智慧工地在建筑工程安全管理和质量管理中的应用

中图分类号：TU71 文献标识码：A

引言

建筑工程施工环境复杂、参与方多、作业流程交叉，安全事故与质量缺陷的发生不仅会造成经济损失，还可能危及人员生命安全。智慧工地通过部署传感器、视频监控、移动终端等设备，将施工过程中的人、机、料、法、环等要素数字化，实现安全风险的提前预警与质量问题的实时纠偏。当前，智慧工地已成为建筑行业转型升级的重要方向，深入研究其在安全与质量管理中的应用，对推动建筑工程管理向精细化、智能化发展具有重要现实意义。

1 智慧工地在建筑工程安全管理中的应用

1.1 人员安全动态管控

一是行为识别预警，通过施工现场部署的AI 视频监控摄像头，利用计算机视觉算法识别人员未佩戴安全帽、未系安全带、违规攀爬等危险行为，识别准确率达 90% 以上，发现违规行为后立即抓拍取证并触发预警，管理人员可远程喊话纠正；二是考勤与健康管理，智能手环同步采集人员心率、体温等健康数据，若出现心率异常或体温超标，系统及时提醒人员休息并安排医疗检查；同时，定位数据自动关联考勤系统，精准统计人员上岗时长，避免疲劳作业引发安全事故。

1.2 施工设备安全监测

一是关键参数实时采集，在塔吊上安装力矩传感器、高度传感器、转角传感器，实时监测塔吊起重量、起升高度、回转角度等参数，当参数超过安全限值时，系统自动切断设备运行电源，同时向设备操作员与管理人员发送预警信息，防止设备倾覆或断裂；二是设备健康诊断，通过振动传感器、温度传感器采集施工电梯的电机转速、齿轮箱温度等数据，利用大数据算法分析设备运行趋势，提前识别轴承磨损、电路老化等潜在故障，生成设备维护提醒，避免设备带病运行；三是设备调度管理，建立设备数字化台账，记录设备型号、使用年限、维护记录等信息，结合施工进度计划智能调度设备，避免多台设备在同一区域交叉作业引发碰撞风险，同时确保设备使用符合操作规程。

1.3 施工环境安全预警

一是扬尘与噪声监测，在施工现场周边布设扬尘传感器、噪声传感器，实时采集PM2.5、PM10 浓度与噪声分贝值，当数据超过国家标准限值时，系统自动启动雾炮机、喷淋系统进行降尘，同时调整施工工序，并将监测数据上传至政府监管平台，接受社会监督；二是极端天气预警，通过系统对接气象部门数据，实时获取暴雨、大风、高温等极端天气预警信息，提前向施工人员推送预警通知，指导做好防护措施；高温天气时，结合人员定位数据，提醒户外作业人员避开高温时段，防止中暑；三是临时设施安全监测，在脚手架、临建设施上安装倾斜传感器、位移传感器，实时监测设施的倾斜度、沉降量，当出现异常变形时，系统立即预警，组织人员撤离并进行加固维修，避免设施坍塌。

2 智慧工地在建筑工程质量管理中的应用

2.1 建筑材料质量追溯管控

一是材料进场验收，对钢筋、水泥、防水材料等主要材料，在出厂时粘贴包含材料型号、生产批次、质量检测报告等信息的 RFID 标签或二维码；材料进场时，管理人员通过移动终端扫描标签，自动核验材料信息与设计要求是否一致，同时采集进场时间、数量，生成电子验收记录，避免不合格材料混入施工现场；二是材料存储管理，在材料仓库布设定位读卡器，实时监测材料存储位置与存储环境，对水泥、木材等需特殊存储的材料，当环境参数超标时，系统自动提醒调整存储条件，防止材料受潮变质；同时，通过库存数据自动预警材料短缺，确保施工进度不受材料供应影响；

三是材料使用追溯，在材料领用环节，扫描标签记录领用班组、使用部位，形成关联数据，若后续发现质量问题，可快速追溯至具体材料批次与责任人，便于问题整改与责任认定。

2.2 施工过程质量实时监测

一是混凝土施工质量监测，在混凝土浇筑过程中，采用无线测温传感器实时采集混凝土内部温度，绘制温度变化曲线，当内外温差超过 25^∘C 时，系统提醒采取保温措施，防止混凝土因温度应力产生裂缝；同时，通过混凝土回弹仪与数据传输模块，将回弹值实时上传至系统，结合配合比数据自动计算混凝土强度，判断是否符合设计要求；二是钢筋施工质量监测，利用AI 视频监控对钢筋绑扎工序进行实时抓拍，通过图像识别算法自动检测钢筋间距、保护层厚度、绑扎牢固度等参数，与设计图纸中的标准参数对比，若发现间距过大、保护层不足等问题，立即标记并通知施工班组整改，避免后期返工；三是防水施工质量监测，在屋面、厨卫间防水层施工中，采用渗漏传感器铺设于防水层下方，当防水层出现破损导致渗漏时，传感器实时捕捉渗漏位置并发送预警，便于及时修补，同时记录渗漏发生时间与处理结果，形成防水质量档案。

2.3 工程质量验收数字化管理

一是验收流程线上化，建立质量验收数字化平台，施工班组完成某道工序后，通过手机APP 上传验收申请、现场照片、检测数据；监理人员收到申请后，到现场核查，通过移动终端填写验收意见、上传验收照片，验收合格则自动进入下一工序，不合格则下达整改通知，整改完成后重新申请验收，实现验收流程的透明化与可追溯；二是验收数据智能化分析，系统自动汇总各分项工程的验收数据，生成质量分析报告，识别质量问题高发工序，提醒管理人员加强该工序的过程管控；同时，将验收数据与设计图纸、规范标准进行比对，分析质量偏差原因，为后续工程质量优化提供依据；三是质量档案数字化存储，验收过程中产生的照片、报告、意见等资料，自动存储至云端数据库，形成工程质量数字化档案，档案按工程部位、时间分类管理，管理人员可随时查阅调用，避免纸质档案丢失或损坏，同时为工程竣工结算与后期运维提供数据支持。

3 结束语

智慧工地通过物联网、大数据、人工智能等技术，实现了建筑工程安全管理与质量管理的数字化、智能化升级。在安全管理中，智慧工地通过人员定位、设备监测、环境预警，构建了事前预防、事中管控、事后处置的闭环体系；在质量管理中，通过材料追溯、过程监测、数字化验收，实现了从结果管控到过程管控的转变。研究表明，智慧工地的应用能有效降低安全事故发生率、提升工程质量合格率，是建筑工程管理转型升级的重要方向。

参考文献：

[1] 杨智南. 智慧工地在建筑工程安全管理中的应用研究[J].散装水泥,2024,(03):181-183.

[2] 吴东晋. 探究智慧工地在建筑工程安全管理和质量管理中的应用[J].智能建筑与智慧城市,2024,(05):137-139.

[3] 汪庆胜. 智慧工地在建筑工程安全管理中的应用研究[J].城市建设理论研究(电子版),2023,(33):35-37.

[4] 陈俊宇. 探究智慧工地在建筑工程安全管理和质量管理中的应用[J].产品可靠性报告,2023,(08):45-46.

[5] 袁超超. 智慧工地在建筑工程安全管理中的应用[J].智慧中国,2023,(06):94-95.