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智能化建筑工程管理系统的应用与发展趋势

来源:国家规划重点课题数据中心 发布时间:2025-01-17 浏览次数:

一、研究背景与意义

随着建筑业的持续革新以及可持续发展理念的深入人心,智能建筑领域正迎来前所未有的发展机遇,绿色、智慧城市建设项目也愈发受到社会各界的广泛关注与重视,建筑智能化产业由此呈现出蓬勃繁荣的发展态势。智能化建筑工程管理系统作为这一领域的关键支撑,巧妙融合了先进的信息技术、自动化技术以及人工智能等前沿科技,实现了施工过程的全面自动化、智能化与绿色化。它不仅能够显著提升施工效率、质量和安全性,还能有效减少人力成本与人为错误,优化资源利用,为建筑行业的现代化发展注入强劲动力,引领建筑行业迈向更加高效、智能、绿色的未来。

二、建筑智能化系统概述

(一)系统分类

建筑智能化系统主要分为通讯自动化系统(CA)、安保自动化系统(SA)、楼宇自动化系统(BA)、办公自动化系统(OA)。各系统负责不同管理内容,科学布局、统筹规划并围绕功能需求科学配置,才能充分发挥优势。与智能化工程项目结合可分解为多个具体子系统结构,包括通信网络系统、信息网络系统、建筑设备监控系统、安全防范系统和综合布线系统。

(二)各子系统功能

1. 通信网络系统:负责智能建筑运行应用阶段的通信网络内容,如电视会议系统、智能家庭网络等,需流畅的通信网络结构支持。

2. 信息网络系统:主要负责监控整体应用的软件、计算机网络等,为信息数据安全应用营造良好环境。

3. 建筑设备监控系统:集中监视、控制和管理建筑工程项目中的电气设备,实时掌握运行状态,采集数据信息以便提出优化方案,又称“智能楼宇系统”。

4. 安全防范系统:侧重于建筑工程项目安全方面的监督管控,通过摄像头、智能门禁等实现24h全天候监控,预防各类犯罪事故。

5. 综合布线系统:负责建筑工程内、外传输网络布置内容,为工程项目内、外部联系、传输搭建高效、流畅通道,确保信息共享、交互有效开展。

三、智能化建筑管理系统的应用挑战

(一)系统定位与功能选择问题

部分建筑追求高档、智能,忽视房屋基本功能,应根据建筑档次正确定位智能化系统,设计多种层次产品满足需求。部分建筑设计未考虑系统完成后的实用性,忽略整体规划阶段物业管理人员数量和使用成本等问题,导致性价比不高。方案设计时可能偏重硬件投资,简单拼凑高科技设施,忽视合理性,未充分考虑软件建设,造成智能设施利用率低。

(二)后期管理重视不足问题

后期物业管理和智能系统综合管理等方面未被充分重视,如管理人员智能设备知识储备不全可能造成系统故障。部分智能建筑从规划、设计、施工到投入使用整个过程缺乏对系统整体的考虑,招标时开始部分设计,建造时修改,造成返工和浪费。

(三)设计人员专业素养问题

部分设计人员未进行智能设备和智能系统建设培训,对智能系统设备、管道等所占用的安装空间考虑不周,未从建设项目实际出发,分清必要功能和辅助功能,使智能建筑功能缺失,影响人们日常生活,造成资金、材料浪费。智能建筑管理系统建设重点应落在系统集成上,便捷有效的系统便于运行管理,可降低楼宇监管压力,节约能源。

四、智能化建筑管理系统的发展趋势

(一)基于BIM和SUA的空间管理用户

SUA指通过对建筑室内空间使用情况进行分析,实现对于建筑空间利用率的预测。在Kim等人提出的SpaceUseTypeDifferentiatorsSUTDs(划分空间使用类型)方法基础上进行改进,将房间位置、室内空间大小等因素添加到用户需求中,把用户空间需求分为SUTD1、SUTD2、SUTD3三部分。其中SUTD1为用户活动,SUTD2为用户属性,SUTD3为用户空间选择方式。根据实际情况,将用户活动划分为常规活动与非常规活动,常规活动指用户在单人办公室的日常办公活动,非常规活动指多人共用办公室中的大型会议、多人协作的办公活动等。根据用户职位将用户属性分为常规用户与重要用户,但常规用户、重要用户与常规活动、非常规活动之间无绝对关联性。将用户空间选择方式划分为最低空间需求分配与个人偏好智能分配两种方式,最低空间需求分配指一个用户有且只有一个办公空间,通常适用于常规用户;个人偏好分配指用户在所有房间中根据需求自主选择合适房间,或系统根据用户喜好、职位、用途进行分配。

(二)智能化施工技术在建筑施工中的应用与发展

1. 无人机监测与测绘:在建筑工程监督和测绘领域应用广泛,配备精确传感器和激光雷达系统,能迅速精确收集大面积地理信息,构建精细数字地形模型。施工期间实时监控工地,提供全面视频图像和数据,利于管理者及时识别潜在问题并采取对策。执行质量检验任务时优势明显,可减少人工检查安全隐患和经济成本。

2. 建筑信息模型BIM技术:以数字化为核心的建筑规划、实施和维护策略,项目参与者可在立体数字蓝图中共同掌握全面工程详情,促进设计、建造、运维等阶段无缝协作,提升工程精确度、质量和执行速度。施工时能产生准确建设性图纸,防止二维图纸导致的沟通混淆和工程失误,在施工规划制定、进度监管以及成本估算中发挥重要作用,还能与无人机技术、虚拟现实VR和增强现实AR等先进技术无缝对接,提升建筑施工智慧化程度。

3. 机器人与自动化施工:机器人技术用于执行高风险或难以触及任务,增强工作安全、提升效率,如砌砖机器人、混凝土喷射机器人和焊接机器人等能执行精密建造任务,减小人为错误、减轻人力负担。自动化建造技术包括运用高端设备和系统的施工策略,如3D打印技术和预制构件生产等,3D打印技术在建筑组件快速制造中发挥关键作用,促进个性化、高效且环保的建设过程。

(三)技术整合与跨界融合趋势

在智能建造技术演进中,技术集成与跨领域结合日益重要,体现在不同智能技术间深度交织与协同应用。如整合BIM技术与虚拟现实构建建筑模型数字孪生并进行仿真操作,使施工单位能在施工前预见并规避潜在问题和危险;物联网技术与机器人技术融合,催生智能机器人在施工和监控中的应用,提升工程效率和品质。技术集成与跨领域结合可催生建筑行业协同进步,实现行业间信息互通与协作,如施工单位携手智能设备制造商共同发展。

五、研究方法与计划

(一)研究方法

1. 文献研究法:查阅国内外相关文献资料,了解智能化建筑工程管理系统的发展现状、应用情况和研究成果,为课题研究提供理论支持。

2. 案例分析法:选取具有代表性的智能化建筑工程项目进行案例分析,总结其管理系统的应用经验和发展趋势,为课题研究提供实践依据。

3. 实地调研法:对部分正在建设或已建成的智能化建筑工程项目进行实地调研,了解管理系统的实际应用情况和存在的问题,为课题研究提供第一手资料。

(二)研究计划

1. 第一阶段(第1—2个月):确定研究课题,查阅相关文献资料,撰写开题报告。

2. 第二阶段(第3—6个月):开展文献研究和案例分析,深入了解智能化建筑工程管理系统的发展现状、应用情况和研究成果,总结典型案例经验。

3. 第三阶段(第7—9个月):进行实地调研,收集第一手资料,分析管理系统的实际应用情况和存在的问题。

4. 第四阶段(第10个月):对研究结果进行总结和分析,撰写课题研究报告,提出智能化建筑工程管理系统的应用策略和发展建议。

六、预期成果

通过本课题的研究,预期取得以下成果:

1. 完成一篇课题研究报告,全面阐述智能化建筑工程管理系统的应用与发展趋势。

2. 提出智能化建筑工程管理系统的应用策略和发展建议,为建筑行业的智能化发展提供参考和指导。

七、结论

经过对相关文献的研读以及实际案例的分析,本课题明确了智能化建筑工程管理系统研究的重要价值。在建筑行业快速发展的当下,传统管理模式已难以满足复杂工程的需求,智能化管理系统凭借其高效、精准、实时等优势,成为提升工程管理水平的关键手段。

目前该系统虽已得到一定应用,但在功能完整性、系统兼容性以及数据安全等方面仍有提升空间。本课题将深入探究其应用现状,剖析存在的问题,并预测未来发展趋势。旨在为智能化建筑工程管理系统的优化升级提供理论依据,推动建筑行业向智能化、信息化方向迈进,提高工程建设的整体效益与质量。