基于智慧建设的被动式建筑集成管理研究

基于智慧建设的被动式建筑集成管理研究

郭银飞

北京建筑大学， 北京 100044

摘要：所谓被动式建筑，特指不依赖于自身耗能转而通过空间形式、维护结构、建筑材料与构造的设计，以及高效新风热回收等技术来实现节能减排的一类建筑。相对使用电、煤、气等主动式采暖制冷技术的建筑，被动式建筑反其道而行之采用被动保温来维持室内适宜温度，以其健康宜居、节能环保和绿色可持续等特性，但被动式建筑的规划、设计、建造施工和后续运维是一个庞大复杂的系统工程，需要全程动态精细化管理方能保证各环节质量控制落到实处，而采用基于智慧建设的集成管理不失为现阶段被动式建筑一体化管理的最佳选择。

关键词：智慧建设;被动式;建筑集成管理

引言

随着我国社会经济的高速发展，建筑行业的规模也在逐渐扩大，在信息化高速发展的推动下，工程项目广泛采用越来越多的如BIM、移动APP、物联网等信息化技术。但是，若在工程管理过程中没有很好的管理体系对项目中的信息化建设进行统筹，那么这些信息化工具的应用只会成为管理者的负担，并不会对工程实际产生效益。

1被动式建筑集成管理的内涵

被动式建筑集成管理特指通过对被动式建筑设计、施工和后续运维中各生产要素的整合协调，使之紧紧围绕系统的整体目标高效有序运行，从而实现1+1＞2的提质增效的过程功用。针对被动式建筑项目复杂程度和不确定性高的客观实际，应从时间、目标、功能和主体等维度出发，构建建设项目集成管理的多信息技术集成、组织集成，实现被动式建筑全生命周期的生产流程优化和效益持续提升。

2基于智慧建设的被动式建筑集成管理的关键技术

基于智慧建设的被动式建筑集成管理主要涉及两个关键技术要点：一是系统架构的设计，二是集成平台的应用。根据智慧建设的被动式建筑集成管理系统的功能和特点，当前采用面向服务的三层构架体系设计，分别为用户服务、管理业务服务和数据服务。为了提高空间导航能力，智能建筑管理系统广泛应用WebGIS（网络地理信息系统）平台，使平台的场景与实际建筑环境保持一致。各子系统的通信协议统一转换为标准TCP/IP协议，构成一个建筑智能化网络体系。集成管理平台的应用，必须考虑到不同子系统之间的统一监测和控制，具备跨平台数据采集能力，通过集成平台实现数据的共享。所有子系统均接入同一软件平台，由统一的操作界面进行功能导航。进入各子系统后，通过软件的强大显示功能进行可视化显示，提高管理效率。不同的子系统之间必须通过集成平台建立联动关系，使各个系统的功能进行有效叠加，发挥系统集成的最大价值。

3基于智慧建设的被动式建筑集成管理信息化平台研究

一是网络通信系统。在基于智慧建设的被动式建筑集成管理信息化平台中，网络通信子系统实际上是一个物联网，这种物体与物体之间的连接自然需要借助网络通信技术，这就要求智能建筑系统中集成一个网络通信子系统，用于完成对各种异构信息的传输和处理，在多媒体应用中实现数据的无缝对接，从而为其他子系统的集成提供基础。二是信息化应用系统。在信息技术高度发达的今天，各类信息化应用平台开始应用于被动式建筑，这也是被动式建筑集成管理的必然要求。通过对各种信息化应用系统的集成化管理，可以快速地获取各行各业的信息，为建筑的运营管理提供重要依据。三是被动式建筑设备管理系统。被动式建筑集成管理系统中安装了大量智能化设备，这些设备的正常运行是被动式建筑管理的前提。在现代建筑物中，广泛应用着各类热力设备、空调设备、给排水设备和电气设备，这些设备在智能传感器的监测下都将得到及时有效的监控，在设备异常时及时发出预警，达到保障建筑设备安全、稳定、节能的目的。

4基于智慧建设的被动式建筑集成管理实现方式

4.1物联网技术的应用

要实现被动式建筑智慧建设中对项目信息的有效集成利用，就必须要有对信息进行实时采集抓取、集成处理和动态反馈的技术支撑，而物联网技术刚好具备捕捉环境信息并进行交互式智能识别与管理的功用，借助物联网技术能够实现被动式建筑智慧建设过程中对建筑环境的实时感知以及对各参与主体和建设进程的动态控制。物联网技术大致由感知识别层、网络构建层、管理服务层和综合应用层构成。感知识别层通过传感器和射频识别器（RFID）等技术手段，实时捕捉被动式建筑相关信息并转换成计算器能够识别传输的数据流；网络构建层的功能在于通过互联网、内部区域网等对信息进行上传下达，实现各元件以及各终端之间的数据传输；管理服务层的功能是对捕捉到的散乱信息进行存储、分析、处理和整合，提高信息价值，实现数据库和数据挖掘功能；综合应用层的功能是通过智能终端和管理软件，实现信息展示和人机交互，使用户得以实时掌控和处理信息。物联网技术的应用，让被动式建筑的项目管理者对建设期的施工状况得以充分掌握，施工质量、进度和安全等各项管理措施更有针对性，同时对被动式建筑施工质量要求较高的外围护结构、热回收新风系统和地源热泵系统等关键部位实施重点跟踪监控。在竣工交付后的运营期，物联网技术则能够大幅提升被动式建筑使用者的用户体验，用户能够对室内空气温湿度、二氧化碳等建筑整体能耗状况进行实时掌握和控制，利用手机APP等终端设备便可以调控房间亮度、室内家电设备等。

4.2信息技术在被动式建筑中的应用

一是BIM技术的应用。与传统建筑相比，被动式建筑为实现生态宜居和节能环保的最终目标，在设计数据方面的要求明显高于普通建筑，同时在环境参数上也比一般建筑更为苛刻。设计数据的诸多特殊要求，必然导致被动式建筑项目在各个阶段的管理活动更为复杂，比如架空楼板上岩棉板的添加，外围护结构上岩棉带、置换式通风与热回收以及可再生能源优化利用技术的应用等。在这些较之普通建筑项目额外增加的工序流程中，如果沿用传统的管理理念和手段加以控制，难免滋生施工图纸问题以及工程结构、被动式建筑专有节能设施和众多管线之间的图元冲突。作为集成建筑各专业参数进行综合建模的工具，BIM技术是被动式建筑智慧建设优化的重要实现手段，依托BIM技术对被动式建筑各类信息进行采集、集成和展示，在此基础上进行人机交互，从而实现对传统信息处理方式的变革。具体应用中，由于BIM技术的嵌入应用，使得被动式建筑建设全过程的可视化程度更高，并在传统3D模型的基础上添加时间维度，使得被动式建筑模型的优化过程更有迹可循，项目全过程管理得以真正实现。

结束语

基于智慧建设的被动式建筑集成管理在搭建信息平台以确保项目全生命周期过程集成，融合运用BIM技术、物联网技术和普适计算技术实现多信息技术集成后，还需着力完成各参建方的组织集成。智慧建设管理理念下需要依托信息集成管理平台和多信息技术，，确保被动式建筑工程项目取得应有的经济和社会效益。

参考文献

[1]龚光彩，傅沐书，蔡立群，等.围护结构或被动式建筑的绿色性评价方法[J].湖南大学学报（自然科学版），2017（11）：191-197.

[2]杨德钦，岳奥博，杨瑞佳.智慧建造下工程项目信息集成管理研究—基于区块链技术的应用[J].建筑经济，2019（2）：80-85.

[3]杨军志.基于BIM与人工智能技术结合的智慧建筑综合管理平台[J].智能建筑与智慧城市,2020(2):10-14.

[4]赵云基,李婧文.智能化城市发展中智能建筑的建设与应用[J].住宅与房地产,2019(36):231.

[5]曹安逸.智能建筑弱电系统信息化建设[J].数字通信世界,2019(8):74.