智能環境監控助力綠色施工

文｜本刊記者 王景

新時代中國特色社會主義經濟思想明確指出，中國特色社會主義進入到新時代，我國經濟發展也進入了新時代，基本特征就是我國經濟由高速增長階段轉向高質量發展階段。這一特征映射到建筑業，則是要大力發展高質量的綠色建筑。

一直以來，建筑業是一個資源消耗大，污染排放集中、覆蓋面和影響面廣的行業。一方面，施工過程是建筑產品的生成階段，需要消耗大量的水泥、鋼材、木材、玻璃等各種材料，需要各類施工機具、運輸設備的投入配套。另一方面，在施工過程中也會釋放大量的揚塵、噪聲、廢水、固體廢棄物等污染，影響了現場及其周圍公眾的生產生活，給整個城市帶來巨大改觀的同時，也造成了負面環境影響。因此，推廣綠色建筑對我國節能減排、環境保護工作的意義十分重大。

近年來，我國綠色建筑完成了從點上的推廣示范，如今正逐步進入在面上的全面發展過程。綠色建筑理念逐漸深入人心，成為建筑行業實現綠色發展轉型的重要標志。

對于建筑行業的主體——建筑施工企業而言，要實現綠色發展理念，關鍵就是要堅持綠色施工，遵循“四節一環保”的原則，在施工過程中防止噪音、揚塵、光污染、水污染以及建筑垃圾等對人及環境的危害。綠色施工是指在工程建設中確保質量、安全等基本要求的前提下，通過科學管理和技術進步，最大限度地節約資源和減小對環境負面影響的施工活動，實現節能、節地、節水、節材和環境保護。

綠色建筑的最終形成，首先要設計成“綠色”，其次在建造過程中實現“綠色”，最后在運營維護中秉承“綠色”。在綠色建筑的具體建造過程中，綠色施工關鍵在于組織設計與施工方案的實施做到“綠色”，綠色施工主要涉及施工前策劃與設計以及施工的全過程。

綠色施工是建筑業實施可持續發展戰略的重要措施之一。住房和城鄉建設部先后頒布了《建筑工程綠色施工評價標準》GB/T50640-2010和《建筑工程綠色施工規范》GB/T50905-2014。與此同時，越來越多的建筑企業對綠色施工的意義已經達成了共識，綠色施工在近幾年得到了突飛猛進的發展。

多種信息技術有機融合 有效解決環境影響問題

施工過程中的噪音、粉塵、污水排放等問題一直是施工工地與附近居民容易引起糾紛矛盾的主要問題，環境監控同樣也是政府部門比較關心的部分，它是體現政府監管單位和相關企業的社會責任的具體表現。如何有效管理施工現場的環境問題，傳統方式下始終顯得“力不從心”，只能依靠人為反復的檢查、監督，才能取得一些初步的成效，而隨著物聯網技術的發展，這一狀況目前在項目層面有望得到改觀。主要原因就是一大批互聯網企業開始建設了智慧工地管理系統，與前端終端設備的傳感器相連，可以直接監測到現場的粉塵、噪音、污水排放等情況，出現超標自動預警，提醒施工方采取控制措施，有效解決環境影響的問題。

物聯網環境監測系統是指利用遠程監控技術、視音頻采集技術、互聯網技術、智能芯片技術、傳感器技術等多種信息技術進行有機融合，對施工現場噪音、揚塵、溫濕度、污水排放等一切和施工相關的工藝活動進行實時的監測監控，從而達到控制施工現場及周圍環境的目的。

該類系統通過將數據實時傳輸至后臺數據中心，進行綜合對比分析，讓管理人員可以及時了解施工現場的現場環境與管理狀態，便于掌握管理過程中存在的環境問題，及時采取有效措施進行應對。

目前，基于物聯網的環境監測系統可分為兩類，一是分散式傳感監測系統和集成式環境監測平臺。分散式傳感監測系統主要指針對特定的環境影響因素，比如粉塵、噪音等，在特定的位置通過安裝傳感設施，實行環境因素單方面管理；比如僅對粉塵進行監測，或者僅對噪音進行監測等，環境監測數據在各自的系統單獨存放。集成式環境監測平臺可以將各類環境因素監測數據納入統一的平臺進行管理，并且實現數據的聯動，過程中還會采取一些自動化控制措施來達到改善現場環境的目的。

多點監測 實現集成化管理

基于物聯網的環境監測系統涵蓋多種功能，包括噪聲監測。通過設置戶外噪聲監測裝置，在工地周邊監測噪聲分貝值，所有數據均傳輸到云服務器進行云計算處理并根據相關部門資料進行自動報警優化。針對噪音在設定時間段內，當超標次數超過規定的允許次數時，即刻向監控中心報警，同時通過手機短信向相關負責人報警，并形成數據統計表，讓監管單位有據可查，有證可依。

粉塵監測。通過設置戶外粉塵監測裝置，在工地周邊監測粉塵濃度，所有濃度值均傳輸到云服務器進行云計算處理并根據氣象部門資料進行自動報警優化。

溫濕度監測。系統可以實時檢測工地的溫度、濕度情況，根據讀寫設備識別到的信號內容，來確認工地的溫濕度現狀。當工地現場出現溫濕度異常時，系統會快速報警，并提示隱患區域。

污水排放監測。由COD在線分析儀、濁度分析儀、數字PH計、無線數據傳輸模塊、PC監控軟件等系統組成，用于實現對企業廢水和現場污水的自動采樣、流量的在線監測和主要污染因子的在線監測。

大體積混凝土無線測溫。由溫度傳感器、無線溫度采集器、無線中繼器和管理軟件組成，主要用于高層建筑的大體積混凝土澆筑過程中溫度變化的自動監測，確保施工安全。

能耗監測。用于實時測量建筑工程建設過程中施工現場的工程機械和電器，以及工地人員工作、生活區域基礎設施的電、水等能源消耗，并利用測得的數據對工地所消耗的能源進行統計分析并可視化展現，進而幫助管理人員優化工地能耗管理。

構建基于物聯網的環境監測系統通常需要通過以下幾步展開應用。首先，建立項目物聯網硬件網絡。結合項目現場的環境監測管理要求，構建相關硬件設施網絡，為環境監測數據平臺的部署安裝打下基礎，

其次，安裝調測軟件平臺。結合現場用戶及分工、相關硬件設施布置情況等，對集成式的環境監測平臺進行安裝調試，以檢驗各項傳感器設施配置的合理性與工作的正常性。

第三，利用平臺數據進行日常管理。項目現場管理人員可以通過手機APP等接通到平臺數據中心，利用傳感設施數據以及設定的報警閥值，及時地發現項目現場存在的環境問題，并采取措施進行處理。

利用技術手段解決現場環境管理“落地難”問題

不久前在央視紀錄片《大國重器》中驚艷亮相的武漢綠地中心項目，就成功應用了基于物聯網的環境監測系統。武漢綠地中心是武漢綠地國際金融城項目的核心部分，該項目位于武昌濱江商務區核心區，與漢口百年外灘隔江相望，是中部特大城市武漢新一輪城市發展的重點區域。

武漢綠地中心項目總建筑面積72.8萬平方米，由一棟超高層塔樓，一棟辦公輔樓，一棟SOHO輔樓及地上裙樓組成。其中超高層主樓地下室6層，基坑最深為3.93m，地上125層，建筑高度為636米，混凝土結構高度為585.7米，為巨柱核芯筒伸臂桁架結構；辦公輔樓地上39層，建筑高度為184.8米，為框架核芯筒結構；SOHO輔樓地上31層，建筑高度為135.6米，為框架核芯筒結構；裙樓地上8層，建筑高度為45.01米，裙樓地下室5層，基坑最深為30.3米，為框架剪力墻結構。

武漢綠地中心項目基于物聯網的環境監測與應用內容包括噪聲監測、粉塵監測、污水排放監測等，項目現場人員以及企業人員均可以通過統一的平臺對施工現場環境的狀況清晰掌控，有效地解決了現場環境管理“落地難”的問題。

噪聲監測方面，項目部通過在工地現場周圍安裝噪聲監測設備。如圖1所示，實時的監控現場作業活動產生的噪聲.同時在系統中設置噪聲超標的限值，一旦現場某項作業活動產生超過限值的情況，即對有關管理人員報警，如圖2所示，及時協調當事者處理。如果遇到工藝本身原因，則要求必須采取降噪處理的措施。

圖1 噪聲監測設備安裝示意圖

圖2 APP噪聲監控顯示

圖3 噴霧降塵示意圖

粉塵監測方面，項目部通過在工地現場周圍安裝粉塵監測設備，實時的監控現場作業活動產生的粉塵；同時在系統中設置粉塵超標的限值，一旦超過閥值，則自動觸發噴淋系統，實現降塵控制，如圖3所示。

通過在項目現場安裝噪聲監測設備，較好的解決了施工過程中的噪音污染、噪聲擾民問題，有效降低了對工地周圍環境的負面影響，為安全文明施工提供了措施保障。

通過在項目現場安裝粉塵監測設備，很好地控制了現場以及周圍由于施工產生的揚塵污染、對人們的日常生活環境起到了很好的保護作用，也為企業樹立了良好的文明施工形象。

總結而言，智慧綠色施工管理即指在綠色施工的過程中，利用現代通訊技術、物聯網、移動互聯網、大數據等前沿技術，對施工現場節能、節材、節水、節地及環境保護方面進行的系列控制、管理與評價過程，以期達到資源節約與環境保護的目的。智慧綠色施工管理更加體現了對人的體力勞動的解放，更加關注施工過程的資源節約與環境保護。