建筑工程施工中智能化施工技术的应用现状与趋势

引言

随着 21 世纪的到来，建筑业需要进行转型和升级，而智能化的施工技术无疑成为了这一转型过程中的关键驱动力。智能施工技术利用大数据、云计算和人工智能等前沿的信息技术，确保施工过程的精确控制、高效的管理和资源的最优配置。这一实用新型不仅提升了工程的质量和效率，同时也减少了资源的浪费和环境污染，完全符合绿色建筑和可持续发展的理念。

一、智能化施工技术在建筑工程施工中的应用现状

（一）建筑信息模型（BIM）技术的应用

建筑信息模型（BIM）技术，作为推动建筑工程向智能化方向发展的核心工具，已在设计、施工和运营维护等多个方面获得了广泛的认可和应用。BIM技术是通过构建一个包含建筑物所有几何和属性信息的三维模型来促进项目各参与方之间的合作。利用 BIM 技术，可以更精确地进行施工模拟和布局，进一步优化施工方案，减少在施工过程中对设计的更改，并高效地管理施工场地的资源和设备。此外，BIM 模型也可以被用于安全教育和培训，从而提高工人的安全意识和操作技能。

（二）物联网技术的应用

在建筑工程施工领域，物联网（IoT）技术的使用变得越来越普遍。它利用传感器、RFID 标签等工具，能够实时收集施工现场的各种数据，包括设备的当前状态、物料的消耗情况以及人员的具体位置等信息。将这些数据传输至云端或者数据中心中进行分析处理，以便施工管理者做出决策支持。比如利用物联网技术能够对混凝土温度、湿度进行实时监控，保证施工质量；同时也能对施工设备调度维修计划进行优化，提升施工效率。

（三）人工智能技术的应用

在建筑工程施工的领域中，人工智能（AI）技术的应用已日益深入，它涵盖了基于 AI 技术的施工质量管理、安全监测和进度跟踪等多个方面。通过运用深度学习技术和其他相关算法，该 AI 系统能够在施工过程中自动识别并发出异常警报。例如，AI 摄像头具备实时监测施工现场可能出现的安全隐患的能力，从而避免潜在的突发事件；AI 算法拥有对施工阶段数据进行深入挖掘和分析的能力，从而为施工阶段的决策过程提供了坚实的支持。

（四）建筑机器人的应用

建筑机器人是智能化施工的核心工具，并已在众多的施工环节中得到应用。例如，砌砖机器人能够高效且准确地完成砌砖任务；抹灰机器人具备墙面抹灰和涂料喷涂等多种功能。可移动机器人不仅能提升施工的效率和质量，还有助于减少工人的劳动强度和安全隐患。随着技术的持续进步和成本的逐渐降低，建筑机器人的应用将变得更为广泛和深入。与此同时，更多功能丰富、更具自主性的建筑机器人不断涌现，这为建筑工程提供了更为便捷和经济高效的服务。

二、智能化施工技术应用面临的挑战

（一）技术标准不统一

虽然建筑行业已经广泛采用了智能化施工技术，但技术标准的不一致性依然是这一领域面临的主要问题。在不同的企业和工程项目中，可能会使用多种不同的智能设备和技术，这些设备和技术可能会导致设备兼容性、数据传输和系统集成等方面出现显著的差异。这种方法不仅提高了施工过程的复杂性，还导致了资源的浪费和工作效率的降低。因此，制订一致的技术标准以确保设备与生产流程之间的无缝连接，成了迫切需要解决的问题。

（二）数据安全隐患

智能施工技术的核心在于数据的收集、分析和应用，但这也可能导致数据的安全问题。如果施工过程中产生的大量数据没有得到适当的保护，就存在被非法收集、篡改或泄露的风险。这种做法不只是损害了企业的利益，同时也对人们的安全构成了威胁。因此，加强对数据的安全管理并构建健全的数据保护机制，变得是确保智能施工技术安全应用的核心步骤。

（三）专业人才短缺

在智能化施工技术迅速发展的背景下，对专业施工人员的技能和能力的期望也日益提高。然而，在目前的市场状况下，拥有相关领域知识和技能的人群依然面对供应不足的问题。当前的情况导致许多企业在采用智能施工技术时遭遇了人才短缺的困境。因此，加强在这一领域的教育和培训，以培育出更为熟练掌握智能施工技巧的杰出人才，是推动这一领域持续进步的核心任务。

三、智能化施工技术的发展趋势

（一）多技术深度融合

展望未来，建筑工程领域将见证更多技术的深度融合，这包括但不仅限于建筑信息模型（BIM）、物联网、大数据分析、人工智能和机器人技术等。综合运用这些先进技术，将有助于推动整个建设过程朝着全面数字化和精细化管理的方向不断发展。例如，结合 BIM 技术构建的三维模型和物联网传感器收集的数据，可以达到对施工现场进行实时监控和精确管理的目的。利用大数据进行分析可以帮助我们更有效地分配资源和预测项目的进展，同时，人工智能算法也可以处理大量的数据，从而为决策过程提供坚实的科学支持。这样的多技术深度融合不仅能增强项目的安全性，还能明显地提升建设的效率并减少项目的总体成本。

（二）智能化决策支持

随着智能技术的持续发展，建筑工程行业将逐渐转向更为智能化的决策支持系统。该系统能够通过深度学习算法，利用实时数据和历史项目信息，为工程项目提供最佳的施工方案、成本控制策略和风险管理方案。智能化决策支持系统能够协助施工单位在多变和错综复杂的工程环境中做出更加科学和合理的决策，从而降低人为错误的发生率，并促进项目整体效益的提升。此外，该系统还配备了如工程进度模拟和成本预估等多种功能，为工程项目的顺利进行提供了坚实的支持。

（三）绿色可持续发展

随着人们对环保的意识日益增强，建筑工程的智能化技术也将更加注重绿色和可持续的发展方向。智能技术不仅有助于建筑材料的高效利用和施工废弃物的高效处理，还能在建设过程中实现节能和减少排放的目标。如果采纳智能技术来管理施工现场的能源消耗和排放，可以真正实现“零排放”的目标；新技术利用智能设备确保建筑材料的准确计量和分发，从而减少了不必要的浪费；通过使用智能系统对建筑物的结构健康进行实时监测，延长了建筑物的使用寿命，并减少拆卸和重建对环境的压力。

结语

智能化施工技术将实现多技术的深度融合，以及决策支持更加智能、环保、可持续、标准化和规范化的发展趋势。智能施工技术将逐渐走向成熟和完善，这将为建筑行业带来更为深远的变革，使其更好地满足社会经济发展对建筑行业高品质和可持续发展的需求。

参考文献：

[1] 王鲁超 , 姜学磊 . 建筑施工中智能化施工技术的应用与发展趋势研究[C]//2024 新技术与新方法学术研讨会. 烟台建联发展有限公司, 2024.

[2] 覃锐铭 . 建筑工程中智能化施工技术的应用与发展 [J]. 中国地名 ,2024(2):0175-0177.

[3] 迟效东 . 浅谈建筑智能化施工管理中存在的问题及对策 [J].Engineering Management & Technology Discussion, 2023, 5(14).