建筑工程智慧建造管理研究

张林

摘 要：在经济高速发展的当下，建造技术持续不断更新与进步。项目的规模及其复杂程度逐渐增大，导致项目的安全管理难度增加。伴随着智慧建造在建筑行业所占比重愈来愈大，如何将建筑工程现场管理与施工建造过程相结合，是我们面临的关键问题。运用智慧建造技术对传统建筑工程面临的几大关键问题进行分析，并探索智慧建造在建筑工程管理中的实践创新。

关键词：智慧建造;绿色施工管理;安全施工管理

中图分类号：TU741                               文献标识码：A                                       文章编号：2096-6903（2022）09-0079-03

0引言

近年来，新兴技术发展以及智慧建造理念在建筑行业的渗入为建设项目安全管理带来新方向。目前，研究人员将减少建筑工程项目现场出现的问题和提高整个施工过程的工作效率为目标，对新兴技术在工程项目安全管理中的应用开展了大量研究。以智慧建造理念为基础，运用各项智慧建造下智能化技术，实现施工项目安全管理工作高效协同的同时，将绿色生态建设理念和可持续发展理念在项目施工过程完全的展现出来[1-2]。

1智慧建造概述

1.1 智慧建造及其优势

智慧建造是指运用一些信息技术建造施工，通过云计算、大数据、互联网、物联网、建筑信息模型等技术的应用，使得建筑在应用建造方面变得更加高效与绿色。

智慧建造模式创造的积极影响对建筑行业在众多方面的改变留下了深深的印记。首先，对于传统建筑工程的建造模式进行了精细化的管控，让工程项目各个部门协同工作，更让各方面的信息互通更加便捷。其次，智慧建造不拘泥于单一领域，在设计、管理、施工等各个阶段都展示出不同方面的功能，使得在项目的全生命周期内表现出卓越的技术特色。在施工成本方面，智慧建造在设计阶段就利用了建筑信息模型技术，并且设计了限额，通过设计限额选出最佳设计方案，在施工项目的设计阶段便对成本进行把控。在施工算量方面，减少人工进行繁琐的算量工作，着重于分析成本、造价上的动态变化，发挥项目动态成本管控优势。在建造过程方面，基于已建立的模型，獲取相关测算指标及相关构件信息，进一步节约时间成本，并为类似项目提供预测信息依据。

从国外的建筑信息模型技术的研究现状可知，建筑信息模型理论系统的完整确立以及在工程实践应用相当成熟，这就可以反映出智慧建造在国外的研究现状是十分成熟。而智慧建造在国内实际工程中的应用并不广泛，整个领域的研究目前在初始探索阶段，目前只在像上海世博会中国馆等大型项目上应用建筑信息模型技术。但建筑企业仍可以利用智慧建造的优势去解决在传统建筑工程现场所反馈出的问题，将智慧建造在绿色施工管理、安全施工管理等方面发挥它的巨大优势。

1.2 智慧建造的技术支持

1.2.1BIM

建筑信息模型（Building Information Modeling），简称BIM，是一种起步较早、研究体系也相对完善的技术，依据三维数字理论可实现建筑工程项目全部信息到工程数据模型的转变。早期主要在施工进度、成本管理等方面运用，形成对整个施工进度的模拟，随着技术发展，除了可以实现信息管理实时化外，已逐步贯穿到施工项目全寿命周期的每个阶段，借助相关技术便可以实现项目整个全寿命周期的管理。

BIM为建筑设计师、水暖电铺设为工程师和开发商等人群提供了一个“模拟与分析”的科学协助平台。对建设者、工程师和设计者来说，BIM技术可以协助完成对整个工程项目施工、设计和运营过程的全方面管控。而使用BIM的两个关键前提就是实现将设计工具由二维过渡至三维，以及把绿色设计、协调设计和可持续发展设计理念贯彻到整个工程在设计阶段，并最终在设计、施工和使用等全过程中实现能耗节省、生产成本降低、环境污染减少、经济效益增加。

1.2.2物联网

物联网是互联网基础上的延伸和扩展，它通过射频识别、激光扫描器等信息传感设备，对目标物体的信息参数进行收集并传输到网络中处理，按照规定的协议，与互联网结合，最终实现对物体智能化识别、定位等。物联网主要应用于建设项目信息管理，结合传感器技术与智慧处理，充分利用模式识别、云计算等各种智能信息技术，对所获得的大量数据分析与处理，筛选对用户具有针对性的信息，在适应相关需求前提下，不断发现新的应用领域与模式。

在智慧建造在工程施工中应用越来越广泛的当下，物联网成为了智慧建造不可或缺的部分，在信息采集、信息传递等方面担任着重要角色，能够对项目进行实时监控，推动各种情况下信息交互。物联网在机械设备安全运行监控系统、重大危险源管理等方面都做出了巨大贡献。

1.2.3远程监控系统

远程监控系统是基于数字视频监控系统的远程应用系统，它能通过多画面智能切换轮巡，可以实时、全方面对施工现场进行准确把控，对存在的隐患威胁进行及时的纠正和改善，这对于施工现场最关心的安全风险问题的解决具有重大意义。施工现场增加工地监控系统，管理者首先可以清楚了解施工进程以及工人是否施工时按照标准化施工，其次还可以对施工中的管线、机械设备等实施远距离监视，及时发现现场的各种障碍。如果出现了故障还能够启动本地警报，以帮助工作人员迅速排除故障，从而降低了施工故障发生的可能性。远程监控系统还可以快速给工程项目管理人员传回的一些工地图片以及各种工地拍摄的图片，为管理人员的规划带来明确的信息，同时对于工程进度方面的把控也是十分标准。

2传统建筑工程现场存在的问题

2.1 工程现场管理制度不完善

建筑工程项目不同于其他行业项目，除工序多、复杂性高和涉及人员多外，还要求每个环节上的容错率低，因为往往一个不起眼的错误就可能导致一个严重的安全隐患。因此，工程现场管理制度是保证施工安全的基础，它的建立在整个项目中都是十分重要的。总结过去发生的案例，可以发现主要原因是专业的管理人才的稀缺。而企业在专业的管理人才上的培养同样欠缺重视，使管理人员科学管理制度的能力不足。当管理制度出现了漏洞的情况下，工程问题的准确追责同样是一大难题，这会大大影响整个工程的工期进度[3]。

2.2 施工过程高耗能与高污染

在建筑施工过程中，由于使用一些机器设备以及水泥、石灰等建筑材料，往往会产生较多粉尘等物质，不仅对大气环境造成影响，还产生了资源浪费。有关数据表明，在我国占比约15%的温室气体是由施工建造产生，不仅如此，施工场地所产生的废料垃圾约占了城市垃圾总量三成。在建造过程中，我国每平方米所消耗的材料远高于一些发达国家，久而久之，形成了“高污染”、“高能耗”的现象，引起社会广泛关注。

2.3 重大工程的安全风险大

区别于传统的工厂流水线生产制造，工程项目具有场地露天、工艺流程复杂等特点，施工过程中安全风险大，易导致安全事故发生。据统计，工程施工中安全事故如高处坠落、重物打击、机械伤害、触电和坍塌事故等占到安全事故总数的80%～90%，在质量管理忽视和施工人员安全意识薄弱的情况下，使得建筑行业安全伤亡事故仅次于矿山业，并且常年居高不下。例如塔吊等重大危险源的定期维护和检查，机械设备和材料是否符合行业要求，施工人员的安全问题等每一个都是施工安全存在的隐患，对于施工现场和人员来说都具有不利因素。

3基于智慧建造的工程项目施工管理策略

3.1 通过“云管端一体化”监控系统和BIM系统实现工程现场管理

在工程现场管理方面，运用互联网监控系统和BIM系统既可以减少工程现场管理人工成本又能进一步监控了材料的使用进而避免材料的浪费。实施互联网监控系统有着多方面优势。工程项目通常具有周期长、项目环节复杂特点，实施互联网监控不仅可以实现准确分配任务，并且可以通过信息化技术对各项任务进行监督，从而保证现场流程地顺利进行且利于管理，在监控材料的使用过程中可以有效避免材料浪费。例如对工人和管理人员的巨大影响。从工人角度来看，通过对智慧建造的实际应用，一线工人能够更清晰对工作内容和关键质量的控制点把控。而对于整个质量管理人员来说，首先是一线管理人员，减少现场与办公室频繁跑动，通过电脑甚至是手机，完成对现场实时监控;其次就是上层管理者，减少传统方式资源浪费和解决信息时效性问题，对整个工程进度有一个较好的把控。BIM技术通过集成原本的分散信息，可以实现与计算机联合工作，并最终通过新的模型体系展现现场的情况，从而原本依靠人工收集信息的方式被代替，减少了人工成本。这两种系统极大程度为“高耗能”提供了有效策略。

3.2 绿色施工管理

建筑行业的发展需要资源，一方面我国资源存在一定程度的匮乏;另一方面在建筑施工过程中，使用的材料、设备方面，由于采用的施工工艺等均会产生不同程度的环境污染。因此，现阶段建筑行业急需在保证质量、安全等基本条件下，以一种更环保且有效的方式发展。面对这样问题，智慧建造提供绿色施工的策略，利用智慧建造进行绿色施工管理在此就起到了关键作用。

在控制扬尘污染方面，建筑施工过程通常会产生大量粉尘，造成空气污染。为降低粉尘污染，在工作开展过程中可采用移动雾炮机，移动炮雾机不仅可以产生水喷雾，附着空气中的粉，同时具备洒水和道路冲洗等功能，能有效避免扬尘。另一方面，亦可利用扬尘检测系统。扬尘监测系统是依据国家有关PM2.5和PM10相关规定为依据设定阈值，当监测到空气中的尘土超过预设值，系统自动根据设定阀门喷淋，从而实现降尘[4]。

在控制噪音方面，噪声检测设备可有效协助噪音控制、管理。噪声监测设备可安装在施工场地大门入口处，所有工地监测点的噪声数据都能被它监测收集，且能将实时动态发送至终端，方便管理人员及时了解现场噪音情况。同时，工地噪声监测系统也能将各工地监测点的噪声值进行收集，在监控中心的各个监测点时间轴波形图就是由此产生，施工人员对这些数据、图形分析可及时发现污染超标问题，最终实现工程施工整个过程可视化、远程化管理。

3.3 安全施工管理

首先，在重大工程施工现场管理中人为因素是能动性最强的存在，但也是往往最难控制的一方面。一些施工场地常存在部分施工人員缺乏安全施工理念、经验不足、盲目施工的状况，特别是需要运用特种机械设备场合，由于特种机械设备操作危险性大，更易发生安全事故，在这样的情况下往往无法保证施工质量与安全。一方面，通过劳务实名制管理系统可以对施工人员形成有效监督机制。劳务实名制管理系统对施工人员建立对应学历、工龄、工作经验等信息档案，通过这些信息对施工人员的岗位进行科学、合理调配，保证人力资源充分利用，实现人员流动管理的规范化[5]。另一方面，建立特种作业人员管理系统可降低现场作业风险。特种作业人员管理系统涵盖特种作业人员所持资格证书等信息，在使用特种机械设备的场合，可利用其中信息建立相应操作权限，防止其他无资格人员误操作，实现对特种人员和设备的监督与精细化管理，在施工的安全管理上发挥着巨大的作用。

其次，机械设备运行安全监控同样在安全施工管理中必不可少。机械设备运行安全监控应用了“物联网”，将二维码、红外感应器、射频识别装置、全球定位系统等物件安装在机械上，实现对物体的感知，生成相关信息并传输至网络处理，最终输出到手机、电脑等应用终端[6]。对于脚手架、模板以及各种塔式起重机等重型运设备，智慧建造通过引入高支模监、塔吊运行监控设施，实时记录机械状况及操作信息，并设立预警范围，在高空作业情况下，可及时避免坍塌、倾覆等安全事故，对现场施工管理高效率，异常情况及时反馈、报警和处理具有巨大作用。

4结语

建筑施工成为国家经济发展、城市建设不可或缺的一部分，对提高生活舒适度具有重大意义。随着社会经济水平、科技水平的持续性高速发展，人们对建筑的满意度日益增加。但是，由于施工中各种程度的安全事故时有发生，国家加大对施工安全管控的压力。重点阐述智慧建造在施工现场安全管理工作的具体应用，并通过运用智能化施工的先进手段强化了施工监管、人员培训、特种设备监管、高危施工作业监控等各方面的管理工作，很大程度完善了工程现场管理制度，减少污染、耗能问题和提高了建设施工现场的安全系数，为智慧建造的深入发展与广泛应用提供了借鉴。

参考文献

[1] 刘金周，肖游和朔，郭彪，等.基于智慧建造的质量安全协同管理技术研究[J].施工技术，2019，48（1）：9-12.

[2] 毛志兵.从人工智能到智慧工地迎接建造方式的新变革[J].中国勘察设计，2017（8）：28-29.

[3] 李赫.智慧建造环境下的重大工程现场管理创新[J].智能建筑与智慧城市，2021（9）：62-63.

[4] 肖仲，吕瑞环，谭飞，等.智慧建造在工程项目安全管理中的应用研究[J].智能城市，2022，8（1）：69-71.

[5] 何小勇，张轶，王朝香，等.智慧建造在建筑工程安全施工管理中的应用[J].智能建筑与智慧城市，2021（9）：86-87.

[6] 刘占省，刘子圣，孙佳佳，等.基于数字孪生的智能建造方法及模型试验[J].建筑结构学报，2021，42（6）：26-36.