智能化技术在建筑工程施工过程中的创新应用

引言

建筑工程施工环境复杂、参与方众多，传统依赖人工的管理方式已难以满足现代工程对效率、精度和安全的高要求。近年来，随着人工智能、大数据等技术的快速发展，智能化技术逐渐成为突破施工瓶颈的关键。从施工前的数字化规划到施工中的实时管控，再到竣工后的智能运维，智能化技术贯穿工程全周期，重构施工流程与管理模式。深入探索其创新应用，对提升建筑行业整体竞争力、推动产业转型升级具有重要现实意义，也是实现建筑行业高质量发展的必然选择。

一、智能化技术在建筑施工中的应用现状

（一）基础技术应用普及

BIM 技术已覆盖 60% 以上的大中型项目，通过三维建模实现管线碰撞检查、施工模拟等功能。物联网技术在材料管理中普及率超 50% ，射频识别标签实现钢筋、混凝土等材料从生产到使用的全链条追踪，库存盘点时间缩短至传统方式的三分之一。无人机每周对施工现场进行 2-3 次全景扫描，生成的三维点云模型为场地布置调整提供精准数据，测量误差控制在2 厘米以内。

（二）智能设备逐步推广

智能振捣机器人在混凝土施工中应用率达 25% ，内置的压力传感器可实时感知混凝土密实度，自动调节振捣深度与频率，使结构强度达标率提升至 98% 。施工电梯智能监控系统覆盖率超 40% ，通过振动、速度传感器监测运行状态，遇异常情况0.5 秒内触发报警并自动减速，近三年相关事故减少 40% 。智能安全帽在大型项目使用率超 60% ，集成北斗定位与声光报警功能，当工人进入高压线 10 米范围时立即预警，全年避免安全事故约200 起。

（三）管理平台初步建成

30% 的大型建筑企业已搭建施工管理云平台，整合来自现场传感器、人员终端的实时数据，形成进度、质量、安全的动态看板。某地铁项目通过平台实现各标段数据互通，进度延误预警响应时间从48 小时缩短至 6 小时，最终提前 15 天竣工。移动端 APP 在现场管理人员中普及率超 80% ，质量问题上传后自动分派责任人，整改闭环率从 65% 提升至 92% ，管理效率显著提高。

二、智能化技术在施工过程中的创新应用领域

（一）施工进度动态管控

基于 BIM 与物联网的 4D 进度系统已在超高层项目中广泛应用，将施工计划分解到每日工序并与三维模型绑定。现场安装的50 余个工序传感器，实时上传钢筋绑扎、模板安装等完成情况，系统自动比对计划并生成红色预警区。某300 米超高层项目应用后，关键线路工序延误预警准确率达 92% ，通过及时调整资源投入，较计划工期缩短22天，节约成本1200 万元。

（二）工程质量智能监测

混凝土强度监测采用分布式光纤传感技术，每 50 厘米布设一个监测点，实时传输养护温度与强度发展曲线。系统自动计算成熟度值，当达到设计强度 80% 时推送拆模许可，某住宅项目借此减少因过早拆模导致的结构裂缝 80% 。钢结构焊缝检测引入AI 视觉系统，高清相机每秒钟拍摄 200 帧图像，算法识别裂纹的精度达 0.1 毫米，检测效率是人工的10 倍，漏检率控制在 0.5% 以下。

（三）施工安全智能防控

施工现场部署的 5G 智能摄像头具备行为识别功能，可同时监测100 个以上工人，对未系安全带、违规攀爬等行为识别准确率达 95% ，识别后 3 秒内发出声光报警并推送至安全管理人员手机。深基坑监测系统连接12 个位移传感器，当沉降速率超过0.5 毫米/天时启动三级预警。

三、智能化技术应用面临的主要挑战

（一）技术应用成本较高

一套完整的 BIM 协同管理系统初始投入约 80 万元，每年维护费用需 15 万元，相当于中小型项目总造价的 1.2%-1.5% 。物联网传感器单价虽低，但一个中型项目需安装 500-800 个，加上数据传输与存储成本，总费用可达 30-50 万元。智能机器人采购成本更高，一台混凝土整平机器人售价超100 万元，多数中小建筑企业难以承担，导致技术应用集中在大型项目。

（二）专业人才供给不足

建筑行业中同时掌握施工技术与智能化系统操作的人才占比不足5% ，施工现场技术员中能熟练使用 BIM 软件的仅占 20% 。高校建筑工程专业中开设智能施工课程的不足 30% ，企业年度培训中智能化技术内容占比平均仅为 8% 。某建筑集团招聘BIM 工程师时，收到的简历中符合“5 年施工经验 +3 年 BIM 应用经验”条件的不足 10% ，人才短缺严重制约技术落地。

（三）行业标准尚不统一

不同厂商的 BIM 软件数据格式兼容性差，某项目因设计院使用Revit、施工单位使用ArchiCAD，导致模型导入时信息丢失率达 15% 。物联网设备通讯协议不统一，ZigBee、LoRa、NB-IoT 等多种制式并存，数据集成平台需开发多种接口，增加系统复杂度。施工智能化验收标准缺失， 15% 的项目因技术应用效果无法量化评估，导致智能化投入难以纳入工程结算。

四、推动智能化技术创新应用的对策

（一）降低技术应用成本

省级财政设立建筑智能化专项补贴，对中小建筑企业购买智能设备给予 30% 的费用补助，单个企业年度补助上限50 万元。行业协会组织 10 家以上企业联合采购 BIM 系统，通过批量定制降低单价 30% ，并共享服务器与技术支持人员，运维成本降低 50% 。支持本土企业研发低成本智能设备。

（二）加强专业人才培养

住建部门联合高校开设“智能建造”新专业，核心课程涵盖建筑施工技术、BIM 应用、物联网技术等，首批招生院校达50 所，年培养专业人才5000 人。大型建筑企业建立内部培训学院，采用“1 + 1”师徒制，即 1 名技术专家带 1 名施工骨干，通过6 个月实操培训使学员掌握智能系统操作。

（三）完善行业标准体系

全国建筑智能化联盟牵头制定《建筑施工智能设备数据接口标准》，统一12 类设备的数据格式与传输协议，已在10 个省市试点应用，数据共享效率提升 70% 。住建部发布《智能建造评价标准》，从技术应用深度、管理效益等5 个维度设置20 项指标，为项目智能化水平评估提供依据。

结论

智能化技术为建筑工程施工带来了全方位革新，在进度管控、质量监测、安全防控等方面的创新应用，显著提升了施工效率与工程品质，为行业高质量发展注入新动能。尽管当前面临成本高、人才缺、标准乱等挑战，但通过政府补贴降成本、校企合作育人才、联盟制定统标准等对策，可有效破解难题。未来，随着技术迭代与生态完善，智能化技术将在建筑施工中实现更广泛应用，推动建筑行业从劳动密集型向技术密集型转变，构建高效、安全、绿色的新型施工模式。

参考文献

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[3]耿晓光.智能化施工技术在建筑工程施工中的应用[J].中国厨卫,2025,24(1):52-54.