基于智慧化、数字化技术在建筑施工管理中的实践研究

江夏清

安徽置地投资有限公司 安徽 合肥 230000

引言

智慧化、数字化技术是现代科技进步的重要表现，它们通过数据分析、信息处理和自动化控制等方式，实现了对各种活动和过程的优化管理。具体来说，建筑信息模型（BIM）可以创建和管理建筑项目的数字化表示，提高设计、施工和运营的效率；虚拟仿真技术可以模拟复杂的建筑环境和过程，帮助预测和解决可能的问题；移动互联技术则连接了各种设备和系统，提升了数据获取和信息交流的便捷性。正是这些智慧化、数字化技术的引入，使得建筑施工管理的实践可以达到前所未有的效率和精确度。

1 智慧化、数字化技术在建筑施工管理中的应用

1.1 BIM的应用

BIM是一种可以让建筑、工程、和施工专业人员理解建筑项目的性质的数字化工具。BIM提供了一个实时的三维模型，包含了建筑的几何、空间关系、地理信息以及建筑的属性数据。在建筑施工管理中，BIM不只是一种设计和绘图工具，它更是一种强大的管理和决策工具。BIM可以整合和可视化大量的项目信息，使得施工管理者可以在项目开始之前，就对工程的成本、进度、质量等方面有一个全面、详细的预测和规划。在施工过程中，BIM则可以实时反馈和更新施工的状态，帮助管理者及时发现并解决问题，避免延误和浪费。

1.2 虚拟仿真技术的应用

虚拟仿真技术在建筑施工管理中的应用对于规划、培训、安全性分析，以及解决施工过程中出现的复杂问题都有极大的价值。该技术可以创建一个具有高度真实感的三维数字化环境，模拟施工过程中的各种条件和场景。例如，施工管理者可以使用虚拟仿真技术在项目开始前模拟施工过程，提前预见和解决可能出现的问题，如工序冲突、设备调度问题等。此外，还可以利用虚拟仿真技术进行工人的培训，提高他们的操作技能和安全意识，减少施工过程中的错误和事故。此外，通过虚拟仿真技术与其他智慧化技术（如BIM、大数据等）的结合，可以实现对施工过程的实时监控和智能化管理，进一步提升建筑施工管理的效率和效果。

1.3 移动互联技术的应用

移动互联技术在建筑施工管理中具有重要的应用价值。它改变了信息获取和交流的方式，使得施工现场的管理和决策过程更加高效、便捷。例如，通过移动设备，施工人员可以随时随地获取到项目的最新信息，如设计图纸、施工计划、材料状态等，从而及时调整施工行为，提高工作效率[1]。同时，移动互联技术也使得施工现场的信息可以实时上传，为项目的监控和管理提供了实时数据，帮助管理者及时发现和解决问题。此外，移动互联技术还可以连接各种智能设备和系统，如BIM、虚拟仿真、大数据等，实现整个施工过程的数字化、智慧化管理。通过这些应用，移动互联技术为建筑施工管理带来了巨大的革新和提升。

2 基于新技术的建筑施工管理模式

2.1 BIM技术实现全过程工程管理

基于BIM的全过程工程管理模式是建筑施工管理的一种新形式。BIM技术以三维模型为基础，将建筑项目的所有相关信息整合在一起，包括建筑的几何、空间关系、地理信息、建筑属性数据、时间（4D）和成本（5D）等。在设计阶段，BIM可以提供一个详细的三维视图，帮助设计团队理解和交流设计意图，同时可以自动检测设计中的冲突，如管线冲突、结构冲突等，从而减少设计错误和避免后期的改动。在施工阶段，BIM可以生成详细的施工图纸和材料清单，帮助施工团队进行精准的施工和材料采购。同时，通过将施工进度和成本信息整合到BIM模型中，可以实现对施工的实时监控和控制，及时发现和解决问题，确保工程的进度和成本控制。在运维阶段，BIM模型可以作为一个全面的设施信息数据库，为设施管理者提供准确的设施信息，如设备的位置、性能、维护记录等，从而实现高效的设施管理和维护。

2.2 虚拟现实技术实现远程协同工作

虚拟现实（VR）技术在建筑施工管理中的应用，尤其是在远程协同工作方面，具有显著的优势。它能够创建一个虚拟的三维环境，模拟现实世界的各种情况和场景，使得用户可以身临其境地参与和体验。在施工前期的规划和设计阶段，VR可以将BIM模型转化为全方位、立体的虚拟环境，使设计团队能够在虚拟环境中漫步，直观地观察和理解设计方案，发现可能的问题，提高设计的质量和效率。同时，通过网络技术，分布在不同地方的团队成员可以同时进入同一个虚拟环境，进行实时的交流和协作，实现真正的远程协同工作。在施工阶段，VR可以模拟施工过程和环境，为施工团队提供实地训练的机会，提高他们的技能和安全意识。

图1 建筑信息模型（BIM）的全过程工程管理模式

2.3 RFID技术实现机械设备和人员定位管控

无线射频识别（RFID）技术是一种无线通信技术，它可以通过无线电信号识别和追踪具有RFID标签的物品或人员。在建筑施工管理中，RFID技术在机械设备和人员定位管控方面具有巨大的应用价值。对于机械设备的管理，RFID标签可以附着在每一台设备上，通过读取设备上的RFID标签，施工管理者可以实时获取设备的位置信息，掌握设备的使用状态（如使用频率、运行时间等），并可以对设备进行实时的追踪和管理[2]。这不仅可以提高设备使用的效率，避免设备的闲置和浪费，还可以通过对设备使用状况的监控，及时发现设备的故障和问题，进行维护和修复。对于人员的管理，RFID标签可以嵌入在工人的安全帽或工作服上，通过读取工人的RFID标签，可以实时获取工人的位置信息，了解工人的工作状况（如工作时间、工作位置等），并可以对工人进行实时的追踪和管理[3]。

图2 施工项目人员通道（RFID）技术人员管理示意图

3 案例分析

3.1 案例1：BIM技术在建筑施工中的应用实例

以某大型建筑工程项目为例，该项目总建筑面积约为0.1km2，预计工期为24个月，利用BIM技术进行全过程工程管理。在设计阶段，设计团队使用BIM技术创建了详尽的三维模型，其中包括了建筑结构、电气系统、管道系统等所有相关信息。通过BIM工具的冲突检测功能，设计团队在设计阶段就发现了32处潜在的冲突，这些在传统设计过程中可能被忽视的冲突，如果在施工阶段发现，将会导致大量的时间和成本浪费。在施工阶段，施工团队使用BIM模型生成了详细的施工图纸和材料清单，减少了材料浪费和施工错误。同时，通过4D BIM（将时间信息整合到模型中）的应用，施工团队成功地控制了施工进度，实现了施工过程的可视化，使得项目在预定的24个月内顺利完成。在运维阶段，BIM模型作为设施信息数据库，为设施管理者提供了准确的设施信息，提高了运维的效率。据统计，通过BIM技术的应用，该项目在运维阶段的维护成本比传统的方式低了约15%。

3.2 案例2：虚拟仿真技术在建筑施工中的应用实例

以某大型基础设施项目为例，该项目总投资约为11亿元，涉及大量的复杂工程任务，如深基坑开挖、大跨度桥梁施工，在项目中利用了虚拟仿真技术进行施工前的模拟和训练。在施工前，项目团队使用虚拟仿真技术创建了详细的施工过程模型，模拟了各种施工场景和条件，包括基坑开挖、桥梁架设、塔吊操作等。通过在虚拟环境中的训练，工人们对施工过程有了深入的理解和熟练的操作技能。据统计，通过虚拟仿真训练，工人的操作错误率降低了约20%，施工事故率降低了约30%。同时，施工团队还利用虚拟仿真模型进行施工方案的验证和优化。例如，在模拟的基坑开挖过程中，通过调整开挖顺序和方法，成功地避免了可能的土壤塌陷和基坑变形。

3.3 案例3：RFID技术在建筑施工中的应用实例

在某大型商业综合体建设项目中，RFID技术被广泛应用于施工设备和人员的管理。这个项目总建筑面积约为0.2km2，涉及数百名工人和大量的施工设备。在设备管理中，项目团队将RFID标签附着在每一台设备上，通过读取设备上的RFID标签，实时获取设备的位置信息和使用状况。据统计，通过RFID技术的应用，设备使用效率提高了约20%，设备维修时间缩短了约15%，大大提高了施工效率和设备利用率。在人员管理中，RFID标签被嵌入在工人的安全帽或工作服上，通过读取工人的RFID标签，实时获取工人的位置信息和工作状况。据统计，通过RFID技术的应用，工人的工作效率提高了约10%，同时，现场的安全事故率也降低了约30%，有效保障了工人的安全和工程的顺利进行。

4 结束语

综上所述，新技术如BIM、虚拟仿真、RFID以及大数据平台在建筑施工管理中的应用已经取得了显著的成果，这些新技术帮助项目团队提高了施工效率，降低了成本，减少了错误和事故，提高了施工质量。这些实际的应用实例证明了新技术在建筑施工管理中的巨大价值。随着技术的进一步发展和普及，应该更加积极地探索和应用这些新技术，以实现更高级别的智能化、自动化管理，提升工程项目的管理效率和效果，推动建筑施工行业的技术革新和发展。