绿色建筑全生命周期管理平台建设思考

文｜李晓军

图1 绿色建筑平台主要建设内容

2021年3月16日，住房和城乡建设部办公厅发布的《关于印发绿色建造技术导则（试行）的通知》中，对建筑行业从设计、施工、到交付等各环节都重点提出数字化应用。强调因地制宜对建造全过程、全要素进行统筹，科学确定绿色建造目标及实施路径的工程策划活动。

如何结合先进的数字化手段，搭建政府、企业和建筑使用者等相关方的绿色节能建筑平台，并融入先进的建筑节能管理、监测方法和管理标准等约束条件，实现建筑业的绿色、低碳发展，显得极其重要。

平台建设理念与框架

1.建设理念

采用GIS+BIM+云大物移智的现代化数字技术，基于“全寿命周期”的绿色节能管理，按照平台化的思维，结合标准、规范、监管和管理等要素，搭建建筑节能平台，对规划、设计、施工、运维阶段进行全过程控制和管理监测，实现省际的建筑能耗的大幅度降低。

2.建设框架

本着从绿色建造“全寿命周期”的理念，分为设计审核、绿色施工、运行管理三阶段、并按照“管、用、控”一体化的思路。搭建区域建筑节能审核、区域绿色施工监管平台和区域公共建筑节能监管平台三大子平台。

3.技术架构

绿色节能建筑平台通过搭建GIS+BIM+云大物移智的数字化平台，采用三网融合的数据传输解决方案，通过搭建物联网系统，实现对设计预审、绿色施工、管理阶段等“全寿命周期”的全面的感知、剖析，虚实融会。采取大型屏、PC、PAD等其它应用设备等进行功能交互，实现多参与方的极致体验。整体架构可以概述为“1133+2N的技术架构”。

一个平台：“一平台”由可视化模型中心、云计算中心、监管中心和能耗监测中心，作为绿色节能建筑的“智慧大脑”。BIM模型中心让各种过程数据和运行管理情况更加的直观和形象，云计算中心提供接口，可以让设备和传感的接入变得更简略、让业务间的数据共享变得更便利，让现场图片、影像分析变得更精准；在线监测和监管平台让管理更高效，对现场的监测更敏捷。

一大数据中心：建立统一的基础数据与动态的业务数据中心。主要包括：统一的基础数据库。如：建筑所在地块的地理信息、环境信息、设计信息、建筑BIM模型信息等；动态的业务数据。重点建筑工程的施工数据、重大建筑物的能耗数据。静态和数据动态让对建筑节能的管理更加有保障。

“三阶段”：即咨询审核阶段、绿色施工阶段和管理阶段的功能模块。对建筑的“全寿命周期”进行三阶段细分，每个阶段设计不同的功能组合。以“应用商店”的形式，省市级管理者、大型建筑的使用者、物业管理者、施工方都可根据自己的需求在平台下载自己的“功能套件”。

“三网融合”：通过搭建电信网络、计算机网络及广播电视网络相互融合的解决方案。逐渐形成一个统一的网络系统，覆盖全省的重点施工项目和重点大型建筑，让各参与方提供综合的模型、数据、语音、数字、图像等形成信息传输。

“N类采集端”:采用探测器、传感器、红外感应、监控设备等采集设施，实现对建设设计数据、绿色施工的动态场景和大型公共建筑的设施数据等实时监控、采集和控制。

“N类应用端”：绿色建筑节能平台可以和大型屏、PC、PAD等其它应用设备等多种设备，根据不同的客户需求选择不同的用户界面，如：省市级别的管理者可通过中央管理大屏在线监测各地的绿色施工和建筑绿色运行状况；物业管理人员可通过能耗管理界面，对建筑的能源进行管理；每个建筑的使用者也可以下载APP实时观测所在建筑的能耗、环境等数据。

平台业务应用

1.区域建筑节能审核平台

节能数字模拟。打造节能模拟数字平台，平台以“应用商店”模式，内置建筑通风、采光分析、节能设计、能耗计算、日照分析、暖通负荷等各种云+端产品。主要用于建筑设计单位、规划设计单位、建筑科研院所作为设计与分析研究工具。

节能咨询管家。管理节能与技术节能、结构节能并称为节能的三种主要手段。因此节能管理工作对于用能单位能效水平的提升至关重要。有效的节能管理组织工作，可以非常系统有效地管理和协调，以最高效的方式达到提升能效、降低成本的目的。“节能大管家”并不同于能源管理中心或者节能监测平台，它是一套完整的节能管理工作自动化系统，分为节能方案管理、节能计量、节能采购、节能法规和标准查询、专家咨询与提升和节能管理机制等部分。

节能数字审核。基于GIS+BIM的技术，对重大建筑在准备前就建立节能建筑审核库，把重要建筑的地块环境、建筑设计模型、环境条件、节能与能源利用设计、节水与水资源利用、绿色施工设计等进行审核，进行实施的综合评估。

绿色建材动态监测。鉴于建筑材料等质量难于衡量，但对建筑工程质量又极其重要，不可能在一个采购过程就能评价。应该建立材料供应商评价平台，从“使用工程”中的全生命周期角度，建筑工程中的相关者都对某种材料进行星级评价。在一定阶段分数过低的供应商，建立黑名单制度和淘汰机制。

2.区域绿色施工监管平台

区域绿色施工管理舱。建立区域的绿色施工全景视图，基于GIS+BIM等技术，政府和行业管理者能够全览全省或重点城市的项目分布情况。且根据“点击”重点项目，进行对项目的绿色施工动态、环境及用水、用电等情况。同时，管理舱置入BI智能分析等功能，可以自动输出各种绿色施工的区域分布、动态化等报表。

绿色施工在线监测评价系统。是指围绕绿色施工“四节一环保”核心评价体系，通过在施工现场安装智能仪表并借助通讯设备和计算机软件技术，随时随地以数字化的方式对绿色施工诸如能耗、水耗、施工噪音、施工扬尘、大型施工设备安全运行状况等各项指标数据统计分析汇总，然后根据相关的标准和规范，对该施工过程的绿色度进行评价的系统，目标在于用得到的数据评价绿色施工的程度，再根据评价结果对绿色施工方案和绿色施工技术进行改进、优化，降低对周围环境的影响。

基于物联网的环境监测系统。施工过程中的噪音、粉尘、污水排放等问题一直是施工工地与附近居民容易引起纠纷矛盾的主要问题，环境监控同样也是政府部门比较关心的部分，它是体现政府监管单位和相关企业的社会责任的具体表现。对于施工现场的环境问题，传统方式下的管理始终显得“力不从心”，只能依靠人为反复的检查、监督，才能取得一些初步的成效，而随着物联网技术的发展，这一状况目前在项目层面有望得到改观。主要原因就是一批互联网企业开始研发智慧工地管理系统，与前端终端设备的传感器相连，可以直接监测到现场的粉尘、噪音、污水排放等情况，出现超标自动预警，提醒施工方采取控制措施，有效解决环境影响的问题。

基于物联网的节水管理。基于物联网的水控系统目前可分为两类：“一卡通”式的水控系统和基于传感器数据联动控制的水控系统。前者是指对施工现场工人淋浴房、开水房、洗衣房等公共用水场所统一安装一体化水控器，通常采用“先买水、后用水”模式，以经济的手段达到控制用水、节约用水的目的。后者一般用在项目生产环节，比如施工现场的喷淋降尘、混凝土的定时养护等，实现粉尘监测传感数据、温度监测数据与用水控制阀门之间的联动，实现全自动的用水管理。

基于GIS和物联网的建筑垃圾管理系统。该系统主要是基于GIS（地理信息系统）、MAN（城域网）和物联网等信息化技术，建立高度集成的建筑垃圾中央控制系统，对项目建筑垃圾的出场申报、分类识别、自动计量、动态跟踪、结算、数据统计查询等进行实时监控，规范施工现场建筑垃圾处理，力争做到建筑垃圾减量化、资源化、无害化，实现节能减排，促进绿色施工。

3.区域公共建筑节能监管平台

搭建区域公共建筑节能建筑平台，对公共机构、医院、校园、大型商场和工业建筑等重要建筑进行能耗运行监测与管控。区域平台的功能定位，综合考虑数据统计分析需求和数据上报效率之间的平衡关系，初步确立区域平台的数据内容为各下级平台上传的建筑基础信息、建筑逐时分类能耗数据和第一级分项能耗数据，以及由此汇总得到的各层级分类分项能耗汇总值和平均值。平台包括：全域/市县数据汇总、数据交换、数据处理、上报情况、重点建筑、高级分析、大屏幕展示和系统管理等子系统。