綠色建筑全生命周期管理平臺建設(shè)思考

文｜李曉軍

圖1 綠色建筑平臺主要建設(shè)內(nèi)容

2021年3月16日，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部辦公廳發(fā)布的《關(guān)于印發(fā)綠色建造技術(shù)導(dǎo)則（試行）的通知》中，對建筑行業(yè)從設(shè)計、施工、到交付等各環(huán)節(jié)都重點(diǎn)提出數(shù)字化應(yīng)用。強(qiáng)調(diào)因地制宜對建造全過程、全要素進(jìn)行統(tǒng)籌，科學(xué)確定綠色建造目標(biāo)及實(shí)施路徑的工程策劃活動。

如何結(jié)合先進(jìn)的數(shù)字化手段，搭建政府、企業(yè)和建筑使用者等相關(guān)方的綠色節(jié)能建筑平臺，并融入先進(jìn)的建筑節(jié)能管理、監(jiān)測方法和管理標(biāo)準(zhǔn)等約束條件，實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)的綠色、低碳發(fā)展，顯得極其重要。

平臺建設(shè)理念與框架

1.建設(shè)理念

采用GIS+BIM+云大物移智的現(xiàn)代化數(shù)字技術(shù)，基于“全壽命周期”的綠色節(jié)能管理，按照平臺化的思維，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、監(jiān)管和管理等要素，搭建建筑節(jié)能平臺，對規(guī)劃、設(shè)計、施工、運(yùn)維階段進(jìn)行全過程控制和管理監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)省際的建筑能耗的大幅度降低。

2.建設(shè)框架

本著從綠色建造“全壽命周期”的理念，分為設(shè)計審核、綠色施工、運(yùn)行管理三階段、并按照“管、用、控”一體化的思路。搭建區(qū)域建筑節(jié)能審核、區(qū)域綠色施工監(jiān)管平臺和區(qū)域公共建筑節(jié)能監(jiān)管平臺三大子平臺。

3.技術(shù)架構(gòu)

綠色節(jié)能建筑平臺通過搭建GIS+BIM+云大物移智的數(shù)字化平臺，采用三網(wǎng)融合的數(shù)據(jù)傳輸解決方案，通過搭建物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對設(shè)計預(yù)審、綠色施工、管理階段等“全壽命周期”的全面的感知、剖析，虛實(shí)融會。采取大型屏、PC、PAD等其它應(yīng)用設(shè)備等進(jìn)行功能交互，實(shí)現(xiàn)多參與方的極致體驗(yàn)。整體架構(gòu)可以概述為“1133+2N的技術(shù)架構(gòu)”。

一個平臺：“一平臺”由可視化模型中心、云計算中心、監(jiān)管中心和能耗監(jiān)測中心，作為綠色節(jié)能建筑的“智慧大腦”。BIM模型中心讓各種過程數(shù)據(jù)和運(yùn)行管理情況更加的直觀和形象，云計算中心提供接口，可以讓設(shè)備和傳感的接入變得更簡略、讓業(yè)務(wù)間的數(shù)據(jù)共享變得更便利，讓現(xiàn)場圖片、影像分析變得更精準(zhǔn)；在線監(jiān)測和監(jiān)管平臺讓管理更高效，對現(xiàn)場的監(jiān)測更敏捷。

一大數(shù)據(jù)中心：建立統(tǒng)一的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與動態(tài)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中心。主要包括：統(tǒng)一的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。如：建筑所在地塊的地理信息、環(huán)境信息、設(shè)計信息、建筑BIM模型信息等；動態(tài)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。重點(diǎn)建筑工程的施工數(shù)據(jù)、重大建筑物的能耗數(shù)據(jù)。靜態(tài)和數(shù)據(jù)動態(tài)讓對建筑節(jié)能的管理更加有保障。

“三階段”：即咨詢審核階段、綠色施工階段和管理階段的功能模塊。對建筑的“全壽命周期”進(jìn)行三階段細(xì)分，每個階段設(shè)計不同的功能組合。以“應(yīng)用商店”的形式，省市級管理者、大型建筑的使用者、物業(yè)管理者、施工方都可根據(jù)自己的需求在平臺下載自己的“功能套件”。

“三網(wǎng)融合”：通過搭建電信網(wǎng)絡(luò)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及廣播電視網(wǎng)絡(luò)相互融合的解決方案。逐漸形成一個統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，覆蓋全省的重點(diǎn)施工項(xiàng)目和重點(diǎn)大型建筑，讓各參與方提供綜合的模型、數(shù)據(jù)、語音、數(shù)字、圖像等形成信息傳輸。

“N類采集端”:采用探測器、傳感器、紅外感應(yīng)、監(jiān)控設(shè)備等采集設(shè)施，實(shí)現(xiàn)對建設(shè)設(shè)計數(shù)據(jù)、綠色施工的動態(tài)場景和大型公共建筑的設(shè)施數(shù)據(jù)等實(shí)時監(jiān)控、采集和控制。

“N類應(yīng)用端”：綠色建筑節(jié)能平臺可以和大型屏、PC、PAD等其它應(yīng)用設(shè)備等多種設(shè)備，根據(jù)不同的客戶需求選擇不同的用戶界面，如：省市級別的管理者可通過中央管理大屏在線監(jiān)測各地的綠色施工和建筑綠色運(yùn)行狀況；物業(yè)管理人員可通過能耗管理界面，對建筑的能源進(jìn)行管理；每個建筑的使用者也可以下載APP實(shí)時觀測所在建筑的能耗、環(huán)境等數(shù)據(jù)。

平臺業(yè)務(wù)應(yīng)用

1.區(qū)域建筑節(jié)能審核平臺

節(jié)能數(shù)字模擬。打造節(jié)能模擬數(shù)字平臺，平臺以“應(yīng)用商店”模式，內(nèi)置建筑通風(fēng)、采光分析、節(jié)能設(shè)計、能耗計算、日照分析、暖通負(fù)荷等各種云+端產(chǎn)品。主要用于建筑設(shè)計單位、規(guī)劃設(shè)計單位、建筑科研院所作為設(shè)計與分析研究工具。

節(jié)能咨詢管家。管理節(jié)能與技術(shù)節(jié)能、結(jié)構(gòu)節(jié)能并稱為節(jié)能的三種主要手段。因此節(jié)能管理工作對于用能單位能效水平的提升至關(guān)重要。有效的節(jié)能管理組織工作，可以非常系統(tǒng)有效地管理和協(xié)調(diào)，以最高效的方式達(dá)到提升能效、降低成本的目的。“節(jié)能大管家”并不同于能源管理中心或者節(jié)能監(jiān)測平臺，它是一套完整的節(jié)能管理工作自動化系統(tǒng)，分為節(jié)能方案管理、節(jié)能計量、節(jié)能采購、節(jié)能法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)查詢、專家咨詢與提升和節(jié)能管理機(jī)制等部分。

節(jié)能數(shù)字審核。基于GIS+BIM的技術(shù)，對重大建筑在準(zhǔn)備前就建立節(jié)能建筑審核庫，把重要建筑的地塊環(huán)境、建筑設(shè)計模型、環(huán)境條件、節(jié)能與能源利用設(shè)計、節(jié)水與水資源利用、綠色施工設(shè)計等進(jìn)行審核，進(jìn)行實(shí)施的綜合評估。

綠色建材動態(tài)監(jiān)測。鑒于建筑材料等質(zhì)量難于衡量，但對建筑工程質(zhì)量又極其重要，不可能在一個采購過程就能評價。應(yīng)該建立材料供應(yīng)商評價平臺，從“使用工程”中的全生命周期角度，建筑工程中的相關(guān)者都對某種材料進(jìn)行星級評價。在一定階段分?jǐn)?shù)過低的供應(yīng)商，建立黑名單制度和淘汰機(jī)制。

2.區(qū)域綠色施工監(jiān)管平臺

區(qū)域綠色施工管理艙。建立區(qū)域的綠色施工全景視圖，基于GIS+BIM等技術(shù)，政府和行業(yè)管理者能夠全覽全省或重點(diǎn)城市的項(xiàng)目分布情況。且根據(jù)“點(diǎn)擊”重點(diǎn)項(xiàng)目，進(jìn)行對項(xiàng)目的綠色施工動態(tài)、環(huán)境及用水、用電等情況。同時，管理艙置入BI智能分析等功能，可以自動輸出各種綠色施工的區(qū)域分布、動態(tài)化等報表。

綠色施工在線監(jiān)測評價系統(tǒng)。是指圍繞綠色施工“四節(jié)一環(huán)保”核心評價體系，通過在施工現(xiàn)場安裝智能儀表并借助通訊設(shè)備和計算機(jī)軟件技術(shù)，隨時隨地以數(shù)字化的方式對綠色施工諸如能耗、水耗、施工噪音、施工揚(yáng)塵、大型施工設(shè)備安全運(yùn)行狀況等各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析匯總，然后根據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，對該施工過程的綠色度進(jìn)行評價的系統(tǒng)，目標(biāo)在于用得到的數(shù)據(jù)評價綠色施工的程度，再根據(jù)評價結(jié)果對綠色施工方案和綠色施工技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)、優(yōu)化，降低對周圍環(huán)境的影響。

基于物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。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(huán)境監(jiān)控同樣也是政府部門比較關(guān)心的部分，它是體現(xiàn)政府監(jiān)管單位和相關(guān)企業(yè)的社會責(zé)任的具體表現(xiàn)。對于施工現(xiàn)場的環(huán)境問題，傳統(tǒng)方式下的管理始終顯得“力不從心”，只能依靠人為反復(fù)的檢查、監(jiān)督，才能取得一些初步的成效，而隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，這一狀況目前在項(xiàng)目層面有望得到改觀。主要原因就是一批互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)開始研發(fā)智慧工地管理系統(tǒng)，與前端終端設(shè)備的傳感器相連，可以直接監(jiān)測到現(xiàn)場的粉塵、噪音、污水排放等情況，出現(xiàn)超標(biāo)自動預(yù)警，提醒施工方采取控制措施，有效解決環(huán)境影響的問題。

基于物聯(lián)網(wǎng)的節(jié)水管理。基于物聯(lián)網(wǎng)的水控系統(tǒng)目前可分為兩類：“一卡通”式的水控系統(tǒng)和基于傳感器數(shù)據(jù)聯(lián)動控制的水控系統(tǒng)。前者是指對施工現(xiàn)場工人淋浴房、開水房、洗衣房等公共用水場所統(tǒng)一安裝一體化水控器，通常采用“先買水、后用水”模式，以經(jīng)濟(jì)的手段達(dá)到控制用水、節(jié)約用水的目的。后者一般用在項(xiàng)目生產(chǎn)環(huán)節(jié)，比如施工現(xiàn)場的噴淋降塵、混凝土的定時養(yǎng)護(hù)等，實(shí)現(xiàn)粉塵監(jiān)測傳感數(shù)據(jù)、溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)與用水控制閥門之間的聯(lián)動，實(shí)現(xiàn)全自動的用水管理。

基于GIS和物聯(lián)網(wǎng)的建筑垃圾管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要是基于GIS（地理信息系統(tǒng)）、MAN（城域網(wǎng)）和物聯(lián)網(wǎng)等信息化技術(shù)，建立高度集成的建筑垃圾中央控制系統(tǒng)，對項(xiàng)目建筑垃圾的出場申報、分類識別、自動計量、動態(tài)跟蹤、結(jié)算、數(shù)據(jù)統(tǒng)計查詢等進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，規(guī)范施工現(xiàn)場建筑垃圾處理，力爭做到建筑垃圾減量化、資源化、無害化，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，促進(jìn)綠色施工。

3.區(qū)域公共建筑節(jié)能監(jiān)管平臺

搭建區(qū)域公共建筑節(jié)能建筑平臺，對公共機(jī)構(gòu)、醫(yī)院、校園、大型商場和工業(yè)建筑等重要建筑進(jìn)行能耗運(yùn)行監(jiān)測與管控。區(qū)域平臺的功能定位，綜合考慮數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析需求和數(shù)據(jù)上報效率之間的平衡關(guān)系，初步確立區(qū)域平臺的數(shù)據(jù)內(nèi)容為各下級平臺上傳的建筑基礎(chǔ)信息、建筑逐時分類能耗數(shù)據(jù)和第一級分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)，以及由此匯總得到的各層級分類分項(xiàng)能耗匯總值和平均值。平臺包括：全域/市縣數(shù)據(jù)匯總、數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)處理、上報情況、重點(diǎn)建筑、高級分析、大屏幕展示和系統(tǒng)管理等子系統(tǒng)。