基于智慧化、數字化技術在建筑施工管理中的實踐研究

江夏清

安徽置地投資有限公司 安徽 合肥 230000

引言

智慧化、數字化技術是現代科技進步的重要表現，它們通過數據分析、信息處理和自動化控制等方式，實現了對各種活動和過程的優化管理。具體來說，建筑信息模型（BIM）可以創建和管理建筑項目的數字化表示，提高設計、施工和運營的效率；虛擬仿真技術可以模擬復雜的建筑環境和過程，幫助預測和解決可能的問題；移動互聯技術則連接了各種設備和系統，提升了數據獲取和信息交流的便捷性。正是這些智慧化、數字化技術的引入，使得建筑施工管理的實踐可以達到前所未有的效率和精確度。

1 智慧化、數字化技術在建筑施工管理中的應用

1.1 BIM的應用

BIM是一種可以讓建筑、工程、和施工專業人員理解建筑項目的性質的數字化工具。BIM提供了一個實時的三維模型，包含了建筑的幾何、空間關系、地理信息以及建筑的屬性數據。在建筑施工管理中，BIM不只是一種設計和繪圖工具，它更是一種強大的管理和決策工具。BIM可以整合和可視化大量的項目信息，使得施工管理者可以在項目開始之前，就對工程的成本、進度、質量等方面有一個全面、詳細的預測和規劃。在施工過程中，BIM則可以實時反饋和更新施工的狀態，幫助管理者及時發現并解決問題，避免延誤和浪費。

1.2 虛擬仿真技術的應用

虛擬仿真技術在建筑施工管理中的應用對于規劃、培訓、安全性分析，以及解決施工過程中出現的復雜問題都有極大的價值。該技術可以創建一個具有高度真實感的三維數字化環境，模擬施工過程中的各種條件和場景。例如，施工管理者可以使用虛擬仿真技術在項目開始前模擬施工過程，提前預見和解決可能出現的問題，如工序沖突、設備調度問題等。此外，還可以利用虛擬仿真技術進行工人的培訓，提高他們的操作技能和安全意識，減少施工過程中的錯誤和事故。此外，通過虛擬仿真技術與其他智慧化技術（如BIM、大數據等）的結合，可以實現對施工過程的實時監控和智能化管理，進一步提升建筑施工管理的效率和效果。

1.3 移動互聯技術的應用

移動互聯技術在建筑施工管理中具有重要的應用價值。它改變了信息獲取和交流的方式，使得施工現場的管理和決策過程更加高效、便捷。例如，通過移動設備，施工人員可以隨時隨地獲取到項目的最新信息，如設計圖紙、施工計劃、材料狀態等，從而及時調整施工行為，提高工作效率[1]。同時，移動互聯技術也使得施工現場的信息可以實時上傳，為項目的監控和管理提供了實時數據，幫助管理者及時發現和解決問題。此外，移動互聯技術還可以連接各種智能設備和系統，如BIM、虛擬仿真、大數據等，實現整個施工過程的數字化、智慧化管理。通過這些應用，移動互聯技術為建筑施工管理帶來了巨大的革新和提升。

2 基于新技術的建筑施工管理模式

2.1 BIM技術實現全過程工程管理

基于BIM的全過程工程管理模式是建筑施工管理的一種新形式。BIM技術以三維模型為基礎，將建筑項目的所有相關信息整合在一起，包括建筑的幾何、空間關系、地理信息、建筑屬性數據、時間（4D）和成本（5D）等。在設計階段，BIM可以提供一個詳細的三維視圖，幫助設計團隊理解和交流設計意圖，同時可以自動檢測設計中的沖突，如管線沖突、結構沖突等，從而減少設計錯誤和避免后期的改動。在施工階段，BIM可以生成詳細的施工圖紙和材料清單，幫助施工團隊進行精準的施工和材料采購。同時，通過將施工進度和成本信息整合到BIM模型中，可以實現對施工的實時監控和控制，及時發現和解決問題，確保工程的進度和成本控制。在運維階段，BIM模型可以作為一個全面的設施信息數據庫，為設施管理者提供準確的設施信息，如設備的位置、性能、維護記錄等，從而實現高效的設施管理和維護。

2.2 虛擬現實技術實現遠程協同工作

虛擬現實（VR）技術在建筑施工管理中的應用，尤其是在遠程協同工作方面，具有顯著的優勢。它能夠創建一個虛擬的三維環境，模擬現實世界的各種情況和場景，使得用戶可以身臨其境地參與和體驗。在施工前期的規劃和設計階段，VR可以將BIM模型轉化為全方位、立體的虛擬環境，使設計團隊能夠在虛擬環境中漫步，直觀地觀察和理解設計方案，發現可能的問題，提高設計的質量和效率。同時，通過網絡技術，分布在不同地方的團隊成員可以同時進入同一個虛擬環境，進行實時的交流和協作，實現真正的遠程協同工作。在施工階段，VR可以模擬施工過程和環境，為施工團隊提供實地訓練的機會，提高他們的技能和安全意識。

圖1 建筑信息模型（BIM）的全過程工程管理模式

2.3 RFID技術實現機械設備和人員定位管控

無線射頻識別（RFID）技術是一種無線通信技術，它可以通過無線電信號識別和追蹤具有RFID標簽的物品或人員。在建筑施工管理中，RFID技術在機械設備和人員定位管控方面具有巨大的應用價值。對于機械設備的管理，RFID標簽可以附著在每一臺設備上，通過讀取設備上的RFID標簽，施工管理者可以實時獲取設備的位置信息，掌握設備的使用狀態（如使用頻率、運行時間等），并可以對設備進行實時的追蹤和管理[2]。這不僅可以提高設備使用的效率，避免設備的閑置和浪費，還可以通過對設備使用狀況的監控，及時發現設備的故障和問題，進行維護和修復。對于人員的管理，RFID標簽可以嵌入在工人的安全帽或工作服上，通過讀取工人的RFID標簽，可以實時獲取工人的位置信息，了解工人的工作狀況（如工作時間、工作位置等），并可以對工人進行實時的追蹤和管理[3]。

圖2 施工項目人員通道（RFID）技術人員管理示意圖

3 案例分析

3.1 案例1：BIM技術在建筑施工中的應用實例

以某大型建筑工程項目為例，該項目總建筑面積約為0.1km2，預計工期為24個月，利用BIM技術進行全過程工程管理。在設計階段，設計團隊使用BIM技術創建了詳盡的三維模型，其中包括了建筑結構、電氣系統、管道系統等所有相關信息。通過BIM工具的沖突檢測功能，設計團隊在設計階段就發現了32處潛在的沖突，這些在傳統設計過程中可能被忽視的沖突，如果在施工階段發現，將會導致大量的時間和成本浪費。在施工階段，施工團隊使用BIM模型生成了詳細的施工圖紙和材料清單，減少了材料浪費和施工錯誤。同時，通過4D BIM（將時間信息整合到模型中）的應用，施工團隊成功地控制了施工進度，實現了施工過程的可視化，使得項目在預定的24個月內順利完成。在運維階段，BIM模型作為設施信息數據庫，為設施管理者提供了準確的設施信息，提高了運維的效率。據統計，通過BIM技術的應用，該項目在運維階段的維護成本比傳統的方式低了約15%。

3.2 案例2：虛擬仿真技術在建筑施工中的應用實例

以某大型基礎設施項目為例，該項目總投資約為11億元，涉及大量的復雜工程任務，如深基坑開挖、大跨度橋梁施工，在項目中利用了虛擬仿真技術進行施工前的模擬和訓練。在施工前，項目團隊使用虛擬仿真技術創建了詳細的施工過程模型，模擬了各種施工場景和條件，包括基坑開挖、橋梁架設、塔吊操作等。通過在虛擬環境中的訓練，工人們對施工過程有了深入的理解和熟練的操作技能。據統計，通過虛擬仿真訓練，工人的操作錯誤率降低了約20%，施工事故率降低了約30%。同時，施工團隊還利用虛擬仿真模型進行施工方案的驗證和優化。例如，在模擬的基坑開挖過程中，通過調整開挖順序和方法，成功地避免了可能的土壤塌陷和基坑變形。

3.3 案例3：RFID技術在建筑施工中的應用實例

在某大型商業綜合體建設項目中，RFID技術被廣泛應用于施工設備和人員的管理。這個項目總建筑面積約為0.2km2，涉及數百名工人和大量的施工設備。在設備管理中，項目團隊將RFID標簽附著在每一臺設備上，通過讀取設備上的RFID標簽，實時獲取設備的位置信息和使用狀況。據統計，通過RFID技術的應用，設備使用效率提高了約20%，設備維修時間縮短了約15%，大大提高了施工效率和設備利用率。在人員管理中，RFID標簽被嵌入在工人的安全帽或工作服上，通過讀取工人的RFID標簽，實時獲取工人的位置信息和工作狀況。據統計，通過RFID技術的應用，工人的工作效率提高了約10%，同時，現場的安全事故率也降低了約30%，有效保障了工人的安全和工程的順利進行。

4 結束語

綜上所述，新技術如BIM、虛擬仿真、RFID以及大數據平臺在建筑施工管理中的應用已經取得了顯著的成果，這些新技術幫助項目團隊提高了施工效率，降低了成本，減少了錯誤和事故，提高了施工質量。這些實際的應用實例證明了新技術在建筑施工管理中的巨大價值。隨著技術的進一步發展和普及，應該更加積極地探索和應用這些新技術，以實現更高級別的智能化、自動化管理，提升工程項目的管理效率和效果，推動建筑施工行業的技術革新和發展。