建筑施工中的现代技术与工艺应用研究

摘要：随着技术层次逐渐升高，当代建筑的建造工艺及技术正在获得越来越多新的东西。本次研究致力于深入探讨在现代建筑施工环境下，如何有效地应用智能施工管理系统、高性能的模板与支撑系统、建筑信息模型技术（如BIM模式）、环保建筑方式、预制装配式的建筑设计策略，以及钢筋混凝土施工工艺的优化方法等。同样，还进行了深度的探讨以理解建筑机器人、无人机以及智能监控系统这类先进的科技在施工活动中所扮演的核心角色。这篇文章旨在进行更深层次的分析，以为建筑技术的不断创新和工艺改进提供有价值的方向和建议。

关键词：建筑施工；现代技术；工艺应用

引言

随着经济的高速发展和城市化的进程加速，建筑业已逐渐成为支撑国家经济的重要力量，它的品质决定国家的经济繁盛稳定性。建筑施工所使用的技术和方法的持续创新，已经日益被认为是推动建筑领域稳定且健康发展的关键因素。采用现代化的建筑建设技术和工艺不仅有助于优化施工效益、降低工程成本和保障项目质量，而且在推动整个建筑界持续且健康地发展上也有着至关重要的作用。

一、现代建筑施工技术

1.1 智能施工管理系统

智能施工管理体系有助于提升工程的执行效率以及整体质量，这一系统成功地融合了前沿的信息技术，例如物联网（IoT）、大数据技术、云计算及人工智能（AI），从而实现对于施工现场的全方位监视和管理。智能施工管理系统的关键功能是它具有实时收集、分析施工各个阶段数据的功能，这些数据包括物料应用、工程进程、设备状况和人力资源，这为项目策划提供了准确的决策基础。智能的施工管理系统也能够为项目管理者提供远程监测功能，即便项目管理者不在施工地点，他们仍然可以通过移动工具及时查看施工进展，从而进行实时的远程指挥与调度操作。

1.2 高效模板与支撑系统技术

通过采纳高级模板及支撑系统的技巧，结合预先设计的模板和模块化支撑结构，施工过程得到了规范化和自动化。与传统的生产环境相比，预制模板的生产在工厂里严格遵循设计规定，这种方法大幅减少了施工过程中的误差和反复的工作，进一步提高了工作的精确度和效率。在设计高效的模板和支撑系统时，采用高强度轻量合金与复合材料等先进的材料和方案，这样做旨在减轻整体构造的重量，进一步简化了其运输和安置的过程。由于采用的模块化设计方法，模板与支撑体系能够根据多样的施工需要进行快捷的组合和整合，这极大地提升了施工步骤的适应能力与灵活性。

1.3 建筑信息模型（BIM）技术

借助BIM技术，建筑的三维数字模型被有效地整合进了整个建筑设计、建设及维护过程中，从而在很大程度上优化了项目管理的准确性和效益。举个例子，在上海中心大厦的建造过程中，采用了BIM技术，从而使设计阶段经历的变更数量下降接近1500个，与传统的设计方式相比，这一减少导致了大概700个变更请求的减少。通过BIM技术，项目团队能够通过实时模型分享和信息交流大幅度地优化团队合作效能。在北京一个规模庞大的商业综合体的施工项目里，利用BIM能够缩减大约45天的建设时间。BIM技术在模拟能源上的运用已经助力于在设计的早期阶段降低了大约10%的运营费用，这相当于每年能够节约大约2000吨的二氧化碳量。

二、建筑施工工艺应用

2.1 绿色施工工艺与环境保护

绿色施工的方法核心目的在于在建筑工程中最大程度地减少对环境的隐患，同时也确保提高对各类资源的利用效率。比如说，在建筑施工期间，使用含有低有机污染物（VOC）的涂层和胶粘剂能有效地减缓对空气的污染，进而有助于维护工作人员的身体健康。

绿色建筑项目同样着重于选用适当材料和施工物资。首要的是，偏向于挑选那些有再生潜力或者可回收的物资，例如竹子、有再利用可能性的金属和玻璃材料，这是因为利用这些建筑材料有助于大幅减少自然资源的消耗，并在此同时降低建筑过程中产生的废料。

2.2 预制装配式建筑施工工艺

预制装配式建筑施工工艺允许首先将建筑构件生产到工厂，随后迅速将这些构件搬运到工地以进行组装，从而显著提高了工程的效率和品质。此方法的应用使得建筑物的建造更为模块化与标准化，这样进一步有助于减少施工环境中可能出现的不稳定因子并提高整体的施工复杂度。预制装配式建筑施工方法拥有很大的实用性，它不仅让设计和生产得以独立进行，从而完善了整体生产的流程，而且显著地增强了材料的使用效率以及施工过程的精准度。在建筑施工现场，迅速组合预制部件能有效缩减施工时间，同时也加速了整个项目的执行进度。

2.3 钢筋混凝土施工工艺优化

在混凝土生产优化的过程当中，使用高效的减水剂和矿物混合元素可以减少对水泥的需求，同时增强混合混凝土的紧密程度和对渗透的抗腐蚀能力，进一步延长了建筑物的寿命。在钢筋加工与安装的优化过程中，自动化与高度精确始终是关键点。应用尖端的加工技巧和器材不仅可以减少手工任务的负担，同时也能增强钢筋生产中的准确度和流程速度。钢筋与混凝土的紧密结合是一个至关重要的过程，通过精心设计混凝土的铸造和振动方法，可以降低气泡和空缺的形成，这有助于增强混凝土的密封性和钢筋的粘结率。

三、智能与自动化技术

3.1 建筑机器人与自动化设备

建筑业中智能与自动化的技术运用正在逐渐革新传统的施工策略，建筑机器人和自动化工具正作为这场创新的领跑者，逐渐取代了人工完成具有高危险性、重复性或精度要求的任务。这些设备具备了执行多种任务，包括砖石建筑、混凝土填充、钢筋捆绑、墙壁喷涂和地面打磨等，通过预定的软件流程或远程控制技术实施工作，这不仅加快了建设进度，也大幅度提高了工程的整体品质。举个例子，自动化砌砖机器人具有极短时间实现砌砖任务的高精度能力，这不仅在速度上大幅度超越了人力资源，还确保了砖石结构的稳定与美观。

3.2 无人机在施工监测中的应用

在大型建筑的施工环节里，无人机能够对施工地点进行定时的航拍工作。无人机搭载的高清摄像设备和红外热像等传感器能对建筑物结构进行仔细审查。在某个桥梁的建设项目当中，使用无人机技术使得建筑物的检查范围增加了大约200%，这极大地增强了检查的全面性和精准度。比如，使用无人机可以准确检测出长度约为100米的桥梁结构中存在的微小裂纹。

无人机还可以被设计为运送和供应施工材料，在山区或偏僻区域从事建筑作业时，它能迅速地将小型的物料和工具送至施工地点，这样既能节省人力也能减少物资投入。

3.3 智能监控系统在安全管理中的应用

智能监控系统结合了尖端的传感器技术和视频处理技术，有能力实时检测工地情况，并对任何潜在的异常情况作出响应，这可能包括未获授权的人员入侵、设备操作错误可能引发的安全风险等。智能监控系统之所以具有出色的特点，是因为其具备高度自动化与智能化的功能，确保它们能够连续运作24小时，不受外界打扰，这一特性在很大程度上增进了监控的效果和响应速度。该技术可以实时分析视频内容，并能独立鉴别出建设现场出现的各种违规行为。这包括那些未佩戴安全帽和安全带的人员，或者在明文规定禁止的地区活动。这样可以确保所有施工地点的安全规定都得到严格的遵循和执行。智能化的监控体系还能与现场建设中的其他管理模块进行集成，进而构建一个完整的安全管理系统。

四、结语

此文章全面审视了建筑施工中的现代技术和工艺应用，涉及从智能管理系统到自动化器械，乃至于绿色的施工方法，每项技术都助推建筑产业朝向效益更高、更为安全以及更具环保性质的轨迹前进。随着这技术的日益完善和广泛应用，建筑施工的前景注定是更加辉煌的，将为社会带来众多优质的建筑杰作。

参考文献

[1]王登伟.现代住宅建筑工程施工特点及新技术的应用[J].居舍，2024，（08）：59-62.

[2]李志栋.绿色施工技术在现代建筑工程中的应用[J].中国建筑金属结构，2023，22（06）：99-101.

[3]汪厚冰，张建涛，薛宏涛，等.超高层建筑及其现代施工技术的应用[J].居舍，2020，（20）：61-62.