智能建造技术在建筑工程中的应用探讨     

引言

智能建造技术在项目群管理中的研究开发，旨在借助物联网、大数据、BIM等技术，打破信息孤岛，提升项目全生命周期管理效率与风险管控能力，推动管理模式创新，助力绿色低碳目标实现；其不仅填补理论空白、完善管理方法论，还能增强企业竞争力、推动建筑产业现代化转型，更是应对行业政策要求、突破传统管理局限、实现可持续发展的必然选择，对建筑行业高质量发展意义重大。所以本文着重研究智能施工技术在建筑领域的应用，分析其应用场景及优化策略，为建筑行业智能化转型提供理论借鉴与实践指导。

一、智能建筑技术在绿色建造工程中的应用

（一）物联网在智能建筑中的应用

物联网是指通过传感器、射频识别（RFID）等设备对建筑物内各类实体信息进行采集、传输，从而在建筑物内建立起“物 - 物”、“人 - 物”信息交互的网络，具有重要的现实意义。首先，物联网技术在施工现场管理领域实现了对施工设备、材料及人员的实时监控，通过将传感器安装到施工装备中，能够实时获取挖掘机的工作状态、工作参数以及工作时间、燃料消耗量、故障报警等信息，为设备的维修与规划提供依据，从而提高设备的使用效率和使用寿命。RFID 技术用于建筑材料的识别与追踪，可以实现从采购、运输、存储到使用等全过程的信息管理，保证材料质量的可追踪性，减少材料浪费与损失。同时，戴上智能手环等设备，可实时获取建筑工人所在位置、生命体征等信息，保障施工人员安全，并优化人员配置。其次，利用物联网技术对室内温湿度、空气品质、光照强度等环境参数进行实时监控与调控。利用多种环境传感器，将采集到的数据传输至智能控制系统，根据预先设定的环境参数，自动调节空调、通风、照明等设备的工作状态，在实现对建筑能耗精细化管理的同时，为用户营造舒适健康的室内环境。

（二）人工智能在智能建筑中的应用

基于机器学习、深度学习等算法，使土木工程系统具备自主学习、分析与决策的能力，实现对施工过程的智能化管理与控制。在土木工程领域，人工智能主要应用于以下几个方面：建筑领域，人工智能辅助设计者优化程序，人工智能算法通过对海量建筑数据的学习与分析，自动生成多种设计方案，综合考虑功能需求、经济成本、环境影响等因素对设计者做出综合评价。例如，采用GAN 生成建筑物外观模型，采用遗传算法对建筑物布局进行优化，以提高设计效率与质量。

应用人工智能技术，可以对施工进度进行预测，并对风险进行预警。利用时间序列分析、神经网络等算法，对施工过程中可能出现的进度偏差进行预测，提前识别可能出现的延误风险。同时，采用视频监控、图像识别等技术对施工过程中的安全风险进行智能化检测，对未佩戴安全帽、违章作业等进行自动预警，保证施工安全。另外，在施工阶段，利用人工智能技术，实现施工机械的智能化作业。通过对施工装备的运行数据进行实时监测与分析，可以对设备发生故障的可能性进行预测，提前制定维修方案，减少设备故障率，降低运行成本。此外，人工智能还能根据使用者的行为习惯与需求，对建筑设备的运行方式进行自动调整，达到对建筑能耗的优化控制。

（三）智能信息集成系统的应用

智能信息集成系统是对建筑全寿命周期内各类信息进行整合、分析与交换的平台，通过建立统一的数据标准与接口规范，实现不同信息系统间的交互与协作。在建设阶段，通过智能化信息集成系统，将建筑信息模型（BIM）与其它建筑软件进行数据整合。将建筑施工、给排水、供电等多个专业设计模式集成在一个统一的平台上，使各个专业相互协作，避免设计冲突与差错，提高设计质量与效率。同时，基于 BIM 模型的信息融合还可以对建筑性能进行仿真分析，如照明、通风、能耗等，从而更好的利用数据对建筑规划方案进行优化。在施工过程中，智能信息集成系统能够将施工进度、资源管理、质量保障管理等信息进行整合，达到动态管理的目的。在 BIM 模型的基础上，实现了施工进度信息的实时监控与调整。同时，通过集成质量检验数据、安全检验记录等信息，对产品质量保证过程进行全程跟踪管理。在建设运行阶段，智能信息集成系统能够将建筑设备管理、能源管理、安全管理等多种信息系统进行整合，从而达到对建筑运行与维修的一体化管理。通过对建筑物数据的集成分析，可为建筑物节能、设备维修、安全防护等决策提供决策依据，提高建筑物管理的智能化程度与效率。

二、智能建筑技术在建造工程中应用优化策略

（一）设计阶段的优化策略

在设计阶段，要加强智能化施工技术与建筑设计的深度融合，以提高智能化施工技术的应用水平。首先，构建基于 BIM 的智能设计协同平台，建立统一的设计标准与数据交换规范，实现各专业设计团队在同一个平台上高效协同工作。鼓励开发人员运用人工智能技术对设计方案进行创新与优化，将智能建造技术应用于建筑技术，从源头上保证智能建造技术的高效实施。与此同时，加强对建筑物性能的模拟分析，在建筑施工阶段，利用智能信息集成系统，对建筑采光、通风及能耗等性能进行全面模拟分析，并依据模拟结果优化设计方案，提升建筑舒适度与节能水平。

（二）施工阶段的优化策略

建设过程中要建立智能化的工地管理体系，一方面，加强施工现场物联网技术的部署，实现对施工设备、材料、人员等的全面实时监测。通过对数据的分析与挖掘，实现建筑资源优化配置，提高施工效率。另一方面，利用人工智能技术对施工过程进行智能化控制，建立模型，预测施工进度，预警风险，以及时发现可能出现的问题，并采取相应措施。采用图像识别、传感器监测等技术，实现对施工质量与安全的智能化管理，实现对施工过程中出现的质量与安全隐患进行自动检测与预警，保证施工质量与安全的目标。

（三）运行阶段的优化策略

在建设运行阶段，构建智能化施工运行管理平台，以智能信息集成系统为基础，将各类建筑运行数据进行集成，利用人工智能算法对数据进行分析与提取，从而达到对建筑设备进行智能化维修与节能管理的目的。制定科学、合理的设备维修计划，根据设备运行状况做好预防维修工作，减少设备故障率，延长设备使用寿命。在此基础上，加强对建筑使用者行为的分析与研究，运用人工智能技术实现对建成环境的个性化适配，基于用户行为习惯与需求，对空调、照明等设施进行自动调节，提升使用者舒适度，达到对建筑能耗精细化管理的目的。另外，还将建立一套建筑运行与维修数据交换机制，促进建筑运营与维护经验的交流与共享，提升建筑运营管理水平。

结论

综上所述，智能建造技术在项目群管理的研究与应用中，拟解决的关键技术涵盖多源异构数据的高效采集、整合与实时分析技术，实现项目群全生命周期数据互通；构建基于 BIM 与数字孪生的项目群可视化协同管理平台，提升多方协同效率；研发智能决策算法与风险预警模型，精准预判并应对进度、成本、安全等风险；探索物联网与自动化设备在项目群资源动态调配中的应用技术，优化资源利用效率，最终形成一套数字化、智能化的项目群管理技术体系。为此，应进一步加强智能施工技术的研究与开发，健全相应的技术标准与规范，培养智能施工专业人才，强化数据安全管理，推动智能化施工技术在建筑业的推广与深入发展，为建筑业的智能化、数字化转型提供支撑。

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