□文/劉樂園

信息技術的快速發(fā)展促使建筑行業(yè)與互聯(lián)網+技術加速融合，綠色建筑的智慧建造成為新的課題，以往粗放型的施工建造和管理方式已經跟不上時代的發(fā)展，更加先進的數(shù)字化、智慧化管理的出現(xiàn)也就水到渠成了[1]?！爸腔酃さ亍痹谖覈恍┐蟮某鞘姓诖罅ν茝V，北京、上海、深圳、南京、武漢等地[2]已經取得了一定的成效，但是仍處于初級階段，還有很大的發(fā)展空間。

1 綠色建筑智能監(jiān)測技術

為更好的打造“智慧工地”，將過程實施和后期運行的數(shù)據(jù)全面、真實、及時地進行收集，為結構安全和施工管理提供更有利的保障，研究出一款集成化監(jiān)測系統(tǒng)管理平臺，將各類監(jiān)測系統(tǒng)集成在同一管理平臺界面，在建筑建造過程中實現(xiàn)PC 端和移動端實時在線監(jiān)測，實行施工組級、項目部級和公司級的三級分級權限管理，滿足分級式數(shù)據(jù)共享，公司統(tǒng)一監(jiān)控管理的要求。見圖1。

圖1 集成化監(jiān)測系統(tǒng)

采用具備通訊功能的各類傳感器，通過物聯(lián)網技術，實現(xiàn)監(jiān)測工作智能化，將施工現(xiàn)場的各項數(shù)據(jù)進行實時采集、傳輸、存儲、分析，有效地提高項目管理和現(xiàn)場管理的效率。

2 集成化監(jiān)測系統(tǒng)的研究與優(yōu)化

2.1 平臺框架

常用的監(jiān)測系統(tǒng)有閘機系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、消防管理系統(tǒng)、基坑變形監(jiān)測系統(tǒng)、基坑周邊構筑物沉降監(jiān)測系統(tǒng)[3]、大體積混凝土溫度監(jiān)測系統(tǒng)[4]等；該監(jiān)測系統(tǒng)管理平臺在此基礎上，重點開發(fā)了項目能耗監(jiān)測系統(tǒng)、大型設備監(jiān)測系統(tǒng)、架體監(jiān)測系統(tǒng)和抗震支座監(jiān)測系統(tǒng)。

2.2 專用傳感器的選擇

1）項目能耗監(jiān)測系統(tǒng)采用的傳感器：智能水表、智能電表、互感器等。

2）大型設備監(jiān)測系統(tǒng)采用的傳感器：塔吊黑匣子、壓力傳感器等。

3）架體監(jiān)測系統(tǒng)采用的傳感器：傾角傳感器、拉壓軸力計、靜力水準儀等。

4）抗震支座監(jiān)測系統(tǒng)采用的傳感器：位移傳感器。

2.3 監(jiān)測內容

2.3.1 項目能耗監(jiān)測系統(tǒng)

現(xiàn)場各區(qū)域用水量、用電情況監(jiān)測等。其中用電監(jiān)測包括電柜的電流、電壓、負荷、電量等參數(shù)的監(jiān)控統(tǒng)計以及辦公室用電設備的電流監(jiān)控，實現(xiàn)查看用電負荷、合理分配用電設備、提示辦公室用電設備開關狀態(tài)、節(jié)約用電和消除安全隱患等功能。

2.3.2 大型設備監(jiān)測系統(tǒng)

將黑匣子的數(shù)據(jù)，如行程、重量、傾角等傳送到管理界面，便于實時掌控塔吊運行情況，對違規(guī)操作及時提示；卸料平臺荷載監(jiān)控（超載提示）；升降電梯智能改造等[5]。

2.3.3 架體監(jiān)測系統(tǒng)

架體傾斜變形監(jiān)測、架體桿件軸力監(jiān)測、架體壓縮變形監(jiān)測、架體基礎沉降監(jiān)測等[6]。

2.3.4 抗震支座監(jiān)測系統(tǒng)

采集部分隔震支座的垂直方向和水平方向的位移數(shù)據(jù)。

3 實際應用效果

3.1 項目能耗監(jiān)測系統(tǒng)

通過智能水表、智能電表、互感器對施工區(qū)及辦公區(qū)的水電能耗進行實施監(jiān)測和統(tǒng)計，同時通過分析水電用量的消耗，發(fā)現(xiàn)水管破裂，及時安排人進行維修，將損失降到最低；同時嚴格控制最大消耗點，最終達到了合理使用水電資源和降低水電能耗的目的。見圖2。

圖2 水電能耗監(jiān)測系統(tǒng)過程監(jiān)測數(shù)據(jù)

3.2 大型設備監(jiān)測系統(tǒng)

為保證施工機具在施工過程中安全可靠，對違規(guī)操作提前發(fā)現(xiàn)、及時提示與制止，保證設備正常運行及效率，對塔吊安裝黑匣子、拉壓傳感器、滑動變阻等設備，將運轉參數(shù)傳送到監(jiān)測平臺系統(tǒng)上，實時掌控大型設備的運行情況。在使用過程中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場東側塔吊回轉角度數(shù)據(jù)異常。見圖3。

圖3 大型設備監(jiān)測系統(tǒng)過程監(jiān)測數(shù)據(jù)

為保護塔吊電纜不因一個方向過大轉動造成損壞，正常回轉角度范圍在-720°～720°，但圖3 中的回轉角度數(shù)據(jù)超出正常范圍，分析可能存在一個方向過度轉動的情況；與塔吊司機溝通發(fā)現(xiàn)確實存在過度轉動的情況，及時糾正，保證了塔吊正常運行。

3.3 架體監(jiān)測系統(tǒng)

為了控制混凝土澆筑過程中架體可能產生的變形，避免發(fā)生質量和安全隱患，在高大模板架體上安裝傳感器，對支撐架體的相關變形進行實時監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)架體在模板支設和鋼筋綁扎過程中，傾角監(jiān)測數(shù)據(jù)異常，01點位Y方向出現(xiàn)6.886°的傾角變化。見圖4。

圖4 架體監(jiān)測系統(tǒng)過程監(jiān)測數(shù)據(jù)

對傾角異常的問題，立即現(xiàn)場勘查，發(fā)現(xiàn)監(jiān)測點位置架體確實出現(xiàn)傾斜，對整個架體進行檢查并調整。

3.4 抗震支座監(jiān)測系統(tǒng)

建筑的隔震支座出現(xiàn)較大變形時，會使隔震支座的性能降低甚至會對結構造成破壞，利用位移傳感器對隔震支座進行施工過程及后期健康管理的全生命周期監(jiān)測，同時監(jiān)測X、Y、Z三個方向的變形，保證隔震支座的穩(wěn)定狀態(tài)。隔震支座監(jiān)測設備將作為永久監(jiān)測設備進行保留及保護。

4 優(yōu)勢

1）便于操作，不受施工條件復雜，人工采集數(shù)據(jù)不安全的限制。

2）無線傳輸，時效性好，提示及時，提高了施工環(huán)節(jié)的管理效率。

3）采集頻率高，數(shù)據(jù)量大，連續(xù)性好，分析價值高。

4）系統(tǒng)綜合性強，具有可兼容性。

5 結語

利用集成化監(jiān)測系統(tǒng)管理平臺，將監(jiān)測系統(tǒng)各子系統(tǒng)與物聯(lián)網技術的有效結合，對監(jiān)測過程實施精細化、動態(tài)化、數(shù)字化管理及分級權限，從而全方面掌控建筑運行數(shù)據(jù)報告，提高運行質量，為綠色建筑的智慧建造提供及時、準確的數(shù)據(jù)分析，進一步加強了建筑結構安全和施工過程的監(jiān)測和管理，特別是項目能耗監(jiān)測系統(tǒng)、大型設備監(jiān)測系統(tǒng)、架體監(jiān)測系統(tǒng)抗震支座監(jiān)測系統(tǒng)四個監(jiān)測系統(tǒng)，具有很大的推廣前景。