張林

摘 要：在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的當(dāng)下，建造技術(shù)持續(xù)不斷更新與進(jìn)步。項目的規(guī)模及其復(fù)雜程度逐漸增大，導(dǎo)致項目的安全管理難度增加。伴隨著智慧建造在建筑行業(yè)所占比重愈來愈大，如何將建筑工程現(xiàn)場管理與施工建造過程相結(jié)合，是我們面臨的關(guān)鍵問題。運(yùn)用智慧建造技術(shù)對傳統(tǒng)建筑工程面臨的幾大關(guān)鍵問題進(jìn)行分析，并探索智慧建造在建筑工程管理中的實踐創(chuàng)新。

關(guān)鍵詞：智慧建造;綠色施工管理;安全施工管理

中圖分類號：TU741? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2022）09-0079-03

0引言

近年來，新興技術(shù)發(fā)展以及智慧建造理念在建筑行業(yè)的滲入為建設(shè)項目安全管理帶來新方向。目前，研究人員將減少建筑工程項目現(xiàn)場出現(xiàn)的問題和提高整個施工過程的工作效率為目標(biāo)，對新興技術(shù)在工程項目安全管理中的應(yīng)用開展了大量研究。以智慧建造理念為基礎(chǔ)，運(yùn)用各項智慧建造下智能化技術(shù)，實現(xiàn)施工項目安全管理工作高效協(xié)同的同時，將綠色生態(tài)建設(shè)理念和可持續(xù)發(fā)展理念在項目施工過程完全的展現(xiàn)出來[1-2]。

1智慧建造概述

1.1 智慧建造及其優(yōu)勢

智慧建造是指運(yùn)用一些信息技術(shù)建造施工，通過云計算、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、建筑信息模型等技術(shù)的應(yīng)用，使得建筑在應(yīng)用建造方面變得更加高效與綠色。

智慧建造模式創(chuàng)造的積極影響對建筑行業(yè)在眾多方面的改變留下了深深的印記。首先，對于傳統(tǒng)建筑工程的建造模式進(jìn)行了精細(xì)化的管控，讓工程項目各個部門協(xié)同工作，更讓各方面的信息互通更加便捷。其次，智慧建造不拘泥于單一領(lǐng)域，在設(shè)計、管理、施工等各個階段都展示出不同方面的功能，使得在項目的全生命周期內(nèi)表現(xiàn)出卓越的技術(shù)特色。在施工成本方面，智慧建造在設(shè)計階段就利用了建筑信息模型技術(shù)，并且設(shè)計了限額，通過設(shè)計限額選出最佳設(shè)計方案，在施工項目的設(shè)計階段便對成本進(jìn)行把控。在施工算量方面，減少人工進(jìn)行繁瑣的算量工作，著重于分析成本、造價上的動態(tài)變化，發(fā)揮項目動態(tài)成本管控優(yōu)勢。在建造過程方面，基于已建立的模型，獲取相關(guān)測算指標(biāo)及相關(guān)構(gòu)件信息，進(jìn)一步節(jié)約時間成本，并為類似項目提供預(yù)測信息依據(jù)。

從國外的建筑信息模型技術(shù)的研究現(xiàn)狀可知，建筑信息模型理論系統(tǒng)的完整確立以及在工程實踐應(yīng)用相當(dāng)成熟，這就可以反映出智慧建造在國外的研究現(xiàn)狀是十分成熟。而智慧建造在國內(nèi)實際工程中的應(yīng)用并不廣泛，整個領(lǐng)域的研究目前在初始探索階段，目前只在像上海世博會中國館等大型項目上應(yīng)用建筑信息模型技術(shù)。但建筑企業(yè)仍可以利用智慧建造的優(yōu)勢去解決在傳統(tǒng)建筑工程現(xiàn)場所反饋出的問題，將智慧建造在綠色施工管理、安全施工管理等方面發(fā)揮它的巨大優(yōu)勢。

1.2 智慧建造的技術(shù)支持

1.2.1BIM

建筑信息模型（Building Information Modeling），簡稱BIM，是一種起步較早、研究體系也相對完善的技術(shù)，依據(jù)三維數(shù)字理論可實現(xiàn)建筑工程項目全部信息到工程數(shù)據(jù)模型的轉(zhuǎn)變。早期主要在施工進(jìn)度、成本管理等方面運(yùn)用，形成對整個施工進(jìn)度的模擬，隨著技術(shù)發(fā)展，除了可以實現(xiàn)信息管理實時化外，已逐步貫穿到施工項目全壽命周期的每個階段，借助相關(guān)技術(shù)便可以實現(xiàn)項目整個全壽命周期的管理。

BIM為建筑設(shè)計師、水暖電鋪設(shè)為工程師和開發(fā)商等人群提供了一個“模擬與分析”的科學(xué)協(xié)助平臺。對建設(shè)者、工程師和設(shè)計者來說，BIM技術(shù)可以協(xié)助完成對整個工程項目施工、設(shè)計和運(yùn)營過程的全方面管控。而使用BIM的兩個關(guān)鍵前提就是實現(xiàn)將設(shè)計工具由二維過渡至三維，以及把綠色設(shè)計、協(xié)調(diào)設(shè)計和可持續(xù)發(fā)展設(shè)計理念貫徹到整個工程在設(shè)計階段，并最終在設(shè)計、施工和使用等全過程中實現(xiàn)能耗節(jié)省、生產(chǎn)成本降低、環(huán)境污染減少、經(jīng)濟(jì)效益增加。

1.2.2物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展，它通過射頻識別、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，對目標(biāo)物體的信息參數(shù)進(jìn)行收集并傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)中處理，按照規(guī)定的協(xié)議，與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，最終實現(xiàn)對物體智能化識別、定位等。物聯(lián)網(wǎng)主要應(yīng)用于建設(shè)項目信息管理，結(jié)合傳感器技術(shù)與智慧處理，充分利用模式識別、云計算等各種智能信息技術(shù)，對所獲得的大量數(shù)據(jù)分析與處理，篩選對用戶具有針對性的信息，在適應(yīng)相關(guān)需求前提下，不斷發(fā)現(xiàn)新的應(yīng)用領(lǐng)域與模式。

在智慧建造在工程施工中應(yīng)用越來越廣泛的當(dāng)下，物聯(lián)網(wǎng)成為了智慧建造不可或缺的部分，在信息采集、信息傳遞等方面擔(dān)任著重要角色，能夠?qū)椖窟M(jìn)行實時監(jiān)控，推動各種情況下信息交互。物聯(lián)網(wǎng)在機(jī)械設(shè)備安全運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)、重大危險源管理等方面都做出了巨大貢獻(xiàn)。

1.2.3遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是基于數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程應(yīng)用系統(tǒng)，它能通過多畫面智能切換輪巡，可以實時、全方面對施工現(xiàn)場進(jìn)行準(zhǔn)確把控，對存在的隱患威脅進(jìn)行及時的糾正和改善，這對于施工現(xiàn)場最關(guān)心的安全風(fēng)險問題的解決具有重大意義。施工現(xiàn)場增加工地監(jiān)控系統(tǒng)，管理者首先可以清楚了解施工進(jìn)程以及工人是否施工時按照標(biāo)準(zhǔn)化施工，其次還可以對施工中的管線、機(jī)械設(shè)備等實施遠(yuǎn)距離監(jiān)視，及時發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場的各種障礙。如果出現(xiàn)了故障還能夠啟動本地警報，以幫助工作人員迅速排除故障，從而降低了施工故障發(fā)生的可能性。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)還可以快速給工程項目管理人員傳回的一些工地圖片以及各種工地拍攝的圖片，為管理人員的規(guī)劃帶來明確的信息，同時對于工程進(jìn)度方面的把控也是十分標(biāo)準(zhǔn)。

2傳統(tǒng)建筑工程現(xiàn)場存在的問題

2.1 工程現(xiàn)場管理制度不完善

建筑工程項目不同于其他行業(yè)項目，除工序多、復(fù)雜性高和涉及人員多外，還要求每個環(huán)節(jié)上的容錯率低，因為往往一個不起眼的錯誤就可能導(dǎo)致一個嚴(yán)重的安全隱患。因此，工程現(xiàn)場管理制度是保證施工安全的基礎(chǔ)，它的建立在整個項目中都是十分重要的?？偨Y(jié)過去發(fā)生的案例，可以發(fā)現(xiàn)主要原因是專業(yè)的管理人才的稀缺。而企業(yè)在專業(yè)的管理人才上的培養(yǎng)同樣欠缺重視，使管理人員科學(xué)管理制度的能力不足。當(dāng)管理制度出現(xiàn)了漏洞的情況下，工程問題的準(zhǔn)確追責(zé)同樣是一大難題，這會大大影響整個工程的工期進(jìn)度[3]。

2.2 施工過程高耗能與高污染

在建筑施工過程中，由于使用一些機(jī)器設(shè)備以及水泥、石灰等建筑材料，往往會產(chǎn)生較多粉塵等物質(zhì)，不僅對大氣環(huán)境造成影響，還產(chǎn)生了資源浪費(fèi)。有關(guān)數(shù)據(jù)表明，在我國占比約15%的溫室氣體是由施工建造產(chǎn)生，不僅如此，施工場地所產(chǎn)生的廢料垃圾約占了城市垃圾總量三成。在建造過程中，我國每平方米所消耗的材料遠(yuǎn)高于一些發(fā)達(dá)國家，久而久之，形成了“高污染”、“高能耗”的現(xiàn)象，引起社會廣泛關(guān)注。

2.3 重大工程的安全風(fēng)險大

區(qū)別于傳統(tǒng)的工廠流水線生產(chǎn)制造，工程項目具有場地露天、工藝流程復(fù)雜等特點(diǎn)，施工過程中安全風(fēng)險大，易導(dǎo)致安全事故發(fā)生。據(jù)統(tǒng)計，工程施工中安全事故如高處墜落、重物打擊、機(jī)械傷害、觸電和坍塌事故等占到安全事故總數(shù)的80%～90%，在質(zhì)量管理忽視和施工人員安全意識薄弱的情況下，使得建筑行業(yè)安全傷亡事故僅次于礦山業(yè)，并且常年居高不下。例如塔吊等重大危險源的定期維護(hù)和檢查，機(jī)械設(shè)備和材料是否符合行業(yè)要求，施工人員的安全問題等每一個都是施工安全存在的隱患，對于施工現(xiàn)場和人員來說都具有不利因素。

3基于智慧建造的工程項目施工管理策略

3.1 通過“云管端一體化”監(jiān)控系統(tǒng)和BIM系統(tǒng)實現(xiàn)工程現(xiàn)場管理

在工程現(xiàn)場管理方面，運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)和BIM系統(tǒng)既可以減少工程現(xiàn)場管理人工成本又能進(jìn)一步監(jiān)控了材料的使用進(jìn)而避免材料的浪費(fèi)。實施互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)有著多方面優(yōu)勢。工程項目通常具有周期長、項目環(huán)節(jié)復(fù)雜特點(diǎn)，實施互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控不僅可以實現(xiàn)準(zhǔn)確分配任務(wù)，并且可以通過信息化技術(shù)對各項任務(wù)進(jìn)行監(jiān)督，從而保證現(xiàn)場流程地順利進(jìn)行且利于管理，在監(jiān)控材料的使用過程中可以有效避免材料浪費(fèi)。例如對工人和管理人員的巨大影響。從工人角度來看，通過對智慧建造的實際應(yīng)用，一線工人能夠更清晰對工作內(nèi)容和關(guān)鍵質(zhì)量的控制點(diǎn)把控。而對于整個質(zhì)量管理人員來說，首先是一線管理人員，減少現(xiàn)場與辦公室頻繁跑動，通過電腦甚至是手機(jī)，完成對現(xiàn)場實時監(jiān)控;其次就是上層管理者，減少傳統(tǒng)方式資源浪費(fèi)和解決信息時效性問題，對整個工程進(jìn)度有一個較好的把控。BIM技術(shù)通過集成原本的分散信息，可以實現(xiàn)與計算機(jī)聯(lián)合工作，并最終通過新的模型體系展現(xiàn)現(xiàn)場的情況，從而原本依靠人工收集信息的方式被代替，減少了人工成本。這兩種系統(tǒng)極大程度為“高耗能”提供了有效策略。

3.2 綠色施工管理

建筑行業(yè)的發(fā)展需要資源，一方面我國資源存在一定程度的匱乏;另一方面在建筑施工過程中，使用的材料、設(shè)備方面，由于采用的施工工藝等均會產(chǎn)生不同程度的環(huán)境污染。因此，現(xiàn)階段建筑行業(yè)急需在保證質(zhì)量、安全等基本條件下，以一種更環(huán)保且有效的方式發(fā)展。面對這樣問題，智慧建造提供綠色施工的策略，利用智慧建造進(jìn)行綠色施工管理在此就起到了關(guān)鍵作用。

在控制揚(yáng)塵污染方面，建筑施工過程通常會產(chǎn)生大量粉塵，造成空氣污染。為降低粉塵污染，在工作開展過程中可采用移動霧炮機(jī)，移動炮霧機(jī)不僅可以產(chǎn)生水噴霧，附著空氣中的粉，同時具備灑水和道路沖洗等功能，能有效避免揚(yáng)塵。另一方面，亦可利用揚(yáng)塵檢測系統(tǒng)。揚(yáng)塵監(jiān)測系統(tǒng)是依據(jù)國家有關(guān)PM2.5和PM10相關(guān)規(guī)定為依據(jù)設(shè)定閾值，當(dāng)監(jiān)測到空氣中的塵土超過預(yù)設(shè)值，系統(tǒng)自動根據(jù)設(shè)定閥門噴淋，從而實現(xiàn)降塵[4]。

在控制噪音方面，噪聲檢測設(shè)備可有效協(xié)助噪音控制、管理。噪聲監(jiān)測設(shè)備可安裝在施工場地大門入口處，所有工地監(jiān)測點(diǎn)的噪聲數(shù)據(jù)都能被它監(jiān)測收集，且能將實時動態(tài)發(fā)送至終端，方便管理人員及時了解現(xiàn)場噪音情況。同時，工地噪聲監(jiān)測系統(tǒng)也能將各工地監(jiān)測點(diǎn)的噪聲值進(jìn)行收集，在監(jiān)控中心的各個監(jiān)測點(diǎn)時間軸波形圖就是由此產(chǎn)生，施工人員對這些數(shù)據(jù)、圖形分析可及時發(fā)現(xiàn)污染超標(biāo)問題，最終實現(xiàn)工程施工整個過程可視化、遠(yuǎn)程化管理。

3.3 安全施工管理

首先，在重大工程施工現(xiàn)場管理中人為因素是能動性最強(qiáng)的存在，但也是往往最難控制的一方面。一些施工場地常存在部分施工人員缺乏安全施工理念、經(jīng)驗不足、盲目施工的狀況，特別是需要運(yùn)用特種機(jī)械設(shè)備場合，由于特種機(jī)械設(shè)備操作危險性大，更易發(fā)生安全事故，在這樣的情況下往往無法保證施工質(zhì)量與安全。一方面，通過勞務(wù)實名制管理系統(tǒng)可以對施工人員形成有效監(jiān)督機(jī)制。勞務(wù)實名制管理系統(tǒng)對施工人員建立對應(yīng)學(xué)歷、工齡、工作經(jīng)驗等信息檔案，通過這些信息對施工人員的崗位進(jìn)行科學(xué)、合理調(diào)配，保證人力資源充分利用，實現(xiàn)人員流動管理的規(guī)范化[5]。另一方面，建立特種作業(yè)人員管理系統(tǒng)可降低現(xiàn)場作業(yè)風(fēng)險。特種作業(yè)人員管理系統(tǒng)涵蓋特種作業(yè)人員所持資格證書等信息，在使用特種機(jī)械設(shè)備的場合，可利用其中信息建立相應(yīng)操作權(quán)限，防止其他無資格人員誤操作，實現(xiàn)對特種人員和設(shè)備的監(jiān)督與精細(xì)化管理，在施工的安全管理上發(fā)揮著巨大的作用。

其次，機(jī)械設(shè)備運(yùn)行安全監(jiān)控同樣在安全施工管理中必不可少。機(jī)械設(shè)備運(yùn)行安全監(jiān)控應(yīng)用了“物聯(lián)網(wǎng)”，將二維碼、紅外感應(yīng)器、射頻識別裝置、全球定位系統(tǒng)等物件安裝在機(jī)械上，實現(xiàn)對物體的感知，生成相關(guān)信息并傳輸至網(wǎng)絡(luò)處理，最終輸出到手機(jī)、電腦等應(yīng)用終端[6]。對于腳手架、模板以及各種塔式起重機(jī)等重型運(yùn)設(shè)備，智慧建造通過引入高支模監(jiān)、塔吊運(yùn)行監(jiān)控設(shè)施，實時記錄機(jī)械狀況及操作信息，并設(shè)立預(yù)警范圍，在高空作業(yè)情況下，可及時避免坍塌、傾覆等安全事故，對現(xiàn)場施工管理高效率，異常情況及時反饋、報警和處理具有巨大作用。

4結(jié)語

建筑施工成為國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城市建設(shè)不可或缺的一部分，對提高生活舒適度具有重大意義。隨著社會經(jīng)濟(jì)水平、科技水平的持續(xù)性高速發(fā)展，人們對建筑的滿意度日益增加。但是，由于施工中各種程度的安全事故時有發(fā)生，國家加大對施工安全管控的壓力。重點(diǎn)闡述智慧建造在施工現(xiàn)場安全管理工作的具體應(yīng)用，并通過運(yùn)用智能化施工的先進(jìn)手段強(qiáng)化了施工監(jiān)管、人員培訓(xùn)、特種設(shè)備監(jiān)管、高危施工作業(yè)監(jiān)控等各方面的管理工作，很大程度完善了工程現(xiàn)場管理制度，減少污染、耗能問題和提高了建設(shè)施工現(xiàn)場的安全系數(shù)，為智慧建造的深入發(fā)展與廣泛應(yīng)用提供了借鑒。

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