智能建筑技术在现代建筑工程中的应用

时间：2024-08-31

梁喜玲合肥工大建设监理有限责任公司

1 前言

在智能建筑项目中，暖通空调系统需要承载较多环境监测功能，还要在中央控制系统的支持下，动态调节各个功能区域之间的环境指标。有效运用暖通空调系统的节能方法，能够实现更加智能化和生态化的建筑工程项目建设目标。但是在合理运用各项节能技术方案的过程中，需根据智能建筑中的相关功能系统应用特点进行动态调整。

2 智能建筑技术

智能施工技术是一项新技术，其基础是既有建筑施工、信息通信技术、基于建筑实物结构的智能施工平台，以及通过不断优化调整措施完善施工方法。与此同时，智能建筑技术有机地将行之有效的技术融入不同学科，确保建筑整个施工过程的安全性、可行性和合理运行，同时为人们提供更好、更实用和更多样化的服务智能施工技术。第一，有利于建筑设计的智能建模和仿真验证，为以后施工的顺利进行奠定了坚实的基础。第二，智能施工技术可以利用智能系统处理施工机器人，而不是为人类执行更具挑战性的任务，从而减少施工误差和工作人员操作风险，同时确保建筑质量。第三，智能建筑技术强调建筑工程管理中的智能协调，便于通过物联网共享数据。第四，智能建筑技术能够在工程运行阶段，从海量数据中准确收集和分析有价值的信息，从而为现代建筑工程提供有效和准确的支持。

3 我国智能建筑行业的发展特点

第一，在时间周期上，我国智能建筑的发展共经历了初创期、规范期、发展期三个阶段，目前正处于高速发展期。2018年，我国智能建筑行业总产值达49.07亿美元，到2025年我国智能建筑行业市场规模将超过118.83亿美元，并且在这一时期形成了一定的产业规模和产业链，对城市建设及其他相关行业产生了辐射和影响。

第二，在地域上呈现多点面普及化发展。随着2020年1月1日实施的《产业结构调整指导目录（2019年本）》将智能建筑技术纳入“鼓励类”产业这一政策的落地，我国智能建筑由一线城市逐渐向二、三线城市扩展，未来将普及至农村、城镇等更广泛的地域。

第三，在技术上，我国智能建筑行业的管理正由传统的管理模式逐渐向智能化、信息化、数字化和网络化的管理模式转变。通过时间、地域、技术三个维度的特点可见，目前我国智能建筑覆盖领域逐渐增加，行业发展迅猛，国内市场对智能建筑的需求巨大。建筑行业应用智能建造技术势在必行，将促进国内建设业的升级转型，智能建筑技术将在建筑设计到管理各方面起到举足轻重的作用。

4 智能技术在建筑工程中的应用特点

4.1 安全性

根据有关资料显示，部分住宅电气系统常常会出现一系列不良安全事故，尤其是针对那些历史久远的建筑物，电气系统所诱发的安全事件较多。其主要原因就在于老式建筑中电气系统的工作效率不高，安全性较低，极易出现安全事故。所以，采取智能技术手段，可以大幅度地减少安全事故出现可能性。究其原因，考虑到智能技术敏感度较高，只要操作不合理，智能技术就会在第一时间内察觉并把控它，防止出现不良安全故障，具备极高的可靠性和科学性，进而为人们的生命健康提供保障。

4.2 灵活性

针对电气控制器，固有的控制器操作较为繁琐，这常常取决于操作人员的主观意愿。在实际操作期间极易出现人为偏差，采用智能技术手段能够有效弥补问题。采取智能技术手段，不但能够大幅度提升建筑电气施工中的精准程度，同时还能够缩减技术工作者的工作量，提升工作效率，逐步提升电气工程施工的灵活程度。这一任务能够通过智能技术手段实现，且不要求有关技术工作者的指导。

4.3 一致性

一致性的应用特性通常被应用于处置各种不同的数据信息。通过采取智能技术，把不熟悉的数据信息导入至该数据中，同时在输入结束后开始评估，确保其符合建筑电气工程的自动化标准要求。针对各个控制对象，其所发挥的作用也会出现变化。值得注意的是，只要相关的操作人员意识到，倘若替换控制器单元，就很难达成预期成效。在设计过程中相关人员务必要秉持审慎的准则，同时还要不断改善工作细节，以此减少偏差。

5 智能建筑技术在现代建筑工程中的应用策略5.1 BIM技术

通过将BIM技术应用于智能建筑工程施工，可以提高施工管理（尤其是可视化操作）的效率。BIM可视化主要涉及控制智能设计的整个设计、构建和构建过程。对于建筑公司而言，这种技术的应用还可以有效精细管理整个施工过程，特别是对于涉及更复杂范围的智能施工项目而言。BIM视觉化功能可模拟图面的执行情况，并以3D方式显示图面，协助设计人员进一步修改智慧建筑工程相关设定。

由于受智能建筑工程项目影响的子系统很多，需要在实际运行中为相关信息模块、监控摄像机和受子系统影响的其他设备，建立完整的设备数据库，以实现设备的统一管理，还包括调整设备操作参数的功能，以节省设计时间并提高设计效率和质量。同时，在设计过程中，设计人员还必须根据建筑需要实现智能系统的标准设计，通过BIM视觉操作将业务工程数据转换为简单数据，便于相关人员稍后优化智能工程的修改。

5.2 实现绿色智能化

太阳能作为一种新能源和可再生资源，取之不尽、用之不竭，也不会引发环境污染问题。随着科学技术水平的提升，人们也不断拓展对太阳能技术的研究，为创建绿色智能建筑，可将太阳能充分应用到多个建筑领域中，如光热、光伏、空调、冷暖及通风系统。太阳能电能的转换原理，主要是将收集到的太阳的光和热，传输到光伏转换装置上，再利用光电转换技术，借用半导体系统进行能源提取；太阳能热能的转换，通过将热水输送到发热系统末端，实现制暖效果。空调系统也可以充分利用太阳能，实现制冷功能和制暖功能的相互转换。

太阳能对通风系统的创建，主要是在保持空气流通的情况下，对空气加热，室内室外产生压力，温差小压力小，通风效果低下，反之温差大压力大，通风效果越好。总之，通过利用太阳能，形成多种技术手段，如太阳能导光技术等，这种技术手段利用自然光照射到室内的原理，弥补光源技术的不足之处，达到智能、绿色和节能效果。

5.3 应用蓄能系统

在智能建筑工程建设项目中，创新应用蓄能系统，能够有效降低暖通空调系统的整体能耗量，还能够动态协调建筑内部空间环境控制因素，呈现更加生态宜居的建筑建造目标。在蓄能系统的节能设计方案中，智能建筑中的暖通空调系统功能可以呈现更加立体化的展现形式，还能可视化分析各类能源的实际利用路径。在节能减排的设计方案中，创新应用各类蓄能系统，呈现更加稳定的空气净化及环境温湿度调节效果，进一步凸显蓄能装置的实际利用价值。

但是在应用蓄能系统设备的过程中，中央控制系统需要精准输入和输出各项环境数据指标，并保障暖通空调系统设备之间的稳定连接状态不变。很多蓄能系统设备都能够精准输出各类控制信号，对暖通空调系统的整体运行状态进行安全检测和故障报修，统计分析能源实际利用率。创新应用蓄能系统，显著提升热能回收技术的实际应用价值，呈现更加低碳环保的智能建筑暖通空调管理目标。

5.4 培养智能建筑领域专业人才

近年来，我国智能建筑产业发展迅速，生产能力达5000亿元，管理技术人才短缺数百万人，智能建筑专业人员更是少之又少。由于缺乏智能建筑领域的专门知识，在智能建筑设计、施工和运行的各个方面都存在着不同程度的问题，导致建筑质量差，运营和维护困难，是智能建筑能源浪费的主要原因。为应对这一挑战，需要加强对智能建筑设计、施工和运营维护等从业人员的培训和能力建设。加强人才队伍，有必要加强有关设计和建筑公司与高等教育机构之间的合作，培训专业技术人员和管理人员，加强从业人员培训委员会，提高从业人员的活动水平。提高相关专业人员对节能的认识，让他们积极参与智能建筑行业的节能工作，将节能概念纳入设计、建设和运营等具体工作的各个方面，而不是被动应对经济问题。

5.5 楼宇对讲系统

设计期间，楼宇对讲系统设计极为关键，设计工作者还需要系统化地熟知系统的主要构成。比如单元门户机、管理主机、围墙机等。一般条件下，住宅建筑的楼宇对讲系统中两级访客呼叫机制相对较为普遍，在这一机制下，外来人员通过管控主机或者单元门口呼机与用户展开沟通，交互性相对较强；用户房号还可以迅速呈现在管理机上，充分发挥管理效果，进一步提升服务质量。针对楼宇对讲系统，其管理机具备相对明显的功能性，可以编辑用户编码，有利于推进管理工作。不仅如此，通话机的声音还包括三处档位，需要从现实需求切入，对其展开调节，还可以针对大门以及单元门展开呼叫，利于用户辨别。该系统中还包括对讲、可视访客门口机，一旦出现外来人员，就要在门口输入住宅号码，这样让住户可视话机的铃声响起，进而和外来人员展开沟通。

通常来说，可视话机中还会携带相应的开门按钮，和大门锁彼此相连，利用这一按钮让外来人员进入小区。同时室内对讲话机还能够连接管理中心，一旦产生意外，人们可以及时向管理中心求助。住户释放求救信号之后，其房间号就会在短时间内呈现于中心管理机，而且还能够释放警报提示声音，从而做到精准管控。与此同时，管理机还能够迅速与住户联系，还可以实现与住户及外来人员的三方通话，大幅度提升安全性。

5.6 云储存技术的应用

传统基于纸面的多应用程序数据管理，使数据信息容易丢失，并且在应用数据时需要更长的恢复时间。在信息管理模式下，它能够快速获取相关数据，降低数据丢失率。例如，大数据技术可用于检索相关数据，云存储技术可用于管理数据信息等快速访问相关信息和资源并将其下载到云服务器，以高效的存储数据资源。作为建筑工程管理的一部分，可使用云计算技术减少交互和受管流程，并快速获取相关数据。

云计算技术还可以控制建筑工程，如人员流动、建筑机械管理、工业粉尘监测和风险预警，满足建筑工程管理的多样化需求，并促进不断提高现代建筑工程的质量和控制能力。

在施工过程中，会受到涉及更多专业内容的多种因素影响，任何环节的质量问题、安全事故或设备故障都可能直接影响施工进度，并增加施工成本。根据目前的施工管理现状，存在项目间信息互动不足和部门间沟通不足等问题，影响了施工进度监测的效果。

5.7 3DP技术

3DP是一种典型的快速成型创新，它利用成熟的数字模型将原材料有序分配到不同的结构中，并在最短的时间内完成印刷和生产。在施工过程中，3DP技术被广泛用于水泥、塑料和金属等不同类型粉末的逐层印刷，从而有效地改进了施工设计规划、作业规模管理、自动化、效率、自动化和工程智能。由于采用了3DP技术，建筑工程设计更加灵活，材料更加丰富，建筑结构更加独特。与中国相比，发达国家在采用3DP技术方面经验相对较长，投入了大量资金。美国、德国和联合王国等发达国家一直十分重视在制造业应用3DP技术，见表1。

表1 国外主要国家和地区在3DP技术中的资金投入情况

3DP技术使有关人员能够在设计过程中有更多的结构选择，并使用计算机打印建筑图纸样本，然后通过确定主要设计参数和实际研究验证设计可行性。中国苏州工业园别墅就是充分利用3DP技术的优势，展示了这座三维打印建筑。