基于数据驱动的建造车间智能能耗管理研究文献综述
2020-04-14 14:51:54
1.1国内外研究现状分析
(1)国内研究现状:
目前国内智能建造方面的技术主要有BIM技术,以及物联网技术、人工智能、RFID技术、云计算和大数据技术等。
我国在新时代信息技术与装配式建筑构件生产方面的结合研究上,主要是侧重于如何应用BIM技术进行预制构件的设计、生产,并且在构件生产过程中与RFID技术相结合提高预制构件生产工厂的生产效率,优化生产环节降低能耗。由于我国装配式建筑本身起步较晚,目前信息技术在预制建筑构件生产过程中的能耗管理中的应用研究尚且较少。现有的研究主要是在装配式建筑建造的装配施工,运维管理方面进行能耗管理。并且大多数是侧重于PC结构的研究,最适合做装配式的钢结构建筑相关研究较PC结构少。
在相关的软件技术方面,中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所节能中心于2002年开始研发建筑能耗分析软件CHEC,并于2003年投入使用,该软件基于DOE-2软件,具有输入便捷的特点,可以用CAD图纸直接进行模型数据的转换,并且与中国大陆多种建筑软件都用接口,适用性强。CHEC软件可以对建筑的体形、朝向、围护结构的构造进行量化分析,生成有详尽建筑概况,窗墙比,围护结构热工参数的计算报告,对用户的节能设计进行指导和改进。同时,CHEC软件为用户提供了强大的数据库支持,可供用户随时进行材料的选择和调整。可以利用这样的一类软件技术,在预制构件生产车间建造之前对车间运营时的能耗进行预先的模拟和分析,对建造车间进行合理的设计,便于建造车间投入使用后的能耗管理。当前国内还有多种设备的能耗监测系统,多省市都建立了建筑能耗监测中心,用于监测和分析能耗。
(2)国外研究现状
国外对于信息技术在装配式建筑构件生产过程的应用研究开始较早,国外目前主要侧重于信息技术在预制构件生产过程中的智能化管理中的应用。在建筑智能能耗管理领域,国外已研发出多款相关软件。美国劳伦斯伯克力国家实验室开发的能耗分析模拟软件DOE-2,可以用来分析围护结构(包括屋顶、外墙、外窗、地面、楼板、内墙等)、空调系统,电器设备和照明对建筑能耗的影响。此外还有各类能耗监测系统以及多款基于DOE-2的建筑能耗分析软件,如Visual DOE、Power DOE。可以将这些软件、系统应用在预制构件的生产车间的设计和运营管理过程中,根据需求模拟车间生产能耗,对车间进行合理的设计,并且在投产后监测和分析车间中各部分的耗能情况,针对能耗不合理部分进行改进,降低生产过程能耗。
康考迪亚大学的伊丽莎白.古兹曼.加西亚提出了将BEM(Building energy modeling)与BIM相结合,通过BIM得到更精确的建筑信息数据,进行建筑能耗模拟,减少模拟值与实际值之间的差异,再将BEM建模得到的能耗分析数据上传到BIM平台,提高建筑能耗管理的效率,降低成本与时间消耗。
国外在建筑工业化发展过程中提出了基于精益制造理念的精益建造概念,即将制造业中的精益生产应用到建筑产品的生产过程中。这一发展方向在国内也有许多学者在进行研究。目前将精益建造与BIM技术结合的信息化精益管理是降低建造成本提高生产效率的重要思路。