1前言

在全球環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展形勢日益嚴峻的背景下，超低能耗建筑已成為推動建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。超低能耗建筑通過優(yōu)化建筑設計、采用高效節(jié)能技術和可再生能源系統(tǒng)，可顯著降低建筑在供暖、制冷、照明等日常運行中的能源消耗，為人們提供一個健康、舒適、高效的使用空間。同時，以BIM、物聯(lián)網(wǎng)、AI、云計算為代表的先進技術在建筑行業(yè)中的廣泛應用和持續(xù)發(fā)展，為超低能耗建筑的建設優(yōu)化提供了新的發(fā)展契機。智能建筑技術通過實時監(jiān)測與優(yōu)化能源管理，可顯著提升超低能耗建筑的環(huán)境適應性、能源利用效率和居住舒適性，實現(xiàn)節(jié)能目標與可持續(xù)運營的深度融合，對保護環(huán)境和改善人居體驗具有重要意義。

2智能建筑技術

智能建筑技術以BIM、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、自動化控制、AI和大數(shù)據(jù)等先進技術為支撐，通過對建筑物的能源管理、環(huán)境調節(jié)、安防監(jiān)控和設備維護等系統(tǒng)實施智能化升級與改造，以實現(xiàn)建筑物的高效運行、安全保障、環(huán)境舒適和可持續(xù)發(fā)展。其以系統(tǒng)集成和數(shù)據(jù)驅動為核心，顯著特性包括高度集成化、自適應調節(jié)與智能優(yōu)化、節(jié)能環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展、用戶體驗導向設計、開放可擴展架構以及多重安全保障機制。然而，由于資金、技術、人才管理等多方面因素的限制，中小型建筑施工企業(yè)在智作者簡介：文文(1989-），女，漢族，山東菏澤人，研究生，講師，研究方向：工程管理。

能建筑技術應用方面的水平仍相對有限。從應用方面來看，在超低能耗建筑的設計階段，智能建筑技術得到了廣泛應用，主要用于優(yōu)化建筑設計方案并進行模擬分析；在施工階段，智能建筑技術以施工現(xiàn)場的實時監(jiān)測與高效管理為主，例如借助物聯(lián)網(wǎng)技術實施施工設備的遠程監(jiān)控及故障預警；在運營維護階段，智能建筑技術的應用范圍較為有限，其功能主要體現(xiàn)在能源管理與設施維護方面。

3超低能耗建筑

超低能耗建筑是在遵循可持續(xù)發(fā)展理念的基礎上，通過創(chuàng)新設計和先進技術，顯著降低能源消耗的建筑模式，其核心理念是最大限度減少對傳統(tǒng)能源的依賴，以提升環(huán)境舒適性。其核心目標是通過系統(tǒng)性設計、技術創(chuàng)新、精細化管理等策略，在建造運營階段最大程度的降低能源消耗和碳排放，確保在全生命周期內實現(xiàn)高效節(jié)能。例如，通過采用高性能門窗、加厚保溫層，結合無熱橋構造設計和自然通風系統(tǒng)的優(yōu)化，可顯著降低建筑物對主動供能系統(tǒng)的依賴程度。再如，在施工階段預先安裝地源熱泵、高效新風熱回收系統(tǒng)、光伏建筑一體化等節(jié)能系統(tǒng)，可實現(xiàn)可再生能源同低能耗設備的無縫銜接。超低能耗建筑不僅有助于降低環(huán)境負荷，更能為建筑物長期低碳運行提供堅實支撐，有力推動“雙碳”目標的達成。

4智能建筑技術對超低能耗建筑的影響

4.1提高能源利用率

利用傳感器網(wǎng)絡實時獲取建筑物內外環(huán)境的溫度、濕度、光照、人體密度等數(shù)據(jù)，依托能耗監(jiān)測系統(tǒng)動態(tài)調整空調、通風、電氣照明等設備的運行模式，可有效減少能源消耗。通過BIM技術對建筑物全生命周期的模擬分析，可對建筑布局、圍護結構及設備選型等關鍵環(huán)節(jié)進行優(yōu)化，從而在設計階段有效減少能耗漏洞。通過整合氣候數(shù)據(jù)與建筑功能需求，人工智能算法能夠預測建筑物的能源消耗情況，從而輔助設計師篩選高效能材料及系統(tǒng)方案(例如地源熱泵、光伏一體化設計）。利用人工智能技術對建筑施工設備進行智能控制，根據(jù)環(huán)境參數(shù)和設備運行狀態(tài)，可自動調整設備的運行模式，以實現(xiàn)能源的高效利用。運用大數(shù)據(jù)技術深入解析建筑施工中的能源消耗數(shù)據(jù)，可精準識別高耗能節(jié)點與資源浪費環(huán)節(jié)，并形成節(jié)能優(yōu)化方案。

4.2減少環(huán)境污染

智能建筑技術結合實時監(jiān)測和精準控制，可以減少施工過程中的環(huán)境污染。利用物聯(lián)網(wǎng)技術，在施工現(xiàn)場設置各類環(huán)境監(jiān)測傳感器，對噪聲、粉塵、污水等污染物進行實時監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)污染物超標，及時發(fā)出預警并采取相應的治理措施。在某超低能耗建筑施工中，借助物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，對施工現(xiàn)場的粉塵濃度進行了實時監(jiān)測，當粉塵濃度超過設定閾值時，自動啟動噴淋降塵設備，有效降低施工現(xiàn)場的粉塵污染。BIM技術與能源模擬工具相結合，在設計階段優(yōu)化建筑形態(tài)、材料選擇和設備配置，可降低隱含碳排放。利用AI人工智能圖像識別技術對建筑垃圾進行分類回收，不僅減少了填埋和運輸能耗，還減少了環(huán)境污染。

4.3提升施工質量與安全水平

利用BIM技術進行施工過程模擬和質量預控，提前發(fā)現(xiàn)施工過程中的質量隱患，制定相應的預防措施。利用物聯(lián)網(wǎng)技術對施工設備的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)設備故障，避免因設備故障引發(fā)的質量和安全事故。在施工現(xiàn)場，應用VR、AR技術進行施工人員培訓和安全交底，可以增強施工人員的安全意識和操作技能。例如，在某采用智能建筑技術進行施工管理的超低能耗建筑項目中，施工質量缺陷率平均降低了 20% ，安全事故發(fā)生率平均降低了 30% 。在關鍵部位部署傳感器，實時反饋結構變形、沉降等數(shù)據(jù)，預防質量隱患。利用無人機或攝像頭拍攝施工現(xiàn)場，人工智能AI自動識別裂縫、空鼓等質量缺陷，檢測效率提升 50% 以上。通過攝像頭結合AI算法實時監(jiān)測未戴安全帽、違規(guī)攀爬等危險行為，即時報警。利用無人機替代人工檢查腳手架、屋頂?shù)雀唢L險區(qū)域，可降低墜落風險。

5智能建筑技術在超低能耗建筑中的具體應用

5.1基于BIM技術的設計優(yōu)化與運維管理

傳統(tǒng)的建筑設計多依賴二維圖紙，信息表達有限且易出現(xiàn)理解偏差。如今BIM技術通過構建三維信息模型，可將建筑的幾何信息、物理屬性、功能要求等整合于一個數(shù)字化平臺，設計師能夠在虛擬環(huán)境中對建筑的外觀、內部結構、空間布局進行全方位的可視化設計與分析。例如，在設計超低能耗建筑的采光系統(tǒng)時，借助BIM技術的采光分析功能，可模擬不同朝向、不同窗墻比下的建筑內部采光效果，精準調整窗戶位置與大小，確保室內獲得充足的自然采光，減少人工照明能耗。在協(xié)同設計方面，BIM技術可打破各專業(yè)之間的信息壁壘，各專業(yè)設計師可在同一模型上協(xié)同工作，實時共享設計信息，而以往的建筑設計中，建筑、結構、給排水、電氣等專業(yè)往往各自為戰(zhàn)，易導致設計沖突頻繁發(fā)生。例如，基于BIM技術，結構工程師在調整建筑結構時，給排水和電氣工程師能即時看到相關變化，提前發(fā)現(xiàn)管道與結構梁沖突的問題，并共同協(xié)商解決方案，避免施工階段因設計變更造成資源浪費與工期延誤。在超低能耗建筑的后期運營管理中，運營人員通過BIM模型可獲得建筑物結構、設備管線布局、材料特性等詳細信息，為工作開展提供便利。在設備維護方面，將物聯(lián)網(wǎng)技術與BIM技術相融合，在設備出現(xiàn)故障時可對故障設備進行定位，并給出維修記錄和技術參數(shù)，幫助維修人員快速診斷故障原因并進行維修。

5.2基于物聯(lián)網(wǎng)技術的施工過程精細化管理

物聯(lián)網(wǎng)技術通過在施工現(xiàn)場的設備、材料和人員工作地等多處布置傳感器，可達到物與物、人與物之間的信息互聯(lián)，為實現(xiàn)施工過程的精細化管理提供強有力的支撐。在設備管理方面，安裝多個傳感器的施工機械如塔吊、挖掘機、推土機等，可對自身工作時間、燃料消耗量、故障預警等數(shù)據(jù)進行實時采集。管理者利用手機或電腦上的管理平臺可對施工設備進行遠程監(jiān)控，并對設備進行及時的維修和維護，防止由于設備超負荷運行和故障而造成能源浪費和施工停滯。在物料管理方面，利用物聯(lián)網(wǎng)技術，可實現(xiàn)物料來源、使用情況、回收狀況等方面的精確跟蹤。例如，將電子標簽粘貼到建材上，利用讀寫器對其進行讀取，可實現(xiàn)對材料采購、運輸、儲存和使用過程的實時掌控。施工人員可隨時查看材料庫存情況，避免出現(xiàn)庫存積壓，提高材料利用率。同時，結合物聯(lián)網(wǎng)技術，還可實現(xiàn)溫濕度、噪音、粉塵等環(huán)境參數(shù)的實時監(jiān)測。當粉塵濃度超出設定值時，自動啟動噴霧降塵裝置，減少工地對周圍環(huán)境的污染，達到超低能耗建筑施工的目的。

5.3大數(shù)據(jù)和人工智能技術對資源和能源進行有效管理

大數(shù)據(jù)和人工智能技術為超低能耗建筑的資源與能源管理提供了廣闊的發(fā)展空間。大數(shù)據(jù)技術通過采集并深度分析建設過程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，如施工進度、材料使用、能源消耗、人員調配等數(shù)據(jù)，可以找出施工過程中的資源浪費點和能耗峰值時段。例如，通過對施工歷史資料進行分析，發(fā)現(xiàn)某建筑物在澆筑過程中出現(xiàn)了異常高的能源消耗，分析其原因是施工設備的不合理使用。人工智能技術結合大數(shù)據(jù)分析，可實現(xiàn)建筑資源和能源的智能調度和優(yōu)化。例如，運用機器學習算法，對建筑施工各階段所需的材料進行預測，可提前進行采購和配送，降低材料庫存費用。在能源管理方面，智能系統(tǒng)可根據(jù)施工現(xiàn)場的實際電力需求，對設備的啟停和功率進行智能控制。夜間施工期間，不必要的照明和設備電源可自動關閉。根據(jù)施工人數(shù)的多少，智能系統(tǒng)會對空調和通風系統(tǒng)的運行參數(shù)進行智能調整，達到最大的節(jié)能效果。超低能耗建筑本身能耗已極低，疊加智能技術后，可進一步減少 10%～30% 的能源費用?；诖髷?shù)據(jù)和人工智能技術，超低能耗建筑可實現(xiàn)資源的精確分配，降低建設成本，提高運營效益。

5.4利用虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術加強施工質量與安全控制

虛擬現(xiàn)實(VR)和增強現(xiàn)實（AR）技術為超低能耗建筑施工的質量安全管控提供了新途徑。在質量控制上，結合虛擬現(xiàn)實技術，可使施工人員能夠在虛擬環(huán)境下，對施工過程中的關鍵部位進行施工和質量檢測。例如，利用虛擬現(xiàn)實技術對預制件安裝過程進行仿真，提前發(fā)現(xiàn)安裝難點和質量隱患，并在施工前對其進行優(yōu)化調整。同時，結合AR技術，施工人員還可利用手機和平板電腦，在工地上瀏覽建筑物的3D模型和施工圖紙，實現(xiàn)虛擬信息和真實場景的疊加，可更加直觀地了解現(xiàn)場施工要求，保證施工質量達到設計要求和國家標準。從安全管理的角度看，將虛擬現(xiàn)實技術應用于安全培訓中，結合營造施工安全事故情景，如從高處墜下、觸電、物體撞擊等事故情景，使施工人員有一種身臨其境的感覺，從而增強其安全意識，加深建筑工人對安全作業(yè)規(guī)則的重視。通過AR技術在施工現(xiàn)場設置安全警告標識，當施工人員接近危險區(qū)域時，結合手機、智能眼鏡等設備，就會自動彈出AR警告信息，提醒施工人員注意安全。虛擬現(xiàn)實技術和增強現(xiàn)實(AR)技術，可實現(xiàn)超低能耗建筑施工過程中的質量和安全控制，有效降低施工質量問題和安全事故的發(fā)生率。

6結論

智能建筑技術具有數(shù)字化、智能化、協(xié)同性和可視化的優(yōu)點，在超低能耗建筑領域有著廣泛的應用前景。目前，超低能耗建筑建設中智能建筑技術的使用率還比較低，但其應用范圍卻在逐步擴大。智能建筑技術可提高施工過程中的資源利用效率，降低能源消耗，減少環(huán)境污染，提高施工效率、質量和安全性，將綠色建造向前推進了一大步。未來，應進一步探索智能建筑技術應用于超低能耗建筑建設的創(chuàng)新模式與實現(xiàn)路徑，強化智能建筑技術應用效果的評估與監(jiān)控，以保證超低能耗建筑建設中智能建筑技術的安全可靠應用。

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