智慧建造技術在項目質量安全管理中的應用

摘" 要：傳統的質量和安全管理方式，一方面無法覆蓋管理的廣度，另一方面較為依賴項目管理人員的素質。隨著智慧建造技術的興起，如BIM技術、虛擬現實技術、智慧工地平臺技術等，在項目質量及安全管理中發揮顯著的作用。該文通過對智慧建造技術在項目質量及安全管理中的具體應用，探究智慧建造技術在項目質量及安全管理中的作用及意義。

關鍵詞：智慧建造技術；安全管理；應用；項目質量；虛擬現實技術

中圖分類號：TU714" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2024）36-0169-04

Abstract： Traditional quality and safety management methods cannot cover the breadth of management on the one hand， and rely more on the quality of project managers on the other hand. With the rise of smart construction technologies， such as BIM technology， virtual reality technology， smart site platform technology， etc.， they play a significant role in project quality and safety management. This paper explores the role and significance of smart construction technology in project quality and safety management through the specific application of smart construction technology in project quality and safety management.

Keywords： smart construction technology; safety management; application; project quality; virtual reality technology

建筑工程項目管理中，經常提及的“三管三控一協調”當中，項目的質量管理及安全管理是重要的一環。在項目管理實踐中，質量與安全的管理面臨著多方面的挑戰，如項目管理體系的缺位、項目管理制度的缺失、項目管理人員的意識淡薄等[1]。

目前，對于項目質量及安全管理，主要是難以擺脫對管理人員的依賴。即使已建立完善的項目相關的質量安全體系及制度，但是在執行時往往難以落實到位。故解決傳統管理方式的難題，應脫離“人治”，轉變為“機治”，即體系及制度的落實不以項目管理人員的意志為轉移。

1" 智慧建造技術在質量安全管理應用中的意義

傳統的質量安全管理模式，主要是靠質量、安全管理人員去現場巡場、驗收，一方面對相應管理人員的數量和質量的要求高，項目管理成本居高不下，另一方面容易造成管理人員之間各自為政的局面，如管理人員之間的私交甚少，就會造成彼此鮮有交流，多方的信息閉塞，甚至出現管理人員的調動，相關資料和數據就隨之消散的情況[2]。在我國近些年的高速發展中，智慧建造技術同樣迎來日新月異的發展，傳統的項目管理模式已經無法滿足新時代的建造要求，需要先進的信息技術使得施工現場進行精細化管理，尤其是BIM技術、虛擬現實技術、智慧工地平臺技術等智慧建造技術，從嶄露頭角到逐漸成熟，再到在項目質量安全管理中占一席之地，為項目質量安全管理做到留痕閉環及提質增效，打通各階段的數據，發揮重要的作用[3]。通過智慧建造技術提供的大數據分析報告，為工地管理人員提供全面的數據支持及決策參考的依據，以科技之力為建筑工程保駕護航。智慧建造技術在質量安全管理應用架構如圖1所示。

2" BIM技術在項目質量安全管理中的應用

2.1" 基于BIM模型的質量管理

以全專業三維模型，深化加工為質量專項模型，將質量控制的重點部位，如石材幕墻龍骨大樣樣板、鋼結構梁柱連接大樣樣板、機電管線管井排布大樣樣板和廚房預留預埋點位樣板等，導出為獨立的節點大樣三維模型[4]，如圖2所示。同時在組織施工交底時，利用三維模型配合技術部門進行交底。為提高交底的效果和落實交底工作，交底方案上附上相應大樣模型的輕量化平臺二維碼，施工人員用移動設備掃描二維碼，即可展示該部位的三維模型，交底工作達到事半功倍的效果。利用BIM模型為現場施工人員進行培訓和安全交底，幫助作業人員了解施工過程中的安全要求和操作規范。

2.2" 基于BIM模型的安全管理

以全專業三維模型，深化加工為安全專項模型，組織公司的安全專家針對項目的特點、重點、難點進行分析，可按照施工現場的風險評價等級，在三維模型中利用不同顏色標記不同等級的安全管理中重點部位。項目BIM團隊通過應用BIM技術自動識別模型的臨邊洞口，如圖3所示，在需添加圍欄的洞口自動添加圍欄，技術人員結合已標記安全專項三維模型，編寫專項的安全施工方案，并在施工交底時展示模型，通過BIM技術建筑模型虛擬可視化特點，事先對某些危險源進行識別，降低施工中存在的風險，做到事先控制，事先防范，提高施工交底效率。通過三維建模協助現場安全方案規劃，使用各類相關安全模型進行模擬擺放，包括安全通道、安全設施設備、安全指示牌和安全范圍劃定等，繪制出施工現場安全平面圖，確保現場安全規劃的合理性。同時，在模型中添加相關操作規程，建立相應安全設備的維護計劃，定期進行巡檢，確保設施設備在可靠的狀態，避免了設備損壞導致的額外成本。

3" 虛擬現實技術在項目質量安全管理中的應用

3.1" 虛擬現實技術的可視化漫游應用

虛擬現實技術在項目管理中的應用是以計算機技術為主，結合三維建模技術，配合仿真智能終端，如VR眼鏡，實現虛擬與現實交互，主要應用場景是施工交底[5]。對于質量工序施工交底，被交底人戴上VR眼鏡，將三維模型導入VR設備，在模型中進行沉浸式的漫游，提升現場作業人員對工序的理解，從而提升對工程質量的控制，如圖4（a）所示。VR的設置場景已將關鍵施工部位分解為每一步的施工工序，被交底人可生動看到每一步施工工序的三維模型，并點擊指定區域的注解，則相關工藝說明及施工方法均可彈出，做到圖、文、模一致，如圖4（b）所示。

3.2" 虛擬現實技術的安全演練

對于安全施工交底，在虛擬現實技術中，通過交互體驗和模擬真實情境，通過建立出虛擬模型，模擬施工現場可能遇到的各種安全情況，使現場施工人員能夠更好地了解如何應對安全突發情況，并學習有關的建筑安全知識。使用模擬的危險場景進行安全演練，提供真實而安全的體驗，提高施工人員的應對能力，如工地遇到的火災事故、高空墜落事故、基坑坍塌事故、高空墜物事故等，均可在VR設備中的視覺上真實感受，如圖5所示，生動化地實現了安全體驗教育培訓，并可配合如踏空板模擬裝置，令交底人員感受視覺沖擊的同時，配合物理感受，實現生物感官的四維感受，將傳統的被動交底轉變為主動感受，真實地體會到在虛擬場景中各種安全事故產生的嚴重后果，有效約束作業人員的不安全行為。保證安全教育不流于形式，保證安全交底的效果。

4" 智慧工地技術在項目質量安全管理中的應用

4.1" 智慧工地技術的質量管理應用

智慧工地技術的質量管理，可大致分為3部分管理模塊，包括材料進場驗收、材料進場數據分析和實現質量管理流程規范化。以鋼筋的進場驗收為例，鋼筋運輸車進入工地大門后，經過地磅，地磅顯示除車輛外本批次鋼筋的重量，相關數據及進場驗收資料將同步至本地智慧工地平臺。同時可結合現場進度，分析近一個月的材料進場數量是否滿足現場進度要求，及時調整材料進出場計劃并生成階段性報表，從而避免材料進場過慢影響進度或材料進場過多導致現場施工空間緊張和資源閑置，幫助工地實現資源優化配置，從而降低建造成本。

4.2" 智慧工地技術的安全管理應用

智慧工地技術的安全管理，可分為3部分管理模塊。第一部分的管理模塊是安全監控系統，即需通過對項目重要部位（如基坑邊檢測、塔吊監測等）安裝傳感器，利用傳感器對工地進行實時監測和精準調度，實時獲取人員、機械、材料、環境的參數。一旦傳感器接收異常信號或指標超出閾值，能立即反饋到智慧工地平臺進行報警，相關責任人員的手機會收到短信及電話，可以最快速度處理問題，保障現場施工人員的安全，確保工程順利開展。第二部分的管理模塊是工地現場安全管理，即通過布置在項目的高清攝像機，對進入工地的人員及車輛進行監控，如視頻監控、人員管理、車輛監控等，監測現場施工人員的安全行為和現場作業情況，如圖6所示。一旦發現不安全的狀況，及時預報提醒相關人員采取措施。第三部分的管理模塊是安全教育與培訓模塊，一方面，是將項目部對各分包、各班組進行的安全培訓教育記錄上傳到智慧工地平臺，另一方面，可結合三維模型及虛擬現實技術，配合施工安全交底[6]。

5" 結束語

項目的質量安全管理，智慧建造技術的應用，確實能提高項目管理效率，但是管理制度的完善，并不能保證其有效落實。縱觀項目出現的質量及安全事故，往往最終的原因都是在施工人員和管理人員之中，而不少的項目也制定了完善的質量安全管理制度。故作為項目管理者，一方面需建立一套行之有效，落到實處的管理體系，避免浮于表面，另一方面需將智慧建造技術結合項目的質量安全管理真正需求，切實解決項目的質量安全隱患，避免盲目唯工具論，增加現場管理人員及施工人員的負擔，導致質量安全管理體系崩塌。現場管理人員應該借助先進的智慧建造技術，及時收集和處理施工過程中獲得的數據，科學全面地掌握施工現場實際情況，確保建筑工程施工質量和安全，促使建筑行業的創新發展。

在項目的質量安全管理當中，智慧建造涉及建筑工程的全生命周期，并非僅僅只用一種智慧建造技術就可以達到管理的目標，要做到管理的閉環和數據互通，需在工程建設中滲入智慧建造的理念，結合具體情況進行多方面的應用。如項目部開展交底工作，三維模型為施工方案的輔助交底資料，虛擬現實技術為加強交底效果的工具，智慧工地平臺技術為記錄交底結果，實現閉環管理和數據互通的載體。工程項目的質量安全管理是一個系統化的過程，需要進行大量的數據統計分析。通過大量的數據積累，分階段建立出相關數據庫平臺，再基于數據進行處理和分析，為現場提供安全質量管理決策和預警支持，并不能一蹴而就。另外，必須提升信息化水平，進一步拓展智慧建造在質量安全管理應用中實施，全面監控和管理施工現場。

在理想情況下，智慧建造技術確實能提高質量安全管理的效率，但是在項目架構上規定好相應人員的崗位職責，在不額外增加管理人員負擔的同時避免造成崗位與相應的職責真空。

參考文獻：

[1] 楊華.關于建筑工程施工質量安全控制與項目管理的思考[J].上海建材，2024（1）：38-40.

[2] 李志偉.建筑工程質量安全監督潛在問題及解決策略[J].低碳世界，2023，13（12）：73-75.

[3] 譚勇.精細化管理在建筑工程管理中的應用[J].中國建筑裝飾裝修，2023（8）：128-130.

[4] 溫錦成，凌文軒，邵泉.基于BIM的大體積混凝土機電管道預埋施工技術研究[J].廣州建筑，2022，50（4）：25-28.

[5] 毛鵬.VR技術在房地產設計管理中的研究[J].中華建設，2024（5）：57-59.

[6] 吳東晉.探究智慧工地在建筑工程安全管理和質量管理中的應用[J].智能建筑與智慧城市，2024（5）：137-139.