建筑施工智能化與綠色施工管理研究
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【摘要】新時代下環(huán)境保護已經(jīng)成為各行業(yè)發(fā)展的首要前提，在建筑行業(yè)，通過引進智能化技術(shù)應(yīng)用和管理方式，在工程的施工階段采取節(jié)能措施、提高施工技術(shù)、進行精細化管理，達成綠色施工、環(huán)保施工的目標(biāo)。
1 建筑施工引入智能化和綠色施工的意義
1.1 符合可持續(xù)發(fā)展理念
在傳統(tǒng)的建筑施工過程中，引入智能化新科技、新材料、新能源和綠色施工的理念符合當(dāng)下可持續(xù)發(fā)展的思想。智能化和綠色施工管理可以幫助提高工程施工方案的合理性，縮減工程建設(shè)周期，在整個項目上提高資源的利用，降低能耗減少污染排放，同時使建筑企業(yè)的收益最大化。減少投入的建造成本，對建筑行業(yè)可持續(xù)的長遠發(fā)展極有幫助。
1.2 有助于工程造價的評估
建筑工程的造價評估工作是施工實施方案中非常重要的一部分，整個造價預(yù)算的合理估算對最后建筑企業(yè)的收益起決定作用。在使用傳統(tǒng)方法進行工程造價管理時，通常會因為管理不精細使建筑材料及能源產(chǎn)生浪費，這就會導(dǎo)致項目的工程造價評估與實際發(fā)生情況產(chǎn)生較大誤差。智能化管理方式的引入可以幫助減少這種情況的出現(xiàn)，對工程造價進行精細化管理，節(jié)約項目成本，同時提高工程造價的合理性和穩(wěn)定性，確保項目的順利完工。
1.3 帶動建筑工程施工管理創(chuàng)新
進行施工管理科技創(chuàng)新是施工企業(yè)核心競爭力提升和長遠發(fā)展的核心驅(qū)動力。在打造創(chuàng)新型現(xiàn)代化建筑企業(yè)時要在施工中增加新型現(xiàn)代化設(shè)備和系統(tǒng)，同時也就需要增加新型的信息化管理模式。創(chuàng)新建筑施工管理并與國際先進的管理思想接軌，同時發(fā)展高效的管理技術(shù)，掌握先進的管理經(jīng)驗和技巧，不僅有利于企業(yè)的健康發(fā)展，還有利于企業(yè)正確判斷自身發(fā)展方向，更新自身管理模式，保障企業(yè)在市場競爭中立于不敗之地。
1.4 推進建筑工程智能化施工
把傳統(tǒng)施工轉(zhuǎn)化為智能化施工，可以幫助建筑企業(yè)節(jié)省大量的人力成本。目前我國已經(jīng)開始出現(xiàn)人力資源的減少，在人力成本不斷提高的形勢下建筑企業(yè)必須做出合理應(yīng)對。在施工過程中引入智能化的先進設(shè)備，如自動砌筑設(shè)備、自動抹灰設(shè)備、智能塔式起重機這些傳統(tǒng)設(shè)備的升級替代品，這樣可以大大減少對人力資源的需求，只需要少量技術(shù)人員在控制室監(jiān)控就可以完成以前需要幾十人才可以完成的工作量 ，極大的提升了工作效率。用智能化的自動機械設(shè)備來完成工程中大量簡單重復(fù)的體力勞動，逐步的減少簡單體力勞動工人的數(shù)量，推進建筑工程行業(yè)向智能化發(fā)展[1]。
2 智能化助力建筑施工提檔升級
2.1 引入新技術(shù)，加強技術(shù)培訓(xùn)
在建筑建設(shè)項目中，建筑企業(yè)要堅持保持對相關(guān)新技術(shù)的關(guān)注。當(dāng)建筑行業(yè)出現(xiàn)能夠有效提高施工速度或施工質(zhì)量的新技術(shù)時 ，企業(yè)需要第一時間關(guān)注引進，避免企業(yè)因為落后被市場淘汰。施工企業(yè)除了應(yīng)保持對國內(nèi)施工技術(shù)發(fā)展的關(guān)注外，還需要同時了解國際最新施工技術(shù)的發(fā)展，定期組織技術(shù)人員到國外先進項目參觀考察，積極引進國際領(lǐng)先的施工技術(shù)，對一線技術(shù)人員提高技術(shù)能力極有幫助。企業(yè)還需要對施工技術(shù)人員進行施工規(guī)范的制定，新技術(shù)引進后，技術(shù)人員可以第一時間掌握新技術(shù)，同時定期組織技術(shù)研討會，提高工人的實操能力，促進施工人員快速理解施工技術(shù)，而一線施工人員的實操水平?jīng)Q定了工程的質(zhì)量和效率。
2.2 加大人才引入，鼓勵創(chuàng)新競爭
聘用高層次技術(shù)人才來帶領(lǐng)建設(shè)項目的創(chuàng)新發(fā)展，讓建筑企業(yè)盡可能接觸到最前沿的建筑施工技術(shù)，提高技術(shù)創(chuàng)新速度，大力投入創(chuàng)新資金，支持和鼓勵技術(shù)人才的實際創(chuàng)新成果，表彰和獎勵做出突出創(chuàng)新科技成果的技術(shù)團隊或個人，在建筑企業(yè)內(nèi)部形成良好的創(chuàng)新競爭局面，促進技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展，為建筑企業(yè)帶來更大的生產(chǎn)效率提升。
3 綠色施工中的智能化應(yīng)用
在傳統(tǒng)綠色施工管理中，存在過于依賴人力進行數(shù)據(jù)收集和分析的情況，經(jīng)常由于人為因素和現(xiàn)場情況的多變出現(xiàn)誤差。應(yīng)用新型智能化技術(shù)輔助綠色施工管理，進行場地設(shè)計、施工計劃管理、綜合管線深化設(shè)計等可以大幅度提高工程建設(shè)效率，減少人為操作出現(xiàn)的失誤，進行精細化智慧化的管理。
3.1 BIM技術(shù)應(yīng)用
1）BIM 技術(shù)場地設(shè)計BIM 技術(shù)在現(xiàn)場設(shè)計和施工部署中的應(yīng)用，需要充分考慮建筑性能分析和總體效果，為整個項目的功能布局提供直觀的參考，同時給建筑節(jié)能設(shè)計方案提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持，保證建筑與周圍自然生態(tài)環(huán)境的和諧共處。
2）施工進度模擬通過對施工進度計劃的比較，在各時間節(jié)點對BIM模型進行進度模擬，方便技術(shù)人員實時查看調(diào)整，同時還可以幫助確定各專業(yè)施工準(zhǔn)備工作的完成時間。管理人員從設(shè)計圖紙 、深化設(shè)計 、招聘 、設(shè)備、勞動等方面入手，以提前解決可能出現(xiàn)的交叉影響工作面的問題。有利于項目決策層合理安排工作流程，確保項目工期目標(biāo)，避免部分返工造成的浪費，提前計劃，提前預(yù)防。
3）綜合布管在進場施工開始階段，使用專業(yè)BIM軟件對機電專業(yè)做三維建模深化設(shè)計 ，BIM 技術(shù)可以幫助深化設(shè)計，在滿足相關(guān)設(shè)計規(guī)范要求的同時，盡可能的節(jié)省使用材料、科學(xué)安排施工程序，為后期的檢修預(yù)留出檢修空間。完善的三維深化設(shè)計可以有效減少管線施工中多專業(yè)管道出現(xiàn)的碰撞情況，杜絕大量的返工，大大縮短了施工的周期和成本。
3.2 智慧工地管理平臺
智慧工地管理平臺主要包含綠色建設(shè)的環(huán)境管理模塊、能耗管理模塊、設(shè)備管理模塊、視頻管理模塊。
①環(huán)境管理模塊由電腦主機、顆粒物監(jiān)測儀、氣象監(jiān)測設(shè)備、噪音監(jiān)測儀、信息傳輸模塊組成。監(jiān)測設(shè)備全天不間斷對施工場地進行環(huán)境顆粒物、噪音、氣象參數(shù)等進行實時監(jiān)測。監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸回計算機主機整理后存入數(shù)據(jù)庫，方便后期技術(shù)人員進行分析。同時智慧工地管理平臺對各項監(jiān)測數(shù)據(jù)也提前設(shè)置了預(yù)警值，當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)超過預(yù)警值則會推送信息給相關(guān)值班技術(shù)人員進行處置，或者直接聯(lián)動智能化設(shè)備。例如當(dāng)現(xiàn)場顆粒物監(jiān)測數(shù)據(jù)超限后，智慧工地管理平臺可以直接控制現(xiàn)場的自動噴淋系統(tǒng) ，及時的控制污染[2]。
②能耗管理模塊首先在工程用水用電中添加監(jiān)測模塊，通過升級傳統(tǒng)計量設(shè)備，加裝智能水表、電表實時收集水電用量傳回智慧工地管理平臺的數(shù)據(jù)庫。結(jié)合大數(shù)據(jù)分析，當(dāng)水電用量出現(xiàn)異常時及時提醒值班人員，對異常區(qū)域進行排查，解決可能的故障或者浪費情況。
③視頻監(jiān)控模塊依靠已有視頻監(jiān)控設(shè)備采集的圖像數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)傳輸模塊連接到智慧工地大數(shù)據(jù)平臺。擁有管理權(quán)限的技術(shù)管理人員可以登錄終端系統(tǒng)訪問項目設(shè)備列表，在智能化平臺幫助下檢查項目是否達到綠色施工的要求，如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備漏油、建筑垃圾違規(guī)堆放等問題及時通過平臺推送整改要求。
3.3 虛擬現(xiàn)實技術(shù)
虛擬現(xiàn)實建筑安全體驗館是在安全環(huán)境下，多次、重復(fù)的演練高難度、復(fù)雜條件的場景操作，不存在風(fēng)險事故的隱患。計算機驅(qū)動場景的體驗會大幅度降低人力 、物力的消耗。將實體體驗設(shè)備相結(jié)合，達到發(fā)人深省的安全培訓(xùn)效果。結(jié)合了專業(yè)的科普知識以外，把文字和建筑工地圖片通過一比一建模，搬進場景中，傳感器會讓體驗者誤以為在現(xiàn)實世界中。同時，將事故場景生動且有故事性的進行著，震驚的同時在提示的引導(dǎo)下做安全防護、逃生救援的動作。虛擬現(xiàn)實建筑安全體驗館的建設(shè)只需要一個房間的空間，不需要占用工程場地，同時虛擬現(xiàn)實設(shè)備可方便重復(fù)和移動布置，更新內(nèi)容也只需要替換軟件內(nèi)容，無需替換設(shè)備。其與傳統(tǒng)的實體體驗館比較，具有節(jié)省空間、方便布置移動，內(nèi)容形式多樣，培訓(xùn)效果明顯等優(yōu)勢。
4 結(jié)語
智能化新技術(shù)的應(yīng)用幫助建筑綠色施工管理迅速發(fā)展，節(jié)能減排、提高管理效率的優(yōu)勢得以逐步顯現(xiàn)。首先 BIM 技術(shù)的應(yīng)用貫穿建筑設(shè)計 、施工全生命周期，在管線施工過程中通過數(shù)字化信息模型碰撞檢測的輔助，大量減少返工和材料的浪費。智慧工地管理平臺的使用融入了現(xiàn)場施工管理的全部環(huán)節(jié)，打通了人、設(shè)備、項目之間的信息鴻溝，是綠色施工管理不可或缺的核心組成部分。因此建筑企業(yè)應(yīng)重視智能化技術(shù)的引入，在施工過程中完善節(jié)能減排措施，進行有效的綠色施工管理，提高基于綠色施工的實數(shù)和管理水平。
參考文獻
[1] 張鐵飛 . 探究建筑工程科技創(chuàng)新與綠色施工管理[J]. 建筑技術(shù)開發(fā)，2020，47(24)：129-131.
[2] 謝國立，馮云，于志超 . 綠色施工信息化 技 術(shù) [J]. 施 工 技 術(shù) ， 2018， 47(S4)：971-973.
作者：劉磊 單位：中國建筑第二工程局有限公司華南公司
