机电工程在智能建筑施工中的应用与优化策略

引言

随着物联网、大数据等新一代信息技术的蓬勃发展，智能建筑已成为建筑行业转型升级的重要方向。机电工程作为智能建筑实现自动化控制、高效能源管理和舒适环境营造的核心支撑，其施工质量与技术应用水平直接决定建筑智能化功能的发挥。

一、智能建筑与机电工程概述

1.1 智能建筑的概念与特征

智能建筑是以建筑为平台，融合现代通信技术、信息技术、自动控制技术，实现建筑设备自动化、通信便捷化、管理智能化的新型建筑形态。其核心在于通过传感器、控制器、网络通信设备等硬件载体，以及楼宇自控系统、通信网络系统、办公自动化系统等软件平台，构建一个高效、节能、舒适且安全的建筑环境。

智能建筑具有显著特征：自动化控制是其基础，通过建筑设备自动化系统（BAS）实时监控与调节空调、给排水、电力等设备运行，如根据室内温湿度自动调节空调机组，降低能耗；数据交互是核心，各子系统间实现信息共享与协同。

1.2 机电工程的构成与功能

机电工程作为智能建筑的关键组成部分，涵盖多个子系统。电气系统包括供配电、照明、防雷接地等，负责电力供应与分配，为建筑内所有设备提供动力支持，智能建筑中还通过智能电表、配电自动化系统实现用电数据监测与负荷调节。给排水系统承担水的输送、分配与排放功能，智能水表、变频水泵等设备可实现用水量实时计量与水压自动调节；暖通空调系统调节室内温湿度、空气质量，采用变风量空调系统，根据室内负荷动态调整送风量，降低能耗。这些子系统相互配合，共同保障建筑的基本功能运行，通过智能化升级，为建筑提供节能增效、舒适便捷的运行环境，支撑智能建筑实现高效管理与服务。

1.3 智能建筑对机电工程的特殊要求

智能建筑对机电工程提出了更高标准。在系统集成性方面，要求各机电子系统打破信息孤岛，实现数据无缝对接，例如暖通空调系统需与能源管理系统联动，根据能耗数据优化运行模式。在设备智能化层面，机电设备需具备通信接口与智能控制功能，如电梯可通过物联网技术实现故障预警与远程调度。施工精度要求也更为严格，机电管线综合排布需借助 BIM 技术进行三维建模与碰撞检测，确保安装位置精确，避免因管线冲突影响系统运行。

二、机电工程在智能建筑施工中的关键技术应用

2.1 智能化设备与系统集成

智能化设备与系统集成是智能建筑机电工程的核心驱动力。在设备层面，智能电表、智能传感器、变频空调机组等设备广泛应用，具备数据采集、自动调节与远程通信功能。温湿度传感器则能实时感知室内环境参数，联动空调系统自动调节温度与湿度，提升舒适度的同时降低能耗。在系统集成方面，建筑设备自动化系统作为中枢，整合电气、给排水、暖通空调等子系统，实现设备间的协同运行。以智能建筑的安防与机电系统联动为例，当安防系统检测到非法入侵时，可自动触发照明系统全亮、门禁系统锁闭，并向楼宇自控中心发送警报，同时调节电梯运行状态，防止入侵者利用电梯逃窜，极大提升建筑的安全性与应急响应能力。这种跨系统的集成与联动，有效打破信息孤岛，实现机电设备的智能化管理与高效运行。

2.2 BIM 技术深度应用

BIM 技术贯穿智能建筑机电工程施工全流程，发挥关键作用。在设计阶段，BIM 通过三维建模将机电管线、设备与建筑结构进行整合，利用碰撞检测功能提前发现管线交叉、空间冲突等问题。施工阶段，基于 BIM 的 4D 模型将三维模型与施工进度关联，模拟施工过程，优化资源调配与工序安排。例如，通过 4D 模拟可直观展示机电设备安装顺序，合理规划塔吊使用时间，避免设备运输与安装冲突。

2.3 物联网与大数据技术

质量问题和环保协调管理薄弱是工程效益不高产生的另一症结。在目前大部分工程建设中，工程的质量、环保管理分部门进行管理，没有结合，导致在环境保护管理中，无法将质量要求融入环保管控的措施中，质量问题的验收、考核及检测不纳入能耗指标和材料可回用度等内容中，因此绿色施工要求的目标就无法实现；而且，缺少动态的监督和反馈工作，对于过程中发现的质量问题和环保问题没有及时进行监督，导致工程的返工率大、后期运营的成本高。

三、绿色施工理念下的质量保障措施体系构建

3.1 绿色设计优化机制

首先是绿色设计优化机制是绿色施工质量保障的起点，在项目设计阶段考虑建筑全生命周期环境影响、资源消耗；利用 BIM 进行三维建模、模拟分析，对建筑进行采光、通风、保温等性能预评估，优化建筑布局和构造设计，降低后期施工中设计变更造成的浪费。

3.2 环保材料与设备管控

环保材料与设备控制是绿色环保施工质量的有效保障，对施工材料控制时尽量选择能耗低、污染小、可回收利用的绿色环保材料，例如再生骨料混凝土、秸秆板材等，并建立健全材料采购、进场检验制度，将材料的环保性能指标纳入检测试验项目，坚决杜绝存在环保问题的材料运入施工现场；对施工设备控制时可选择节能环保、低噪音、高效能的施工设备，例如电动施工机械设备、变频空调等，加强施工设备的日常维护与管理，将施工设备控制在良好的运行状态，降低施工能耗和环境污染。

3.3 绿色施工技术创新

绿色施工技术是绿色施工质量提升的主要动力，注重绿色施工新技术的研发与应用，包括装配式建筑、雨水回收利用施工技术、太阳能施工技术等。装配式建筑技术是在工厂生产建筑部品部件，施工现场再进行装配式拼装，降低施工现场的湿作业，减少施工扬尘和噪音污染，提高施工质量和效率。雨水回收利用施工技术是对雨水进行收集、处理后，用于施工现场的降尘、冲洗等，雨水经过过滤后可实现水循环利用。

3.4 质量管理体系升级

实施质量管理体系升级是绿色施工质量管控的制度保证，在原有质量管理体系的基础上，将绿色施工理念及要求渗透其中，形成较为完整的绿色施工质量管理体系。明确部门和人员对绿色施工质量管理和控制的工作职责和权限，明确绿色施工质量标准和操作规程，强化施工质量控制管理，从施工准备阶段、施工阶段到工程验收阶段，加强对各个过程的质量控制和监督，实施质量的追溯和反馈，针对出现的质量问题及时追溯与整改，不断完善质量管理体系。

结语

本研究提出的机电工程在智能建筑施工中的应用与优化策略，通过技术革新、管理升级与人员赋能，有效解决了系统协同难、施工效率低等问题。该策略显著提升施工效率与能源利用水平，推动智能建筑机电工程迈向高质量发展。随着新兴技术持续迭代，机电工程将朝着更智能、更高效、更绿色的方向深化发展。

参考文献

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[2]王璞瑾，肖建庄，肖绪文，等.数字化技术在建筑工程施工中的应用与前瞻[J].同济大学学报（自然科学版），2024，52（07）：1068-1078.