基于智能技術(shù)的綠色建筑質(zhì)量監(jiān)管系統(tǒng)設(shè)計(jì)

鐘 欣

(吉林建筑科技學(xué)院 管理工程學(xué)院,吉林 長春 130000)

0 引言

現(xiàn)階段,建筑行業(yè)在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中占據(jù)了大比例份額,但隨著建筑業(yè)發(fā)展,能源消耗和環(huán)境污染問題日益突出,建筑施工過程中,其使用的機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)材料,都消耗了大量資源。 隨著節(jié)能環(huán)保理念的宣傳,綠色建筑在建筑行業(yè)取得廣泛應(yīng)用。 相比普通建筑,綠色建筑選擇無污染的材料,在圖紙、施工、入住等階段,都體現(xiàn)了能源節(jié)省這一特點(diǎn),嚴(yán)格把控施工過程產(chǎn)生的垃圾,保護(hù)施工環(huán)境不受污染[1]。 此次研究綠色建筑質(zhì)量監(jiān)管系統(tǒng)設(shè)計(jì),旨在全面提高綠色建筑質(zhì)量管理水平,在施工源頭消除綠色建筑常見的質(zhì)量問題。

1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

本文選用Autodesk Forge 軟件進(jìn)行建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)的搭建,并且充分結(jié)合軟件即服務(wù)(Software-as-a-Service,SaaS)的服務(wù)模式,支持RVT,NWC 等多種主流模型文件轉(zhuǎn)換和SVF格式的BIM 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理,自動(dòng)下載并部署至質(zhì)監(jiān)站私有云服務(wù)器,實(shí)現(xiàn)BIM 輕量化管理[2]。 該監(jiān)管系統(tǒng)的構(gòu)架如圖1 所示。

圖1 綠色建筑質(zhì)量監(jiān)管系統(tǒng)構(gòu)架

由圖1 可知,可將該系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)層、服務(wù)層、API Gateway 和表現(xiàn)層4 部分。

數(shù)據(jù)層主要用來存儲(chǔ)系統(tǒng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)[3],工作人員可通過調(diào)取存儲(chǔ)數(shù)據(jù)獲取信息,了解該項(xiàng)目建造的實(shí)際情況。

服務(wù)層主要作用就是向用戶端提供多種功能服務(wù)的模塊[3]。 本系統(tǒng)對(duì)綠色建筑功能的實(shí)現(xiàn)也主要體現(xiàn)在這一層,該系統(tǒng)的業(yè)務(wù)服務(wù)層包括系統(tǒng)管理服務(wù)、注冊(cè)登記服務(wù)、質(zhì)量監(jiān)督服務(wù)、安全監(jiān)督服務(wù)、報(bào)告聯(lián)動(dòng)服務(wù)、報(bào)表統(tǒng)計(jì)服務(wù)、文檔處理服務(wù)及輔助監(jiān)管服務(wù)。通過系統(tǒng)提供的這些服務(wù)就可實(shí)現(xiàn)對(duì)綠色建筑項(xiàng)目質(zhì)量的監(jiān)督管理。 在質(zhì)量監(jiān)督模塊中,與傳統(tǒng)質(zhì)量監(jiān)督相比,本系統(tǒng)的模塊還添加了智能技術(shù)建筑的監(jiān)管功能,即對(duì)建筑的智能化進(jìn)行監(jiān)督管理。 在綠色建筑施工過程中需要引用智能控制系統(tǒng),使建筑項(xiàng)目可照明、消防、給排水等系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化,真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、科學(xué)環(huán)保。

API Gateway 是微服務(wù)器的網(wǎng)關(guān),可為系統(tǒng)提供高性能、高可用的代碼托管服務(wù),可連接系統(tǒng)前端與后端,為系統(tǒng)提供負(fù)載均衡和請(qǐng)求過濾等服務(wù)[4]。

表現(xiàn)層主要是堅(jiān)持電腦端和手持終端均適用的原則,讓建筑施工的場(chǎng)地與辦公場(chǎng)所可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的信息聯(lián)動(dòng)[5]。 本文系統(tǒng)構(gòu)建的硬件設(shè)備參數(shù)如表1 所示。

表1 系統(tǒng)硬件設(shè)備參數(shù)

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)登錄模塊設(shè)計(jì)

由于綠色建筑項(xiàng)目是一個(gè)周期性較長、工程比較大的項(xiàng)目,涉及多個(gè)利益方,所以需要登錄應(yīng)用該系統(tǒng)的職工不計(jì)其數(shù),應(yīng)該做好系統(tǒng)的登錄設(shè)計(jì),避免無關(guān)人員登錄系統(tǒng)調(diào)取資料[6]。 在運(yùn)行界面中會(huì)出示登錄的窗口,便于員工輸入信息登錄系統(tǒng),其主要流程如圖2 所示。 即員工在登錄窗口中輸入登錄信息,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)完成數(shù)據(jù)對(duì)比,檢驗(yàn)用戶名與密碼是否正確,如果用戶名與密碼均輸入正確,則可進(jìn)入系統(tǒng)主頁,根據(jù)自身的權(quán)限完成數(shù)據(jù)調(diào)用;如果用戶名與密碼有一項(xiàng)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤,會(huì)進(jìn)行報(bào)錯(cuò),并讓其重新輸入信息,再進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比。

圖2 系統(tǒng)登錄流程

2.2 數(shù)據(jù)管理模塊設(shè)計(jì)

在建筑項(xiàng)目整個(gè)過程會(huì)出現(xiàn)各種各樣的數(shù)據(jù),工程的狀態(tài)變更、施工進(jìn)度更新等操作都會(huì)在系統(tǒng)中形成數(shù)據(jù),所以應(yīng)該加強(qiáng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理模塊的設(shè)計(jì),方便項(xiàng)目相關(guān)的工作人員技術(shù)調(diào)取數(shù)據(jù),對(duì)建筑項(xiàng)目的施工情況和質(zhì)量管控情況進(jìn)行調(diào)查,了解工程的推進(jìn)情況[7]。 在系統(tǒng)中對(duì)于數(shù)據(jù)的管理主要包括添加、刪除、替換、查詢等操作。 除此之外,對(duì)用戶添加、權(quán)限管理、密碼修改等操作進(jìn)行設(shè)計(jì),構(gòu)建用戶管理模塊。 在該系統(tǒng)中,除用戶自身可完成自身信息查詢外,管理人員也可查看用戶信息。 關(guān)于數(shù)據(jù)安全維護(hù)的設(shè)計(jì)主要依靠數(shù)據(jù)庫的備份、還原功能實(shí)現(xiàn)。

2.3 質(zhì)量監(jiān)督模塊設(shè)計(jì)

對(duì)建筑項(xiàng)目進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)督主要針對(duì)施工技術(shù)應(yīng)用及采用建材質(zhì)量兩方面進(jìn)行管控。 為實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑項(xiàng)目全過程進(jìn)行監(jiān)控,并且能實(shí)現(xiàn)回溯功能,本模塊依照IDEF 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行構(gòu)建,該標(biāo)準(zhǔn)可對(duì)建筑項(xiàng)目的全過程進(jìn)行記錄,包括施工活動(dòng)和采用建材情況。 在IDEF 標(biāo)準(zhǔn)之中,將每個(gè)活動(dòng)都分為4 部分,分別為輸入、輸出、機(jī)制和控制。 針對(duì)遵循IDEF 標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量控制情況如表2所示。

表2 基于IDEF 標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量控制信息

3 實(shí)驗(yàn)論證分析

將此次設(shè)計(jì)的綠色建筑質(zhì)量監(jiān)管控制系統(tǒng)與常規(guī)質(zhì)量監(jiān)管控制系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn),比較兩種系統(tǒng)作用下,綠色建筑施工運(yùn)營后的室內(nèi)污染物含量。

選取具有初步設(shè)計(jì)圖紙的綠色建筑施工項(xiàng)目,作為兩種方案的監(jiān)管控制對(duì)象,該建筑面積為219 m2,樓高為4 層。 在設(shè)計(jì)系統(tǒng)監(jiān)管控制下,建筑外墻選擇水泥砂漿和加氣砌塊,屋頂采用種植植物的平屋頂,施工材料為砂漿和聚乙烯排水板,建筑地面施工材料為水泥砂漿和塑料膜,能夠隔熱防潮,圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用加氣混凝土,窗戶為中空玻璃,安裝了可調(diào)式外遮陽系統(tǒng)。 通過PKPM 軟件,模擬綠色建筑每個(gè)運(yùn)營周期中,兩種方案下的綠色建筑室內(nèi)污染物含量,揮發(fā)性有機(jī)物含量如表3 所示。

表3 室內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物含量對(duì)比結(jié)果(單位:Bq/m3)

由上表可知,本文設(shè)計(jì)系統(tǒng)揮發(fā)性有機(jī)物減少了1.908 Bq/m3。 兩種方案作用下,綠色建筑室內(nèi)氡含量如表4 所示。

表4 綠色建筑室內(nèi)氡含量對(duì)比結(jié)果(單位:Bq/m3)

由上表可知,針對(duì)多個(gè)運(yùn)營周期,設(shè)計(jì)系統(tǒng)作用下綠色建筑物室內(nèi)平均氡含量為6 944.80 Bq/m3,常規(guī)系統(tǒng)綠色建筑物室內(nèi)平均氡含量為8 463.46 Bq/m3,相比常規(guī)系統(tǒng),設(shè)計(jì)系統(tǒng)室內(nèi)平均氡含量減少了1 698.66 Bq/m3。 綜上所述,此次設(shè)計(jì)系統(tǒng)對(duì)綠色建筑施工進(jìn)行監(jiān)管控制,減少了建筑室內(nèi)污染物含量,建筑環(huán)境對(duì)人體更加健康。

兩種方案作用下,綠色建筑用電量對(duì)比如表5 所示。 由表5 可知,本文設(shè)計(jì)系統(tǒng)的用電量平均值為5.29 W/m2,最低用量為4.89 W/m2,最高用電量為5.60 W/m2,常規(guī)系統(tǒng)的用電量平均值為6.39 W/m2, 最高值為6.87 W/m2,最低值為6.09 W/m2,兩者相比明顯看出,本設(shè)計(jì)系統(tǒng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于常規(guī)系統(tǒng)。 因此,本系統(tǒng)有效降低了電量消耗,達(dá)到了節(jié)電的目的,實(shí)現(xiàn)綠色建筑。

表5 用電量對(duì)比結(jié)果 (單位:W/m2)

4 結(jié)語

此次研究針對(duì)綠色建筑施工質(zhì)量問題,提出一種融合智能技術(shù)的監(jiān)管控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),對(duì)施工準(zhǔn)備、施工階段、驗(yàn)收階段進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)督,降低了建筑運(yùn)營時(shí)的室內(nèi)污染物含量,減少了用電量,達(dá)到了綠色建筑管理水平。 但此次研究仍存在一定不足,在今后的研究中,會(huì)對(duì)綠色建筑壽命進(jìn)行周期評(píng)價(jià),進(jìn)一步跟進(jìn)追蹤工程質(zhì)量問題。