智慧建筑能源管理篇1

【关键词】精益建造理论；BIM技术；建筑工程；项目管理

1引言

广义上的精益建造是指将精益思想用于建筑工程设计施工与管理工作中，从而在保障施工质量的基础上实现成本最小化。本文探究的是狭义上的精益建造理论，结合建筑工程项目成本管理与质量管理体系，应用智慧化管理模式和先进的精益建造技术对施工项目展开精益建造，避免施工中不必要浪费，降低成本，提高质量。

2精益建造理论概述

2.1精益建造的基本原则

精益建造理论应用时应遵循以下基本原则：1）确定价值按照客户需求确定价值，联系客户与生产商切实利益，从客户角度出发发掘其需要的价值，进而确定产品组成与价值流程。2）识别价值流这是原材料转为产品并赋予产品价值的过程，其中包含了客户沟通、原材料采购、产品设计加工与后期服务等内容。3）工作流精益建造理论下要让创造价值的步骤流动起来，通过减少各施工环节的浪费，提高管理水平，应用JIT模式避免价值流阻断[1]。

2.2精益建造理论的体系结构

精益建造理论的落实包含三方面内容：①基础理论，即TFV理论。该理论内包含转化模型理论、流动模式理论、价值生成理论，将施工物流与信息流相融合达到节约成本的效果，综合资金、技术、材料等资源，将建筑施工转化为建筑产品，寻找可以让产品增值的部分，去掉无法增值的部分，减少浪费。②应用理论，其中包含客户需求管理、标准化管理、设计水平管理、过程绩效管理。③精益建造技术，包含末位计划系统、5S现场管理以及并行工程、质量管理等内容。

3精益建造理论用于建筑工程项目管理的必要性

分析建筑工程项目管理中，精益建造理论应用的必要性，具体如下：①满足消费者的个性化需求，在精益建造理论的指导下实现施工与项目设计的高效结合，应用先进的网络信息技术解决规模化施工与个性化问题，实现对项目的智慧化管理。②协调施工成本、工期与质量，应用精益管理方式与材料供应商加强合作，达到效益最优化，降低成本，保障质量。③避免不必要的浪费。按照精益建造理论中的流动模式理论，将增至活动予以管理，去除没有贡献的非增值活动，采用精细化管理技术与智慧化管理方式避免材料在采购与运输环节中的浪费。④保障建筑产品质量。将建筑产品质量作为建筑管理的出发点，依靠精益建造理论和自身优势，结合用户需求，逐层分解责任，将责任落实到个人，保障建筑质量，利用质量赢得行业市场[2]。

4精益建造理论的建筑工程项目管理研究

4.1精益建造技术应用

以往的项目管理方式已经无法满足现代化建筑行业施工需求，精益化技术的应用技术将精益建造理论用于建筑领域内，在减少浪费的同时提高客户满意度，实现对项目的智慧化管理。对此，精益建造技术的应用具体如下。1）5S现场管理企业需要将这一管理方法提高到战略发展地位，明确管理细则，编制管理手册，从经济成本和质量管理方面入手，推行5S管理方法的应用，选定样板区后应用精益建造技术。2）准时化施工和拉动式物料供应将产品用户需求作为准时化施工的起点，重视材料运输和各工序的间隔，保障材料库存为零，避免不必要的浪费。利用看板传递信息，将图纸与计划展示在实际施工中。某建筑工程施工项目在第三季度实施了JIT采购计划，以入库板材库存变化情况为例，如表1所示，得知该精益建造技术的应用有效减少了库存占地与采购资金，为工程节约了采购成本。看板管理是建筑工程准时化施工的核心，看板可传递上下工序信息，帮助人们做好准备，避免浪费，防止过量施工，管理者利用“目视化”工序了解施工作业的最新进展[3]。3）末位计划系统这是按照建筑工程项目末端执行人员根据实际进展，对设计方案的反馈，管理者按照现场情况总结计划，为项目管理形成环形控制系统，避免施工现场和计划之间出现矛盾，提高施工效率，保障工程质量。某建筑施工项目依靠精益建造理论，利用云平台和AI技术全方位打造了智慧工地。项目部内智慧工地管理系统井然有序的运行，实现了项目设备管理，依靠物联网平台集成传感器检测运行和超载技术，结合塔吊智慧巡检系统和可视化监测系统，对设备实际运行状况展开实时监控。预制构件三维模型可视化拼装、无人机全景成像可展示整个施工项目的全貌。二维码工艺卡对施工工序进行测量，避免传统人工测量产生的误差。4）精益建造理论下的拆解模式凭借着企业多年的施工建设经验，将建筑物各部件拆分，结合时间空间与资源利用情况，深化施工设计与信息化技术使用，有序的展开建筑组装生产。应用BIM和WBS工具将房屋部件拆解，依据精益建造理论和相关技术，优化墙面三维模型，墙体上不仅有开关插座面板，也有管线敷设。凭借精益建造拉动式管理实现，使建造过程呈现出结构化特点，对生产、质量、成本、安全等模块逐一管理。5）BIM技术应用，推动数字建筑发展应用BIM技术与大数据技术、云计算技术、人工智能技术结合，应用精益建造理论方法实现建筑项目全过程管理。可视化结构的建筑项目管理需要用到专业的BIM数字软件，软件中包含原材料的管控和节点质量验收标准，任何一个流程都在数字管控体系内有所体现。数字建筑中，管道长度、内径与外径等数据可直接读取，管线立体设计一目了然，施工时不会再出现管线交叉和管线碰撞的情况。管理方面，数字建筑立足于智能交互与逻辑关系，以虚控实，提高了资源配置与工作透明度，帮助建筑施工企业强化事前控制，提高风险控制水平。大数据体系为建筑项目管理提供了信息共享平台，建筑建设后通过智能化系统可自动清洁空气、控制PM2.5，使建筑成为绿色建筑。

4.2建筑工程项目成本管理

建筑工程项目成本具体指完成项目施工消耗的人力资源、设备与材料资源产生的费用总和。设备成本包含施工中工具的损耗与机械折损、租赁费用；材料成本包含材料消耗、采购、运输费用；人工费用包含施工人员、管理人员与设计人员的工资与奖金。建筑工程项目成本管理有着综合性和一次性特点，项目从设计到竣工经历时间漫长，项目返工成本巨大。为保证项目盈利，成本管理必须将所有问题预料到，将材料、技术、信息等影响因素综合，让项目成本管理不再是单一的财务问题，而是需要各部门配合，从精益建造理论角度展开项目成本管理。对于精益建造理论的实际应用，可体现在以下几方面。1）材料采购JIT模式建筑工程施工中材料成本占总成本70％以上，合理控制材料成本意义重大。项目施工需要应用多种材料，JIT模式的应用可将合适数量与质量的物品，在相应的时间供应到相应地点，这种采购模式更加灵活，供应商可在线得到采购计划，对客户需求加以了解，为项目施工提供适宜的材料。图1代表的是JIT模式的基本原理，要求施工单位选择合适的供应商，通过制定详细的进度计划，应用JIT模式进行材料采购，实现对项目智慧化管理。采购方与供应商签订合同，供应商可以及时的将采购方所需的材料送到施工现场，JIT采购模式提高了材料供应对需求的响应速度，也消除了浪费现象，降低了材料的库存。该采购模式的应用需要依靠企业资源规划，ERP以管理会计为核心，其系统可识别企业资源，实现资源的有效整合，对成本、库存、采购、财务等资源规划。ERP是精益建造在材料物流供应上的延伸，可保证材料及时供应。2）5S施工现场管理为避免施工现场的资源浪费现象，可将5S管理宗旨落实，实现建设成本的优化。改善现场施工环境，成立项目推进小组，明确负责人职责，做好活动整体规划，制定奖惩制度，对各部门展开监督考核，建立奖励激励制度，将5S考核结果与个人工作相联系。5S理论的落实应体现在以下几方面：①整理，结合实际情况判断物品去留，做好工具摆放，及时整理库房；②整顿，对如何方便存取物品加以考虑，实现物品摆放的规范化；③清扫，定期清扫，使库房内没有垃圾；④清洁，注重清洁的结果，根除脏乱源头，保障材料质量，为原材料的存放创造无污染的环境；⑤素养，提高人员素养，使其遵守规章制度，保持良好的工作习惯。应用5S管理系统后，可提高库存周转率15%～50％，材料实现定置管理，减少了不必要的库存浪费；设备故障率降低了10%～50％，缩短了5%～30％的作业周期，降低了10%～40％的生产成本，培养员工产生资源节约意识[4]。3）并行工程与价值工程应用精益建造方法就是运用并行工程，整合设计阶段与施工阶段，让设计与施工人员集合智慧，共同努力，缩短施工准备时间。根据精益建造价值工程需求，对价值流中的增值活动予以识别。应用数字工程系统，通过巡检系统、移动验房系统、统计分析系统展开日常检查与交付验房工作，以质量检查整改促进工程标准体系的完善。应用智建云工程管理APP（见图2），实现智慧化管理与精益建造理论的完美契合，打造施工现场智能化管理模式。如图所示，智建云可为建筑行业提供工程管理解决方案信息平台，从土方、基础与桩基础到业主交付、物业维保等工程质量管控场景，可形成完整的管控体系，实现对施工现场的成本管理，帮助企业控制潜在风险。

4.3建筑工程项目质量管理

分析精益建造理论在工程质量管理中的应用，具体体现如下。1）全面质量管理精益建造理论中的全面质量管理要求从建筑过程展开管理，保障建筑产品质量。项目从设计阶段开始，每一道工序都要经过质量检验，要求相关人员提高质量控制意识，及时发现问题，及时改进问题，确保项目各环节管理质量，确保不会有不合格建筑产品出现。要做到全面质量管理，应培养人员在质量检测上保持自觉性，对自己负责的内容自觉检测，根据质量评定要求主动记录检测结果，强化自我约束。在精益建造理论基础上确立“3N”实现，在建设初期消除质量问题。2）标准化作业采用标准化作业管理模式有利于提升建筑工程项目质量管理水平，以规范化作业方法建立标准定额，按照施工工序建设标准样板工艺，界定时间标准细化工作时间，去除不必要的损失时间，为工程建立标准化工作程序。比如在地板安装工程中，考虑到地板搬运与安装准备工序、安装速度，可确定铺装1㎡地板需要的标准时间，随后根据房间总面积计算铺装整个房间所需的时间。材料标准化作业可保障材料质量合格，某项目在管理期间严格限用质量、性能不稳定的材料。此外，破坏耕地、污染环境、带有放射性、甲醛污染的材料也被限制使用。项目施工管理时，要求对所有龙头、五金件、洁具全部开箱检查；对墙地砖每批次开箱5％抽查，施工时注意材料的选用，如果墙地砖本身有色差或其他缺陷，应由供应商负责处理；对可视对讲装置每批次开箱10％抽查，加强对装置外观质量的验收，出现质量问题由设备厂家负责。3）将精益建造与智慧工地理念相融合，可推动装配式技术的发展设计图纸拿到后，工程项目部立即整合行业需求，形成具体要求提交给PC厂家，厂家根据构建模具情况作出调整。从构件生产开始，选用高效施工机具和优质化辅助材料，通过制定合理的吊装方案，对构件生产验收、吊装、灌浆等环节进行管控，保障施工质量。将智慧设施用于项目质量管理，应用综合信息系统、施工现场管理系统与协同办公管理平台，施工现场内使用环境检测仪、人脸识别门禁、塔吊吊钩可视化、塔吊防碰撞系统、卸料平台超载报警装置等智慧化安全措施，应用智能工地云平台对各数据基层，落实精益建造理论，保障项目施工质量[5]。

5结语

总而言之，从精益建造理论入手，将该理论用于建筑工程项目管理中，从建筑设计施工到项目交付的全过程进行管控，使精益建造为企业带来可观的经济效益和社会效益，推动绿色建筑产业的发展。通过对精益建造技术的应用分析，探究精益建造理论在建筑工程项目成本管理与质量管理中的应用，从而有效解决成本，保障质量，实现对施工现场的精益化管理和智慧化管理。

参考文献

[1]涂文通.基于精益建造理论的建筑工程机械化施工管理模式研究[J].中国建筑装饰装修，2019(9):116.

[2]李悦.装配式建筑项目精益建造管理水平评价研究[D].西安：西安科技大学，2019.

[3]陈琪.精益建造理论在R综合管廊建筑工程项目的应用研究[D].上海：东华大学，2018.

[4]郑旭辉.基于BIM的精益建造管理模式研究[D].徐州：中国矿业大学，2017.

智慧建筑能源管理篇2

1.创造更宜人的环境

智慧楼宇从楼宇内人们的安全性、便捷性及舒适性三个方面层层递进地满足广大消费者的需求。首先，智慧楼宇的火警消防系统与安全防范系统能第一时间保护人、财、物的高度安全以及具有对灾害和突发事件的快速反应能力。其次，智慧楼宇管理系统中的通信及办公自动化模块也可通过快速的电话、网络等系统，为人们提供一个高效快捷的工作、学习及生活环境。与此同时，高度智慧的建筑设备控制与能源自动化系统，能通过调节环境中的温度、湿度、光照等因素，最大程度的提高人们的舒适性。最终，智慧楼宇智慧的识别人们的需求，最终将楼宇创造出最宜人的环境。

2.绿色节能

如上文所述,智慧楼宇区别智能楼宇的最主要特性就是多加了一个能源自动化系统，其主要目的就是让智能楼宇变成绿色楼宇”，即智慧楼宇。由此可见，智慧楼宇的一大特性就是——绿色节能。传统的智能楼宇都是按照固定的参数来对设备进行匹配控制，而智慧楼宇会有更多的输入方式来获取动态数据，从而动态的控制设备，以达到绿色节能。比如：传统的智能楼宇控制空调只能按照既定的温度设定，而智慧楼宇会从室内外温度、室内人员活动情况，以及上下班时间等多种参数综合分析后再设定空调温度。

3.楼宇管理的成本最小化

根据美国绿建筑协会统计，一座大厦的生命周期为60年，启用后60年内的人力维护及营运费用约为建造成本的3倍。同样在日本，大厦的管理费，水电费，煤气费，机械设备及升降梯的人工维护费，占整个大厦营运费用支出的60%左右，且其费用还将以每年4%的速度增加。然而依赖高度集中的智慧楼宇管理系统，不仅能实现机电设备的管理维护成本的降低，还能简化维护程序，使人员配备更加合理，从而进一步降低人工成本。

4.智慧楼宇具有高度的集成性

智慧楼宇与传统建筑从技术角度来分析，其最大的区别就是将建筑中分散的设备和系统，通过计算机网络高度集成为一套统一协调的系统，从而最终使传统的智能物业更加安全、舒适、便利及节能，成为真正意义的智慧楼宇，以此达到各类资源信息以及智慧任务的重组与共享。

二、智慧楼宇物业管理特性分析

基于上一节中分析的特殊性，要做好智慧楼宇的物业管理也必须刘雅婧余凡苏州工业园区服务外包职业学院有其对应的工作重点。经笔者的研究，管理好智慧楼宇的物业管理应具有以下特性：

1.管理的高度适应性及灵活性

目前，智慧楼宇的发展已然成为了我国建筑经济市场中新的增长点，据不完全统计，我国从事智能化的企业已经超过三千多家了。物业管理行业看到此契机后已纷纷与智慧楼宇管理相结合。在行业匹配中最重要的技术手段就是已有建筑的节能改造。有报告显示，2010年建筑节能改造带来智慧楼宇系统集成200亿元的市场需求。我们预计2011年-2013年国家对既有建筑节能改造的实施将增加智慧楼宇系统集成市场需求分别为300亿元、350亿元和420亿元，相对于2010年，年复合增速达28.06%。同时，智慧楼宇行业如此迅猛的发展也急切需要配套的物业管理，由此可见，要让现今的物业管理能迅速跟上智慧楼宇发展的步伐，就必然要求物业管理具有高度的灵活性和适应性。

2.智慧楼宇物业管理目标——强调管理的能耗降低

据统计，在楼宇中所有浪费的能量中，约有75%左右的能量用于设备运行时自身无用功的消耗，这是物业管理行业所无法解决的问题。但是还有大约百分之十左右的能量是由于管理与监控的疏忽而浪费掉的，以及百分之十五的浪费是因为控制不力和设备运行失误所导致的，这25%的能源消耗是可以通过选择智慧物业管理而节省下来的。比如原始物业管理的夜班巡视中，只有依靠夜班巡查员手动的开启与关闭照明设备，夏日的办公场所也只有通过人工设置空调温度等，一旦疏忽，忘记关灯，或者一味追求凉爽而将空调温度设置过低，那么势将引起不必要的能源损耗。而智慧楼宇物业管理就可通过程序设置，让机器自动来完成一些节能操作。例如夜间巡视时，特定路段的照明系统会随着物业巡更系统的激活而打开，在下一路段的巡更激活时关闭。办公场所的空调会根据室内、外温度综合调节，既让室内人员感觉舒适，又营造出一段从室外到室内温度的过渡区，让业主不会由于温度突变而造成生理上的不适。另，系统还会在非工作时间自动检测区域内人员活动情况，智能判断是否关闭电器，从而达到节能减排的绿色理念，即智慧楼宇物业管理的目标达成。

3.智慧楼宇物业管理的核心——强调维护的预判性

智慧建筑能源管理篇3

关键词智慧城市；智慧建筑；BIM；RFID；云计算

中图分类号：F29文献标识码：A文章编号：1671-7597（2014）01-0052-02

智慧城市是通过综合运用现代科学技术、整合信息资源、统筹业务应用系统，加强城市规划、建设和管理的新模式。建筑作为城市的细胞，建筑的智慧化、智能化是智慧城市的重要组成部分。与智能建筑不同的是，智慧建筑是一个被有效管控的运营环境，该环境形成相关联的生态系统，涵盖能源管理、污物处理、服务支持等各个方面，并实现优化管理。智慧建筑通过与各个内部系统（如智能楼宇系统）协同运作，成为智慧城市的有机组成部分。

智慧建筑是一新一代电子信息技术的广泛应用基础上建立起来的一种创新环境下的建筑形态，集合了BIM技术、RFID技术、云计算等信息技术，实现了对建筑中所有事物的全面透彻的感知、智能融合的应用，让建筑环境更舒适、更智能，让人们对未来充满期待。

1建筑信息模型（BIM）

建筑信息模型（BuildingInformationModeling，BIM）自2002年引入建筑业，至今已有十余个年头，并在全球范围内得到重视与应用。BIM在我国企业的应用也在不断推广，近些年也启动了国家层面BIM相关政策与BIM标准的相关研究。

美国的BIM国家标准（NBIMS，NationalBuildingInformationModelingStandard）指出：BIM是创建与管理设施物理与功能特性的数字化表达的过程。BIM是关于设施的共享的知识资源，为设施全生命周期的决策制定提供可靠的信息支持，从最早期的概念阶段到最终的拆除阶段。

我国《建筑工程信息模型应用统一标准》（征求意见稿）将BIM定义为BuildingInformationModel，特指建筑信息模型，将BuildingInformationModeling定义为BIM应用。BIM是指全寿命期工程项目或其组成部分物理特征、功能特性及管理要素的共享数字化表达，而工程项目全寿命期可划分为策划与规划、勘察与设计、施工与监理、运行与维护、改造与拆除五个阶段。

BIM的理念即是从策划设计阶段，即将还未建成的建筑物电子化、信息化，直接形成建筑物及附属设施的三维模型，并将各类信息链接至模型中，如同制造业的“样机”，用于建设项目全过程管理，促进建筑物与设施的规划、设计、建设、监理和运维的信息全生命周期业务协同应用模式的发展。通过先进信息技术把整个建筑虚拟化、数字化，模型当中的信息不仅仅是可视化的几何信息，还包含大量的其他信息，如设备的采购信息、材料的耐火等级、构件的造价等，所有信息与构件或设备都是一一对应的，构成了一个建筑物的完整的、全面的、丰富的、相互关联的信息库。

目前的BIM技术与应用研究主要集中在策划与规划、勘察与设计、施工监理三大阶段，对于运行与维护阶段的BIM技术研究与应用研究还处于初级阶段。BIM被誉为建筑业革命性技术，不仅对于建筑业的生产方式、协作方式会有大的变革，对于建成后建筑的运维也有着巨大的价值。

如目前的智能建筑，各能源、照明、消防等系统都是相对独立的，无法联动，独立采集数据，独立管理，无法实现建筑物一个整体的智能思考。而且位置能力非常弱，建筑运营位置数据十分重要，什么地方水管爆了，什么地方发生了火情，需要在第一时间定位位置，及周边情况，目前的智能建筑根本无法实现。因此，目前的智能建筑还不够智能，这一点上，BIM能发挥较大坐。

2射频识别技术（RFID）

射频识别即RFID（RadioFrequencyIdentification）技术，又称无线射频识别，它属于通信技术范畴，即通过无线电的讯号来识别目标物并且可以读出或者写入相关数据，该技术突破识别系统需要与特定目标之间建立机械或光学接触的传统，已经发展成为物联网的核心技术构成。

所谓物联网（InternetofThings，IOT）通俗的讲就是物物相连的互联网，是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算、泛在网络的融合应用，被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。

IOT的主要技术是电子标签（RFID），是物体唯一的“身份证”，通过信息接收设备，采集物体的状态等信息，并将大量的信息与互联网联系起来，就构成了物与物相连的物联网。RFID是重要的信息采集工具，主要由三部组成：标签（Tag）、阅读器（Reader）和天线（Antenna）。

由耦合元件和芯片组成，标签是附着于物体上标识目标对象的唯一电子编码，如二维码、条形码等；利用固定式或手持式阅读器，通过天线传递射频信号，即可读取和写入标签的信息，形成对物体感知的过程，并将信息通过网络传输到信息处理中心，由处理中心完成物体通信的相关计算。

为了实现对建筑的有效管理，实现建筑的“智慧”思考，首先就需要了解建筑物内部所有设备、物体的相关的足够的信息。物联网就成为建筑的感知系统，每个设备、物体都可以有自己独特的ID，通过RIFD主动发射信息、或阅读器来读取相关信息，再上传至互联网上，通过足够的信息量来进行决策的支持。

3云计算（CloudComputing）技术

云计算（CloudComputing）是一种基于互联网的新型计算模式，借助这种模式，计算机或者其它设备可以根据需求共享信息或者软硬件资源。简单来说，云计算借助网络平台将大型程序拆解成无数多的子程序，再通过庞大的多部服务器组建搜素系统，将各子程序分析结果反馈给用户。通过无数子程序以及服务器，可以在很短时间内处理庞大的计算信息，拥有类似超级电脑一样的网络计算能力。

在未来几年，据估算物联网可能会有2100亿个RFID或者计算集群。如果未来的移动互联、物联网成为现实，我们的生活会被遍地的传感器和数据采集装置所拥抱，这时候数据量将成几何级增长。但是数据仅仅是数据，若要解决问题，就要从数据变成信息、变成智能、变成商业价值，只有这样这才能够体现出真正的大数据的价值。

在建筑物中，每个设备、物体可采集的信息量巨大。随着技术的进步，适应管理的需求，建筑物中可能被传感器、数据采集装置所包围，数据量会进一步加大。这些数据量仅是单纯的数据，还不能成为信息、智能甚至管理价值、商业价值，还需要进一步被加工处理。如此大的数据量，普通的计算方式根本无法满足需求。

通过云计算技术，可以将感知后的信息放在云端服务器上进行处理，管理人员随时随地可以使用任何网络设备及多种方式，例如浏览器、桌面应用程序或者是移动应用程序来进行访问云的服务，大大提升数据处理的速度。对于企业而言，可以更快地部署应用程序，降低管理复杂度及维护成本，同时IT资源可以迅速再分配以适应企业需求的变化。

4基于BIM、RFID和云计算技术的智慧建筑管理系统

利用BIM技术创新的建筑物的三维信息模型（BIM），不仅仅实现了建筑物的可视化、数字化，更可以记录工程实施过程中几乎所有的信息、数据，在运营维护阶段还可以不断增加相关设备、构件、物体的其他信息，如空调的参数、阀门的紧前阀门等。

BIM模型中，每个构件、物体都有唯一的编码，而这一编码即构成了该物体的唯一ID，可以自动生成二维码或条维码，使现实与虚拟实现一一对应。所有物体的相关信息可以通过感应器顺利上传至智慧建筑管理系统，该管理系统是基于云计算的方式，可以实现对建筑物的可视化操作和智能控制。

例如能源管理，通过安装具有传感功能的电表、水表、煤气表后，在管理系统中可以及时收集所有能源信息，并且通过开发的能源管理功能模块，对能源消耗情况进行自动统计分析，比如各区域的每日用电量，每周用电量等；并对异常能源使用情况进行警告或者标识。

例如设备管理，基于BIM的智慧建筑管理系统集成了设备的所有信息，可以进行对设备的搜索、查阅、定位等功能，通过点击模型中的设备，可以查阅设备的所有信息，包括静态的供应商、使用期限、设备参数、维保纪录等。同时系统可以集成所有设备的使用寿命和维保时间，到期可以自动提醒进行维修或更换等等。还可以查阅设备目前的运行参数，如空调的制冷制热情况，空调的温度等等，运行正常可以以绿色表示，红色表示故障。还能支持历史数据的查询，在系统中实现对设备的控制等。

参考文献

[1]刘云浩.物联网导论[M].北京：科学出版社，2010.

智慧建筑能源管理篇4

大型智慧园区已经成为多种能源消耗的重要区域，为了探索适用于大型智慧园区的综合能耗监测系统，建立了综合能耗监测系统整体框架，提出了综合能耗网络、能耗关系集合、能耗均衡度等概念，并以某大型智慧园区为例对综合能耗监测系统的采集网络进行详细设计，为大型智慧园区综合能耗评估分析提供一种新的模式。

【关键词】智慧园区系统框架多能源能耗监测采集网络

1前言

进入21世纪以来，我国整体经济发展迅速，然而经济的快速发展伴随着能源供应日趋紧张。经过十几年高能耗推动的发展时期，能源供需失衡日益严重的现实已严重制约着我国社会经济的可持续发展。2012年8月6日，国务院以国发〔2012〕40号印发《节能减排“十二五”规划》将“节能改造工程、合同能源管理工程”列为“十二五”节能减排重点工作，并提出“建筑节能――形成600万吨标准煤的节能能力。绿色照明――形成2100万吨标准煤的节能能力。”的节能目标。预计到2022年，我国城市生活人口将达到总人口数的56%以上，建筑能耗的大幅度增加将不可避免。目前，建筑耗能已与工业耗能、交通耗能并列，成为我国能源消耗的3大“耗能大户”，其中建筑能耗约占全社会能耗的三分之一。在建筑能耗中，共性问题是能耗总量大、增长速度快、能耗指标高、终端用能设备总体能效水平低等。大型智慧园区作为高能耗建筑的集中区域，亟需全面合理有效的综合能耗监测系统对其综合能耗情况进行全面掌握，这对支持我国社会健康可持续性发展具有重要意义。

2大型智慧园区中综合能耗监测系统应用

维持大型智慧园区正常运转需要电、水、冷热等多种能源消耗，各种能源消耗具有消耗范围广、消耗时间不规律、消耗量大等特点。其中，大型智慧园区中的用电消耗主要包括：中央空调、照明、电梯、给排水、电加热负载，变压器和其他混合负载等，用水消耗主要包括生活用水、空调用水、景观用水、绿化用水，用冷热消耗主要为建筑内部供冷和供热调节。大型智慧园区中的综合能耗监测系统以园区内各用能设备运行和能耗特征为基础条件，依据各类用能设备运行中所采集的反映其能源传输、变换与消耗的特征，采用能效协调控制策略实现能源最优化使用。系统将建筑内各用能系统的能耗信息予以采集、显示、分析、诊断，并在满足用户舒适度的前提下能对各系统进行控制和优化管理，有效加强建筑能耗统计分析和能效管理的系统性、科学性，提高终端能源利用效率，减少能源支出成本。

综合能耗监测系统针对园区内各建筑用电、用水及冷/热量等进行能效综合管理，包括建筑能耗综合管理系统和水电冷热表采集系统。水电冷热表采集系统实现对园区各建筑各类用能数据的实时采集与上传；建筑能耗综合管理系统接收水电冷热表采集系统上传的用能数据，实现对园区各建筑各类用能数据的存储、计算及应用，系统采用B/S架构，将分析展现的结果通过园区局域网进行访问。

3主要研究内容

3.1综合能耗监测系统框架

如图1所示，综合能耗监测系统框架包括功能应用层、逻辑处理层、数据存储层、数据采集层、数据源五层架构。其中，功能应用层包括能源监测、能效分析、能效诊断、辅助决策以及档案维护、系统管理等用户功能，通过多维度、可视化的系统功能界面实现与用户的信息互动；逻辑处理层通过建立能耗评估模型，并利用数据挖掘、统计计算、多维分析等手段对能耗数据进行分析，为功能应用层提供直接的数据支持；数据存储层利用主流结构化数据库对能耗数据进行分类存储，提高逻辑处理层的处理性能；数据采集层利用终端采集设备实现对智能电表、智能水表和智能冷热计量表等远传终端的数据源采集，为整个综合能耗监测系统提供基础数据支撑。

3.2相关定义

综合能耗监测系统数据具有多源性和层次性，为了更好的描述综合能耗监测系统的数据处理流程，本出以下相关定义：

能耗网络：能耗网络是以各种能源监测点为节点形成的网络关系，其表示形式G为：

G=

其中，C表示能耗网络中的能耗节点，V表示能耗值，Cijk表示第i种能耗中等级为j的第k个能耗节点，Vijk表示能耗节点Cijk的值。能耗网络能够很好的反应出实际中复杂的能耗节点关系，建立能耗网络对实现各种能耗的监测分析具有重要的作用。

能耗关系集合：能耗关系集合表示在能耗网络中有直接等级关系的节点集合，其表示形式为：

其中，表示节点Cijk的关系父集，表示节点Cijk的关系子集，为了保证数据的完整性，用表示节点Cijk的关系子集中未包含而Vijk中包含的能耗量。

能耗指数：能耗指数可以反应出能耗网络中一个节点的能耗量在该节点所在等级中所占的比例，若节点表示节点Cijk关系子集中的一个节点，则能耗指数P的计算式为：

表示节点Cijk关系子集中所有节点能耗值之和。

定义四能耗均衡度能耗均衡度反应出能耗网络中一个等级中的各个节点能耗是否均衡，其计算式E为：

其中，表示节点Cijk关系子集中各节点能耗指数的平均值。显然，能耗均衡度越小，说明节点Cijk关系子集中的各节点的能耗量越接近，反之亦然。

4监测网络设计

综合能耗监测系统需要海量且全面的数据支撑，因此监测网络的设计尤其重要。本小节以某大型智慧园区为例详细描述监测网络的设计原则及实现方式。

4.1监测网络设计原则

4.1.1主干线路优先

首先，监测网络的设计首先应满足主干线路优先的原则，智慧园区主干线路的监测数据往往直观的展示了园区整体的能耗情况，能够为从园区整体上进行能耗分析提供直接的数据支持。

4.1.2重点区域优先

其次，监测网络的设计应满足重点区域优先的原则，所谓重点区域直接影响智慧园区正常运行的区域，例如智慧园区变配电站的用电监测、供水站的用水监测等。

4.1.3经济性原则

根据实际情况，对于不重要且可以通过计算得到节点，可以尽量不安装或少安装表计，以便节省实施费用。需要汇总的数据如果可以通过分表计计算得到，就无需再安装总表计，例如：如果分表的数据可通过已经安装的总表和其他分表计算得到，也无需安装表计。

4.1.4节能潜力大优先

能耗监测的最终目的是进行节能，因此应着重选取高耗能、节能潜力较大的设备进行监测。高耗能设备一般是指耗能量大、在用数量多、节能潜力较大的中央空调、各种泵类以及锅炉、换热压力容器、电梯、起重机械等特种设备。

4.2监测网络架构设计

如图2所示。

5未来工作展望

本文结合目前大型智慧园区中多种能源消耗量大、结构复杂等特点，建立了综合能耗监测系统框架，并在能耗网络的基础上，提出了能耗关系集合、能耗指数、能耗均衡度等相关概念，提出了监测网络的设计原则并以某大型智慧园区为例详细阐述了监测网络的架构设计。未来的主要研究包括以实际数据为支撑，进行深入的、全面的实验，探索影响大型智慧园区能耗水平的主要因素，建立综合能耗评估机制，实现对大型智慧园区各种能耗水平进行全面客观的评估。

参考文献

[1]陈梅，张永坚，牛祺飞.公共建筑能耗监测系统研究[J].电子测量与仪器学报，2009，23（z1）：167-170.

[2]邱东.基于节能目标的钢铁企业能源集成管理系统的研究与实现[D].吉林大学，2009.

[3]董奥.基于能效监测平台的能源管理与优化[D].上海交通大学，2013.

[4]郭春雨，王良平，杨国民，等.大型公共建筑能耗监测系统软件平台框架探讨[J].智能建筑与城市信息，2010（05）：69-73.

[5]任立全，史大洋，聂玉安.大型公共建筑能耗监测系统设计[J].智能建筑与城市信息，2012（04）：76-80.

[6]林其浪.基于GIS的智能建筑能耗分析系统的研究[D].福州大学，2010.

作者单位

智慧建筑能源管理篇5

关键词：智慧园区；智慧城市；产业园区

中图分类号：F260文献标志码：A文章编号：1673-291X（2016）04-0113-02

引言

国家为了促进区域经济发展，在1984年开始设立经济开发区作为促进区域快速发展的主要形式，其后相继设立了高新技术园区、出口加工区、保税区等，由此全国各地出现了大批由民营和政府合办的产业园区。随着智慧城市建设的不断推进，各地积极建设智慧城市，吸取对方经验，产业园区作为产业集聚、产业转型发展的平台，成为建设智慧城市的核心工作之一。因此，研究我国智慧园区概念、发展要素是十分必要的，对我国建设智慧城市有积极引导作用。

一、智慧园区的概念

“智慧园区”是在智慧城市背景下提出的，智慧园区的建立是智慧城市建设的先行者，智慧园区的发展有其历史过程，也有其发展方向，更具有现实意义。国内学者对智慧园区的概念主要有以下观点。百度百科上对智慧园区的定义为：一般由政府规划建设，供水、供电、道路、仓储及其他配套设施齐全、布局合理且能够满足从事某种特定行业生产和科学实验需要的标准性建筑物或建筑群体，主要包括工业园区、产业园区、物流园区、科技园等。张擎[1]、张凯书[2]都认为，智慧园区是借助新一代云计算、物联网等信息技术，通过监测、分析、整合及智慧响应的方式，改变政府、企业和公众之间的交互方式，将园中分散的信息基础设施、社会基础设施和商业基础设施有效连接起来。吴君[3]则认为，智慧园区是一个涉及多个领域、应用多种技术，服务于多个对象的多维立体的复杂系统，强调“公共管理、基础配套、经济发展、生态保护、安全保障、社会服务”相结合的六位一体的整体布局模式。太极总经理洪劲飞对智慧园区的理解是以园区为平台，由政府或企业规划建设的，通过对园区内人与物及其行为的全部感知和互通互联，提高园区的运行效率[4]。综上所述，智慧园区是以智慧城市为背景发展起来的，其核心也应该体现“智慧”，即智能化，主要通过云计算、物联网等信息技术为手段，合理配置园区内的资源，时刻感知园区动态，提高园区运行效率，降低运营成本，是建立在数字化园区基础上的智能化园区。

二、智慧园区发展是转变发展方式的动力和基础

（一）传统园区存在的问题

我国正处于全面深化改革，加快转变产业结构，转变经济发展方式的关键时期，但目前，我国产业园区在发展过程中存在许多问题。主要体现在以下几个方面：

1.产业集聚效应不明显。我国产业园区建设总体处于初级阶段，很多园区的建立是为了落实国家政府，增加政府业绩，没有将园区的建设落到实处，仅仅是照搬照抄国外园区建设的模式，没有体现中国特色[5]。

2.信息化建设不完善。园区整体建设缺乏统一的、规范的、整体的网络基础设施，目前我国园区内的网络设施存在多网并存，造成资源的浪费，也降低了园区的企业效率。虽然大多数园区积累了丰富的信息资源，但缺乏整体信息资源分类、采集、管理、共享机制，导致信息资源共享与开发资源利用困难[1]。

3.园区服务功能薄弱。传统园区强调简单的物业服务，注重公共领域的管理与服务，对企业、政府及入驻企业的多样化需求难以满足，而且其服务形式、服务内容也单一落后。

（二）智慧园区助推传统园区转型升级

智慧园区建设更加强调“智慧”，是在数字化园区基础上，全面实现网络设施一体化、公共服务人性化、经营管理协同化和产业结构集约化。

1.智慧园区是以泛在网为支撑平台。园区内以基础通信网络的建设为主，实行三网融合，通过信息管道网络、无限网络覆盖、光纤宽带网络接入网等基础设施的建立，大大提高了园区的智能化，使得人与人、物与物、人与物的结合更加密切，更加智慧化。这种网络设施一体化的建设，为企业、政府和公众的联合创造了便捷条件。

2.园区智慧化实现资源共享，提高企业效率。智慧园区通过建立完整统一的网络系统，采用互联网、云计算、大数据、移动互联网技术对园区进行智能管理，实现园区内信息互通互联、信息资源整合与共享，从而提高信息交换、信息、信息综合利用、信息应用与服务等智能。园区智慧化建设将更有利于集中管理，避免重复设置，节约成本。

3.智慧园区服务更加人性化、智慧化。智慧园区是一个以人的需求为出发点的产业园区，以实现人的发展来促进社会的进步。智慧园区的服务方式以需求为根本出发点，最大限度地满足公众及社会的需求，能够提供个性化服务和增值服务，而且可以实现政府、企业和公众的互动。

三、智慧园区建设的意义

智慧园区的建设是国家实施信息化战略的具体表现，对促进信息化发展有积极作用，同时也是建设智慧城市的关键，智慧园区统一、协调的建设将利于传统园区改造升级，转变传统园区管理和服务上的发展方式。

第一，促进区域经济发展，加快智慧城市建设。园区经济牵引智慧场所建设，为区域经济发展创造内动力，提升产业层次，支撑产业结构优化升级。园区作为生产要素的集聚区，有效改变了传统产业“单兵作战”的发展方式。通过特色园区、专业园区建设打破传统的发展模式，依托资源优势、传统优势、市场需求逐步形成“特色产业化”“产业特色化”的经济发展布局[6]。

第二，智慧园区的建设有助于智慧产业的发展，也有助于推进城市向智能化、网络化发展。产业园区通过产业发展核心要素集、整体产业链协同发展，实现产业规模效应。智慧城市建设可以以智慧园区建设作为牵引，拉动智慧城市建设，将智慧园区的管理方式融入到城市管理体系中，真正实现城市管理模式的“智慧化”。

参考文献：

[1]张擎.智慧园区：源于数字化高于数字化[J].中国高新区，2011，（9）：128-129.

[2]张凯书，张怡，严杰.智慧园区信息化建设解决方案[J].信息通信，2012，（6）：118-119.

[3]吴君.关于智慧园区建设的几点思考[J].中国集体经济，2015，（34）：141-142.

[4]洪劲飞.智慧园区建设解决方案――太极计算机股份有限公司[J].智能建筑与城市信息，2015，（2）：30-31.

智慧建筑能源管理篇6

（陕西邦正科技有限公司陕西西安710000）

【摘要】物联网智慧园区为用户打造安全、便捷、舒适、绿色的全方位服务。

关键词物联网；智能化；平台

Thingstechnologyinthewisdomofthepark

ShenJin-ting

（ShaanxipositiveStatescienceandTechnologyCo.，LtdXi’anShanxi710000）

【Abstract】Thingswisdomparkforuserstocreatesafe，convenient，comfortable，full-servicegreen.

【Keywords】InternetofThings；Intelligent；Platform

1.概述

物联网智慧园区应用平台是建立在物联网感知与接入层之上的应用层，由平台基础软件架构、平台基本功能与园区智慧服务3部分构成，基本功能提供了智慧园区建筑综合应用门户、远程设备监控、集中能源监测、综合信息管理、业务编辑工具套件、图像分析模块。下面以新疆XX软件园为例，讲述物联网技术在智慧园区的应用设计（见图1）。

1.1平台架构。

1.2平台基础模块。

（1）运行环境。

运行环境（RunTime）是平台运行的支撑，提供了实时工作流引擎、专家系统、数据存储与查询等功能，对外接系统提供数据适配与数据转发功能。

（2）驱动库。

驱动库是实现与外接智能化系统、信息系统、设备的数据交换，是平台的核心模块，驱动库提供了数据自动适配，以及对驱动程序添加、删除等功能。

（3）信息库。

信息库实现了对平台应用所需的信息对象，包括角色信息、设备信息、园区建筑信息、位置信息等内容的管理，提供了信息添加、删除、修改功能，智慧园区应用服务可调用这些信息实现服务。

（4）模型库。

模型库实现了对能源、建筑物、智能化系统、设备的数据建模和业务逻辑建模，提供了模型创建工具，也可将建好的模型导入，智慧园区应用调用这些模型实现业务逻辑。

1.3平台基本功能模块。

1.3.1智慧建筑综合应用门户。

XX软件园智慧建筑综合应用门户集成在园区统一门户上，点击园区统一门户上的入口，打开智慧建筑综合应用门户，访问用户通过用户、口令登录进入门户，根据用户权限对园区企业用户、园区个人用户、园区业主、园区物业进行相应的功能权限划分，访客可通过PC、手持终端访问。

门户功能说明。

智慧建筑应用门户主要面对建筑使用者与管理者的统一门户，门户主要由统一身份认证模块、应用服务、服务管理构成，应用服务站点针对楼内所有用户，服务管理站点针对大楼管理者、物业人员进行日常维护管理使用。

应用服务站点功能：

1.3.1.1信息。

（1）个人信息：用户向个人或部门用户组信息；

（2）管理信息：大楼管理者或物业人员向楼内用户群发、定点信息。

1.3.1.2信息接收：用户可对想要接收的信息进行自主订阅。

（1）设备故障信息：大楼管理者或物业人员接收到智慧建筑应用平台发给相关人员的设备运行故障信息。

（2）能源预警信息：大楼管理者或物业人员接收到大楼实时能源使用异常信息，安防报警信息：大楼管理者、物业安保人员以及相关的用户，接收到大楼安防实时报警信息，从而根据信息提示的预案进行相应处理；

（3）消防报警信息：大楼消防管理者、物业人员和用户接收到智慧建筑应用平台提供的消防报警信息，并根据信息提示的解决预案进行处理；

（4）班车信息：用户可通过手机接收到班车发车提示信息和班车当前行进位置及到达时间信息；

（5）待办事物信息：所有用户都可通过待办事物信息接收到平台下发的工作任务或事先个人预定好的事件信息，如审批、远程控制操作等提示信息。

1.3.1.3智能应用。

面向全员提供的服务：

（1）智能会议应用：用户进行会议室使用申请，并根据需要提出会议场景要求；

（2）设备远程控制：用户能够通过互联网，利用PC、手持设备，远程对关联的设备进行控制；

（3）全员一卡通信息服务：提供了一卡通的信息自主查询、消费信息提醒、门禁开启信息提醒；

（4）访客预约服务：重要访客来访的信息与相关环节准备的信息提醒。

（5）能耗监测服务：园区设施、建筑物内系统、设备的实时能耗显示、能耗查询、能耗预警以及节能策略提示；

（6）设备监控服务：实时监控园区设施、建筑物内系统、设备的运行状态、故障报警信息；

（7）安防应急指挥：园区级的集中安防指挥调度，包括安防事件预警、安防信息、安防处置预案执行；

（8）应用场景配置：对会议室、指挥中心的应用场景选择与配置。

1.3.2远程设备监控。

结合园区GIS和建筑物平面图，对园区所有建筑物的楼控系统、安防系统、以及接入的传感设备进行实时监控服务，另一方面从系统主机或传感设备上获取数据，在监控操作界面还可向其发出控制指令。

1.3.3集中能耗监测。

能耗监测内容：本期实现园区用电能耗监测，预留后期接入园区用水、采暖能耗数据；事先编辑节能策略，当能耗异常时执行相应的策略。

1.3.4综合信息管理。

业务描述。

（1）信息管理对信息进行分类、授权，对信息对象进行关联配置，与信息系统的关联配置；

（2）公共信息信息内容的编辑，添、删除、修改，选择信息方式，包括短信息、媒体信息推送、图文信息编辑；

（3）信息订阅用户自主订阅信息，包括公告信息订阅、一卡通信息订阅、班车信息订阅、就餐信息订阅、安防信息订阅。

1.3.5图像分析（见表1）。

2.智能化基础设施数据接入

建立公共智能化系统数据接入平台；

采用物联网数据接入技术，实现智能化系统纵向接入与横向互联；

物联网三层架构将智能化系统清晰划分感知层、传输层、应用层；

面向全园区所有建筑智能化系统接入。

2.1平台感知层接入。

将所有接入的智能化系统主机或机电设备看作接入平台的一个个感知层模块，他们作为数据源为智慧建筑应用平台提供应用数据支撑，感知层模块为接入层提供接口驱动，实现了感知模块的纵向联通。

2.2平台接入层。

智慧园区接入平台的接入层由前端接入服务器与传输链路构成，前端接入模块实现了与接入的各个感知层模块的接口对接，接入服务器与接入服务器之间互联互通，这样就实现了感知层模块之间的数据通讯，也就是物联网的横向互联。

2.3接入平台应用层。

（1）智慧园区应用平台作为物联网平台的核心，具有业务逻辑的处理能力，实现了感知层模块的联动业务。

（2）应用层由控制服务器与智慧园区应用平台构成，控制服务器之间实现互联互通，真正形成园区整体物联网网络，实现数据共享。

2.4硬件设备。

接入服务器具有数据通讯与数据存储能力，采用嵌入式操作系统，可直接连接感知层模块或感知设备，如照明回路控制模块、传感器、楼宇自控系统、消防报警系统等。

2.5传输网络。

（1）园区有线网络。

控制服务器与接入服务器可利用园区既有的有线局域网络实现互联。

（2）无线网络。

接入服务器配置Wifi通讯模块，通过无线网络连入大楼的局域网络。

2.6园区公共服务。

2.6.1智能会议服务。

智能会议室应用能够实现通过数字化管理门户在线会议预约、确定预约成功、进入会场、设定会议模式、开始会议、会议结束询问、会议结束信息发送会议室管理者、管理者恢复会议室初始状态并返回会议室空闲信息。

2.6.2智能就餐管理。

（1）记录园区餐厅当前就餐人数；

（2）采集餐厅入口与内部视频；

（3）餐厅菜品信息；

（4）餐厅信息。

2.6.3园区班车调度服务。

（1）班车信息；

（2）班车发车提醒；

（3）班车运行监控；

（4）班车位置服务。

2.6.4全员一卡通信息服务。

（1）一卡通综合信息查询；

（2）金额不足提示信息；