防設(shè)施中，然后通過各種通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互聯(lián)建立控制手段。2.3智慧工地的實(shí)踐應(yīng)用2.3.2智慧工地在綠色施工中的應(yīng)用一、綜合管理（一）勞務(wù)管理對(duì)施工人員實(shí)施實(shí)名制管理，從新進(jìn)人員入手，為每個(gè)工作人員建立信息檔案，這一信息檔案可和當(dāng)?shù)毓膊块T聯(lián)通，避免不法分子混入施工區(qū)域，影響施工現(xiàn)場(chǎng)或周邊的治安，對(duì)其造成負(fù)面影響。將每個(gè)員工的基本信息輸入人才庫中，能實(shí)時(shí)地對(duì)員工工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)員工進(jìn)入工地現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，可通過實(shí)名制通道、人臉識(shí)別、指紋識(shí)別等方式，將計(jì)算機(jī)技術(shù)與管理工作相融合，來采集員工的運(yùn)動(dòng)軌跡。通過數(shù)據(jù)采集，能了解員工進(jìn)出工地現(xiàn)場(chǎng)的時(shí)間及進(jìn)入周邊生活和辦公區(qū)域的時(shí)間，對(duì)員工實(shí)現(xiàn)實(shí)名制管理。同時(shí)將管理系統(tǒng)和移動(dòng)終端相連接，實(shí)時(shí)反映工地的施工狀態(tài)，也能在此基礎(chǔ)上統(tǒng)計(jì)不同類型施工人員的組成和具體人數(shù)，為項(xiàng)目部人員的安排提供必要的支持。不同的統(tǒng)計(jì)方式來選擇具有同樣特征的人員，例如，每日的進(jìn)出場(chǎng)人數(shù)，各個(gè)專業(yè)所需要和實(shí)際的用工人數(shù)及施工人員的地域分配、年齡特點(diǎn)等，可更為全面地分析現(xiàn)有勞動(dòng)力。2.3智慧工地的實(shí)踐應(yīng)用2.3.2智慧工地在綠色施工中的應(yīng)用同時(shí)，正與管理系統(tǒng)也能確保整個(gè)施工現(xiàn)場(chǎng)的安全，實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)的全封閉管理，施工人員進(jìn)出現(xiàn)場(chǎng)可通過人臉識(shí)別留下足跡，避免人員私自進(jìn)入或離開。在人員進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，可掃描身份證件錄入數(shù)據(jù)，同時(shí)人員離職后也可辦理退場(chǎng)手續(xù)，這樣能全方面的實(shí)時(shí)反映施工人員信息的變化，更為全面地進(jìn)行人員管理。（二）水電管理從用電管理的角度來看，在施工項(xiàng)目的各區(qū)域安裝智能電表，通過監(jiān)控其用電量，將數(shù)據(jù)反饋到智慧工地的管理平臺(tái)，通過系統(tǒng)的匯總和分析，形成可視化的圖表。監(jiān)控區(qū)域主要包括施工區(qū)域、辦公區(qū)域和工作人員的生活區(qū)域，通過對(duì)采集數(shù)據(jù)的綜合分析，一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，可通過系統(tǒng)對(duì)管理人員報(bào)警提醒，使管理人員迅速排查，確定發(fā)生異常的位置，并找出原因，進(jìn)而解決用電異常的問題，避免無端的浪費(fèi)情況的出現(xiàn)。2.3智慧工地的實(shí)踐應(yīng)用2.3.2智慧工地在綠色施工中的應(yīng)用二、綠色施工（一）智能檢測(cè)智能監(jiān)測(cè)設(shè)備代替了傳統(tǒng)的管理人員巡邏監(jiān)查管理模式。通過智慧工地企業(yè)級(jí)管理系統(tǒng)，企業(yè)對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)綠色文明施工情況實(shí)時(shí)在線監(jiān)管。以工程現(xiàn)場(chǎng)揚(yáng)塵濃度、作業(yè)產(chǎn)生的噪聲分貝等污染指標(biāo)監(jiān)測(cè)為例。通過在工程現(xiàn)場(chǎng)安裝智能揚(yáng)塵傳感器和噪音檢測(cè)儀，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)揚(yáng)塵濃度以及噪聲分貝值。在項(xiàng)目數(shù)據(jù)平臺(tái)實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)場(chǎng)各類指標(biāo)數(shù)據(jù)并通過移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)上傳至企業(yè)管理系統(tǒng)后臺(tái)，根據(jù)污染程度不同系統(tǒng)的污染程度評(píng)價(jià)等級(jí)也不一樣。系統(tǒng)一共將揚(yáng)塵污染程度劃分為5個(gè)等級(jí)，24小時(shí)記錄揚(yáng)塵的變化趨勢(shì)，可監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)揚(yáng)塵濃度以及后續(xù)降塵處理效果。當(dāng)污染程度為1~2級(jí)系統(tǒng)會(huì)在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)通過高音喇叭提示現(xiàn)場(chǎng)專職人員采取降污措施。當(dāng)污染程度達(dá)到3~4級(jí)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)記錄揚(yáng)塵超標(biāo)的時(shí)間點(diǎn)和位置信息，提醒現(xiàn)場(chǎng)管理人員合理規(guī)劃施工方案降低空氣中揚(yáng)塵濃度。當(dāng)污染程度達(dá)到5級(jí)時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)啟動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)噴淋降塵設(shè)備，進(jìn)行噴水降塵。企業(yè)可通過查詢系統(tǒng)后臺(tái)項(xiàng)目有關(guān)綠色施工的評(píng)分報(bào)表，對(duì)相關(guān)責(zé)任人進(jìn)行處理。2.3智慧工地的實(shí)踐應(yīng)用2.3.2智慧工地在綠色施工中的應(yīng)用（二）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。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。2.3智慧工地的實(shí)踐應(yīng)用2.3.2智慧工地在綠色施工中的應(yīng)用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)。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。2.3智慧工地的實(shí)踐應(yīng)用2.3.2智慧工地在綠色施工中的應(yīng)用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。固體廢棄物通過現(xiàn)場(chǎng)盤點(diǎn)，并且根據(jù)種類和重量分類進(jìn)行過磅，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)。5)再生資源管理模塊近年來，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