基于物联网技术的装配式建筑质量与安全管理研究

2021-01-12李亚丹赵进辉

散装水泥 2021年5期

李亚丹赵进辉

（1.湖南工程职业技术学院，湖南长沙 410004；2.湖南水利水电职业技术学院，湖南长沙 410010）

1 引言

装配式建筑是我国建筑业的一个热点，也是未来建筑业发展的一个重要趋势。装配式建筑既能在最大程度上减少对自然环境的破坏，又能有效节约能源，同时，使整体施工效率明显提高，对建筑业的发展起到积极的促进作用。装配式建筑在快速发展的过程中也出现了一些问题，如不绝对保证现场安全、施工质量有待提高等，严重影响了建筑品质和安全，同时，也阻碍了装配式建筑的进一步发展。在装配式建筑施工中引入物联网技术，可使现场更有条不紊、提高安全性能，还可以整合通信设备和施工现场的各种资源（机械、物料等），并进行有效互动。通过物联网技术，对装配式建筑施工过程进行全方位监督管理，不仅大大提高了安全管理水平，而且有效地保障了建筑品质。为此，深入剖析物联网技术在装配式建筑施工现场安全管理中的具体应用意义重大。

2 装配式建筑安全隐患

2.1 施工前期安全隐患

装配式建筑与传统建筑的最大区别在于装配式建筑可以进行二次深化设计。所谓二次深化设计，就是在建筑施工过程中对已有的装配式样进行有针对性的优化和完善，使安装的配套工程能达到预期的性能要求。工厂生产出来的每一个建筑构件必须满足设计图纸要求，现场施工也应按设计图进行正确安装。二次深化设计是前期施工安全隐患的主要原因之一，如果在二次深化设计过程中不能进行合理监管，图纸上的错漏碰缺将导致后期的隐患。现场技术交底时，如果不严格执行有关要求，将导致施工人员不能准确地把握建筑设计理念和具体施工要求，施工人员将根据自己的施工经验操作，从而增加了施工安全隐患。

构件安装所借助的支撑系统及相关机械设备，要通过设计人员与施工方有效沟通、紧密合作。施工方提供的资料真实可靠，设计内容符合现场实际情况。设计成果经施工方核对，添加到设计交底文件中。施工方在管理构件、物料存放时，还要注意对施工现场临时支撑方案进行优化，让设计方进行审核。但在实践过程中，如果上述环节不能有效实施，则两者之间不能建立有效联系，也会导致施工前期的安全隐患，很可能造成不良影响。

2.2 施工现场安全隐患

2.2.1 交底工作存在安全漏洞

在部分装配式建筑施工过程中，会有先施工后交底的情况，或者仅仅是为了应付检查，交底过程流于形式，关键问题没有提及或一笔带过，如没有提及分构件和分层的原则等。有些工程虽有交底记录，但未记录高空坠物、临边防护、安全用电等安全问题。

2.2.2 安全方案的不可操作性

施工单位为了应付检查而制定的安全专项方案是“拿来主义”，没有根据具体情况制定相应方案，缺乏实操性。例如，在实际施工中，通常采用钢管顶托的方法实现对预制阳台板、叠合板等水平构件的临时支撑，但在安全方案中并没有规定支撑点的具体位置，也没有说明杆件连接时采用的固定方法，造成了具体施工时摇晃，一旦发生事故，损失惨重。

2.2.3 现场安全管理有待加强

预制构件吊装是安全管理中非常重要的一环。起吊构件设计采用三点起吊方法，但具体操作时，有些施工单位为了图方便，只采用两点起吊，不符合吊装设计要求，容易导致安全事故发生。

3 物联网技术在装配式建筑施工现场质量与安全管理中的具体应用

3.1 确定施工现场的安全控制点

装配式建筑中的构件都是预加工后运到施工现场，与传统意义上的施工现场相比，在安全控制点方面，除传统施工现场的各种事项外，还应重点考虑预制构件在施工现场卸载、预制构件存放、预制构件吊装、相关施工人员等方面的安全问题。首先，从预制构件进入施工现场后，就应对其进行严格监管，既能保证施工现场的安全，又能有效地控制整个工程的施工进度和成本投入。其次，充分考虑施工人员的影响，因为人员操作不当是造成安全事故的核心要素。所以，进行物联网技术培训时，应对施工人员进行培训，提高他们的技能和安全意识。

3.1.1 预制构件卸载与吊装安全控制点

预制构件运到施工现场后需要卸载和吊装，此时，要对相关机械设备和专业施工人员予以调用，这就要求施工人员具备极高的操作技能。由于预制构件具有体积庞大、质量重、外形独特等特点，因此，在机械设备操作过程中容易产生磨损，如果施工人员操作不当，将导致预制构件无法保持平衡，威胁其他工作人员的生命安全。为了有效地减少事故的发生概率，首先，要对机械设备的性能进行评定，如果设备有老化现象，在正式施工前一定要仔细检查和维修。其次，预制构件运输到施工现场后，必须设计出一个相应完善的支撑体系，从而有效地防止预制构件失稳，发生坍塌事故。最后，要坚决禁止施工现场出现闲杂人员。

3.1.2 预制构件存放安全控制点

预制构件存放过程中，要委派专门人员进行监督，合理安排轮班表，以保证构件从始至终的有效监控。另外，预制构件在存放过程中对场地的选择要慎之又慎，要保证一次性起吊至目标位置，最大限度地避免二次搬运。这样不但可以减少事故发生的概率，还可以使施工进度明显加快，对成本控制也非常有利。另外，也杜绝了人员除工作以外的原因在预制构件存放区域停留较长时间。

3.1.3 现场施工人员的安全控制点

施工人员的素质水平差异较大，因此，在正式进入施工现场前，必须进行安全教育。另外，确定每个施工人员的相应位置。执行高危作业时，在施工人员安全帽上安装射频识别读写器，实时跟踪施工人员的位置，杜绝闲杂人员进入危险区，确保施工人员的人身安全。每位施工人员上岗时必须持有诸如特种作业证书等资质证书，尤其是专业水平高、危险系数高的工序，必须谨慎安排符合条件的施工人员，以保证施工人员顺利完成工作。

3.2 物联网技术在预制构件运输卸载过程中的具体应用

采用RFID（射频识别）技术能实时监控预制构件运送到施工现场后的具体运行路线，同时，也能有效监督相关工作人员，要求施工人员必须具有较高的技术水平，并确保有关操作谨慎。因此，委派预制构件的卸载人员时必须慎重选择。物联网技术内部数据库中保存了每个施工现场工作人员的个人信息，若委派人员不符合相关技术要求，系统将自动提示。另外，当运送路线不正确或操作人员失误，导致预制构件无法达到平衡时，射频识别系统会将数据传送到阅读器端，人工控制中心便能在第一时间掌握潜藏风险，及时发出预警。

3.3 物联网技术在预制构件存放过程中的具体应用

装配式建筑施工现场存放的预制构件种类繁多、数量大，增加了监管难度，而射频识别技术则能有效地克服上述困难，对库存数据进行精确采集，如存放的具体位置、存放时间等。如果采集到的实际数据与预先计划的数据不一致，系统将向人工控制中心发出警示，以提醒监督人员进行处理。

3.4 物联网技术在预制构件吊装过程中的具体应用

在预制构件吊装时，可考虑在吊装设备中安设RFID读写器，从而精确掌握机械的具体空间位置数据，如有闲杂人员闯入机械设备的周边危险地带，设备将自动发出警报，有效规避机械对人员生命安全造成的威胁。另外，在预制构件中还应安设RFID读写器。在实际吊装时，将预制构件投影确定为圆心，将人的反应距离确定为半径，得到一个圆形区域，即危险区域。一旦有人员闯入危险区域，警报将立即发出。

4 物联网技术应用于装配式建筑的有效策略

4.1 加强政府引导力

在我国现阶段建筑行业相关管理制度中，对装配式建筑方面的管理制度缺乏明确规定，导致物联网装配式建筑政策方面的内容缺乏，也没有相对完善的法规体系。装配式建筑的发展和物联网在装配式建筑中的运用，都离不开国家政策引导和市场支持。因此，政府应给予大力支持，全方位推广装配式建筑，从而加快城市建设进程，最大限度地发挥其政策的指导性作用，有效促进装配式建筑的可持续发展，并对相关法规和政策进行优化，出台一些鼓励政策，大力宣传物联网装配式建筑。

4.2 积极研发物联网装配式建筑技术

目前，我国预制装配式市场中还没有建立与物联网装配式建筑施工相适应的定额依据，一些施工单位还没有完全掌握装配式施工技术要点。因此，应最快的速度创建符合我国实际情况的装配式建筑机构体系，并制定全面、有针对性的设计规范。另外，考虑到预制部品种类丰富，可用于建筑构件体系的构建，使预制部品成套集成技术尽可能发挥作用。积极发展5G通信技术，开发相应的运行软件，为物联网的发展保驾护航。

4.3 持续优化产业系统

目前，我国建筑市场产业配套严重不足，上下游产业链有待优化，没有相应的设计，缺少技术优良的施工单位，不能满足打造建筑产品的硬性要求。装配式建筑施工过程中，每一个参与单位都要积极配合。工厂应根据构件的标准化要求，高质量地生产各种预制构件；施工单位通过施工现场相关人员的配合实施安装，并在后期予以维护；建设单位自始至终都要严格监督和高强度管理，负责对每一家企业的资源进行有效整合，促进各企业在产业链上形成良好的合作关系，最终使装配式建筑的施工效率明显提高。

4.4 强化管理人员的管理意识

建筑工程管理人员还没有对装配式建筑的具体施工理念有一个全面认识，对于物联网装配式建筑的全过程监控也缺乏准确认识，这些都会增加建筑工程的无效成本，也会阻碍物联网装配式技术的进一步发展。因此，作为建筑工程管理人员，应积极借鉴国内外成功管理案例，了解自己的管理理念，建立与实际情况相匹配的施工管理体系，同时，全面优化管理部门，确保严格落实各部门职责。最终根据施工进度和实际情况进行合理调整，详细记录管理工作，对工作进行全面总结，力求精益求精。