建筑工程中智能建筑技术的应用探讨

□刘 觅

一、智能建筑技术在建筑工程中的具体应用

(一)BIM技术。BIM技术应用场景贯穿于智能建筑工程始终，可以全面提高工程设计水平、建设质量、施工管理及运维管理水平。其中，在工程设计阶段，BIM技术应用于深化设计、图纸方案审查、碰撞检查、场地布置等场景中，帮助设计师发现方案中的设计问题，起到辅助设计作用，避免在后续施工期间出现质量问题。在工程施工阶段，可以辅助管理人员加大对施工过程与现场环境的管控力度，提前消除质量安全隐患，发现并解决突发状况，保证工程如期竣工交付、建设质量达标。同时，还具备施工模拟、4D/5D试验、工程量统计等多元化使用功能。而在智能建筑运维管理阶段，BIM技术被用于空间定位、设备维护、建筑环境管理、灾害疏散等场景中。例如，在设备维护场景，BIM数据库自工程决策立项阶段起，将会持续收集整理工程建设与智能建筑使用期间产生的有价值信息数据，包括电气设备型号种类、使用年限、生产日期、历史运行数据、故障诊断与检修报告等，将其作为设备维护保养与检修方案的制定依据。而在设备运行期间出现故障问题或处于异常运行状态时，BIM系统将自动发送报警信号，在报告中详细标注设备故障初步判断结果、故障设备位置、实时运行参数、设备故障发生前一段时间运行数据等信息，便于后续设备检修工作的开展。

(二)LOT技术。LOT技术也被称为物联网技术，通过安装信息传感装置、应用GPS系统和射频识别技术，持续对声、光、力学、位置等要素进行实时采集分析，依托互联网，在建筑智能控制系统和被控对象之间建立起互联互通网络，用于改善建筑环境和提供决策信息支持，而这也是实现智能照明控制、自动化给排水控制、现场设备远程控制、暖通空调系统运行负荷调节等建筑智能使用功能的前提条件。

例如，在智能家居场景中，提前在所安装的空调、插座、照明灯具、冰箱、热水器等家居设备中设置应答器，通过Wi-Fi将家居设备的应答器接入建筑智能控制系统中，系统跟踪监测家居设备实时运行状态。随后，用户登录手机端APP访问建筑智能控制系统，在自身权限范围内，远程向家居设备下达控制指令，以此来控制设备运行能耗、保证用电安全、满足自身使用需求，包括提前启动热水器与调节水温、远程启闭照明灯具、实施遥控插座定时通断电流。同时，还可以通过互联网向业主反馈家居设备程序软件的数据分析报告，如在使用智能体重秤时提出健康建议、未按时刷牙时接收提醒信息。

(三)大数据与云计算技术。首先，与普通建筑相比，智能建筑虽然可以向业主提供多元化的建筑服务，且建筑运维管理水平得到明显提升。但是，在建筑使用期间，配套子系统和智能总控系统将会持续生成和接收海量数据，对系统数据处理能力有着极高要求。因此，为弥补智能建筑的短板，需要应用到大数据技术，由系统对所收集信息数据进行预加工处理，执行筛选、关联分析、归类整理等操作，筛除无实际价值和重复收集的数据，将数据导入对应类别的文件中，自动生成图形报表，将繁杂的数据加以简化处理，帮助管理人员直观、准确了解远超自身能力极限的数据信息。同时，还需要应用到云计算技术，将所收集数据上传至云平台进行线上存储，以及向云平台提交较为复杂的数据计算和处理任务。如此，在保证数据处理质量与效率的前提下，放宽建筑智能总控系统的硬件设备性能要求，节省成本。

(四)智能节能技术。在传统建筑使用期间，普遍存在建筑系统运行能耗过大的现象，造成不必要的能源损耗，使得建筑总体使用成本较为高昂。例如，在不具备实际使用需求的情况下长时间开启照明设施、暖通空调系统运行负荷调整不及时、供配电系统运行功率过高而产生额外电力损失等。针对这一问题，尽管建筑企业在工程设计、施工阶段中采取使用新型绿色节能材料、调整建筑平面布局规划、安装节能型照明灯具与节水器具等方法手段，但实际所取得的建筑节能效果有限，节能属性有待进一步提高。

因此，在现代建筑工程中，建筑企业需要应用到智能照明、自动化给排水、智能控制变电等智能建筑技术，全方位提高资源、能源利用率。一是对智能照明技术的应用，在照明系统中设置嵌入式计算机信息处理模块，组合应用自动检测技术，通过建筑结构上安装的传感器，持续收集分析周边环境光源亮度等现场监测信号，根据分析结果制定控制方案，智能控制系统依托物联网向照明系统实时发送控制指令，根据日照条件来调整照明灯具亮度，根据室内照明需求的变化来调整照明灯具启闭数量，起到节能效果。二是对自动化给排水技术的应用，系统将在建筑使用期间持续检测给排水设备运行状态与实时水位、水流量与水压值，对比实时测量结果和预先设定的额定值，根据对比结果调整系统运行模式和设备运行参数，必要时执行启停控制指令、切换备用泵和发送报警信号，避免水资源浪费。三是对智能控制变电技术的应用，通过实时监测高低压配电柜功率因数、变压器温度等参数，基于程序运行准则自动执行提前设定的控制方案，并在参数额定值与实时参数产生较大偏差时启动纠偏机制，根据变配电系统实时运行状态来调整控制方案内容，例如，启动无功器件补偿装置来控制功率因素，进而减小系统电能损耗。

二、智能建筑技术在建筑工程中的应用策略

(一)推动建筑智能技术的集成化发展。当前在部分智能型建筑工程中，虽然建筑企业正确认识到智能建筑技术的应用价值，综合采取多项技术手段，但却同时建立起智能照明、自动化给排水控制等多个建筑智能控制系统，系统间缺乏协调运行机制，由此引发系统功能重复、信息资源未得到共享、系统结构过于复杂、前期建设成本高昂、建筑设计难度提高等一系列问题，最终影响到工程综合效益与建筑使用功能的正常发挥。针对这一问题，必须推动建筑智能技术的集成化发展，建立建筑智能总控制系统，在系统中接入智能照明、消防预警、办公自动化、自动检测等子系统，由总控制系统对子系统上传的全部数据信息执行筛选、分析运算、归类整理等操作，判断各项子系统的实时运行状态与使用需求，制定与动态调整控制方案，再通过局域网或互联网向建筑子系统和终端设备下达控制指令。简单来讲，则是依托建筑智能技术来建立上层总控制网与下层现场控制网，上层总控制网由建筑智能总控系统组成，下层现场控制网由建筑配套子系统组成，上下层控制网保持双向连接状态，且下层现场控制网中的各项子系统保持相互平等关系。如此，可以同时起到提高信息资源利用率、改善管理效果、降低工程造价成本、强化突发状况应急处理能力等多重作用。例如，在降低工程造价成本方面，智能照明等配套子系统主要负责接收和执行总控系统下达的控制指令，仅需在子系统中设计少量回路、安装单个小型控制器与若干控制阀装置即可，在智能建筑总控系统中设置功能完备的大型控制器用于执行数据分析、决策制定等相对较为复杂的操作任务，以此来节省系统开发设计成本和硬件设备采购成本。

(二)持续拓展智能建筑技术的应用场景。目前来看，虽然多数建筑企业都认识到智能建筑技术的应用价值，将打造智能建筑作为企业规划发展方案的重要内容，并就此采取加大技术引进力度、人员信息化培训等一系列措施。但是，由于技术应用经验匮乏，智能建筑技术的实际应用场景有限，技术优势没有得到充分发挥。因此，建筑企业需要积极借鉴国内外同类项目的成熟经验，掌握智能建筑技术特征与概念，结合工程建设要求与建筑使用需求，从而拓展智能建筑技术的应用场景。例如，在停车规划场景中应用大数据技术，由智能控制系统实时统计小区内空闲停车位分布情况，在已掌握信息基础上预测未来一段时间的停车位使用状态和空间停车位数量，通过互联网向业主车辆驾驶系统发送信息，自动匹配停车位，实时规划车辆驶入停车位的最佳路线，以及提供停车位预约、车辆自动放行等使用功能。同时，在车辆驶出停车场时，系统从所拍摄视频图像资料中提取车辆牌照等信息，上传至数据库进行对比，在判断车辆为业主登记车辆或是已提交停车申请后，按照停车时长直接在预设电子账户上扣除停车费，开启路栏放行车辆。

在建筑防火场景中，则应用自动检测技术，在建筑结构内部空间安装烟雾探测器、火灾报警器、温度感应器等信息传感装置，装置持续采集、上传现场监测信号，在检测到烟雾浓度超标、环境温度异常上升、出现明火等异常状况时，自动发送报警信号。随后，由建筑智能总控系统联动控制广播通信、应急照明、门禁、电梯等配套子系统，分别下达对应控制指令，从而扑灭初期火势、安全疏散建筑内部受灾人群，包括向喷淋灭火系统下达启动走道喷头的指令、向电梯系统下达关闭消防电梯以外全部电梯的指令、向应急照明系统下达启动应急照明灯具和显示安全逃生线路的指令、向门禁系统下达开启全部闸机的指令。

(三)加大人员培训力度。在现代建筑工程中，随着对智能建筑技术的广泛应用，建筑工程的设计施工方式、运维管理模式发生了明显变化，而部分工程参建人员与运维管理人员的知识结构较为老化，信息化素养有待提升，进而影响到建筑工程的建设情况和运维效果。例如，从智能建筑运维角度来看，对智能集成控制系统的建立，将由系统替代人工完成信息收集、分类整理、参数实时监测等任务，管理方式由手工操作改为数字化控制，管理流程步骤与工作内容随之改变，但部分运维管理人员的信息化素养不过关，尚未正确掌握智能集成控制系统和配套软件产品的正确操作方法。因此，建筑企业和运营单位必须加大人员培训力度，以全新设计、施工和管理模式下的相关理论知识、软件产品与系统程序操作方法、常见问题处理方式、智能建筑概念等作为培训内容，定期组织实操模拟演练活动，重点提高工作人员的信息化素养，及早建立起现代化的管理团队。

三、结语

综上所述，为实现建筑工程增值目的，全面提高工程综合效益，推动智能建筑的稳定发展、持续改进。因此，建筑企业需要在建筑工程中积极应用物联网、大数据、BIM等智能建筑技术，落实上述技术应用措施，正视并解决技术应用期间面临的重难点问题，建立起完善的智能建筑技术应用体系。