智能建造技术在建筑施工全过程中的集成应用

一、引言

随着信息技术的飞速发展，智能建造已成为建筑行业转型升级的核心方向。智能建造技术通过将人工智能、物联网、大数据、BIM（建筑信息模型）等先进技术与建筑施工全过程深度融合，实现了施工过程的自动化、智能化和信息化，极大地提高了施工效率、保障了施工质量、降低了施工成本和安全风险。

在当前建筑行业面临劳动力短缺、资源环境约束加剧、质量安全要求提高等挑战的背景下，推动智能建造技术在建筑施工全过程中的集成应用，对于提升建筑行业的整体竞争力、实现可持续发展具有重要意义。本文将深入探讨智能建造技术在建筑施工各环节的集成应用方式，分析其应用效果，并展望未来的发展趋势。

二、智能建造技术在建筑施工设计阶段（一）BIM 技术的协同设计应用

BIM 技术作为智能建造的核心技术之一，在设计阶段能够实现建筑、结构、机电等专业的协同设计。通过建立三维可视化模型，设计师可以直观地发现各专业之间的冲突和矛盾，并及时进行协调和修改，减少设计变更和返工。例如，在管线综合设计中，利用BIM 模型可以对各类管线进行碰撞检测，优化管线布置方案，避免在施工阶段出现管线交叉冲突的问题，提高施工效率。

同时，BIM 模型还可以集成建筑材料、设备参数、工程量等信息，为后续的施工招投标、成本核算、施工进度计划制定等提供准确的数据支持。设计师可以通过BIM 平台与业主、施工单位等相关方进行实时沟通和信息共享，确保设计方案能够满足各方的需求。

（二）人工智能辅助设计

人工智能技术在建筑设计阶段的应用主要体现在方案优化、性能分析等方面。利用人工智能算法对建筑方案进行优化，可以根据设计目标（如节能、采光、通风等）自动生成多个设计方案，并对各方案进行评估和筛选，提高设计方案的合理性和经济性。

在建筑性能分析方面，人工智能技术可以结合BIM 模型和气象数据、地质数据等，对建筑的能耗、舒适度、结构安全性等进行模拟和预测。例如，通过人工智能算法对建筑的能耗进行分析，可以优化建筑的保温隔热设计和空调系统配置，实现建筑的节能目标。

三、智能建造技术在建筑施工阶段的集成应（一）施工过程自动化与智能化装备应用

智能施工机器人：在建筑施工中，智能施工机器人可以替代人工完成一些重复性高、劳动强度大、危险性高的工作，如墙体砌筑、混凝土浇筑、钢筋绑扎等。例如，墙体砌筑机器人可以根据BIM 模型的参数自动抓取砖块，并按照预定的砌筑方式进行砌筑，不仅提高了砌筑效率和质量，还降低了人工劳动强度和安全风险。

自动化施工设备：如自动化塔吊、智能混凝土输送泵等，这些设备通过配备传感器、控制系统等，可以实现自动定位、自动操作和远程监控。自动化塔吊能够根据施工进度和物料需求自动规划吊装路径，提高吊装效率和安全性；智能混凝土输送泵可以实时监测混凝土的流量、压力等参数，并自动调整输送速度和压力，确保混凝土浇筑质量。

（二）物联网与施工现场监测

物联网技术通过在施工现场布置大量的传感器（如温度传感器、湿度传感器、位移传感器、振动传感器等），可以实时采集施工现场的各类数据，如环境参数、设备运行状态、结构变形情况等，并将这些数据传输到数据中心进行分析和处理。

通过对这些数据的分析，可以及时发现施工现场的安全隐患和质量问题，并采取相应的措施进行处理。例如，通过监测模板的位移和应力变化，可以提前预警模板坍塌 的风险；通过监测混凝土的温度变化，可以掌握混凝土的养护情况，确保混凝土强度的增长。同时，物联网技术还可以实现对施工现场人员的定位和管理，提高施工现场的安全管理水平。

（三）大数据与施工进度管理

大数据技术在施工进度管理中的应用主要体现在进度计划优化、进度跟踪和预警等方面。通过收集和分析

历史施工数据、当前施工进度数据、资源 进度预测模型，对施工进度进行准确预测。根据预测结果，能够及时调整施 进度按计划进行。当施工进度出现偏差

时，大数据分析可以快速找出偏差原因，并发出预警，提醒管理人员采取措施进行纠偏。例如，通过分析各工

序的施工时间和资源消耗情况，可以优化工序衔接，减少工期延误。

四、智能建造技术在建筑施工管理阶段的集成应用（一）基于BIM 的施工管理平台

基于BIM 技术的施工管理平台可以实现施工全过程的信息化管理，将施工进度、质量、安全、成本等信息集成到 BIM 模型中，实现信息的实时共享和协同管理。管理人员可以通过平台直观地了解施工进展情况，及时发现和解决问题。

在质量管理方面，通过将质量检查数据与BIM 模型关联，可以对质量问题进行定位和追溯，提高质量管理的效率和准确性；在安全管理方面，利用BIM 模型进行安全隐患模拟和分析，制定针对性的安全防护措施，并将安全交底信息集成到模型中，提高施工人员的安全意识；在成本管理方面，通过BIM 模型的工程量统计和成本核算功能，可以实现成本的动态控制和分析，降低施工成本。

（二）区块链技术在工程合同与供应链管理中的应用

区块链技术具有去中心化、不可篡改、可追溯等特点，在工程合同管理中，可以实现合同的签订、履行、变更等全过程的透明化和可追溯，减少合同纠纷。通过区块链平台，合同各方可以实时查看合同状态和履约情况，确保合同的顺利执行。

在供应链管理中，区块链技术可以实现建筑材料的溯源管理，记录材料的采购、运输、存储、使用等信息，确保材料的质量和来源可追溯。同时，区块链技术还可以优化供应链的资金流和信息流，提高供应链的效率和协同性。

五、智能建造技术集成应用面临的挑战与对策

（一）面临的挑战

技术集成难度大：智能建造技术涉及多个领域和多种技术，不同技术之间的兼容性和集成性较差，需要进行大量的技术研发和整合工作。

人才短缺：智能建造技术的应用需要既懂建筑施工专业知识，又掌握信息技术的复合型人才，目前这类人才在建筑行业较为短缺，制约了智能建造技术的推广应用。

成本较高：智能建造技术的应用需要投入大量的资金用于设备购置、软件开发、人员培训等，对于一些中小型建筑企业来说，难以承担高额的成本。

标准规范不完善：目前，智能建造技术的标准规范还不够完善，导致各企业的技术应用水平参差不齐，影响了智能建造技术的协同发展。

（二）对策

加强技术研发与整合：政府和企业应加大对智能建造技术研发的投入，鼓励产学研合作，开展关键技术攻关，提高技术的集成性和兼容性。

加强人才培养：高校和职业院校应调整专业设置，增设智能建造相关专业，培养复合型人才；企业应加强对现有员工的培训，提高员工的信息技术应用能力。

加大政策支持力度：政府应出台相关政策，对应用智能建造技术的企业给予资金补贴、税收优惠等支持，降低企业的应用成本。

完善标准规范体系：相关部门应加快制定智能建造技术的标准规范，明确技术应用的要求和方法，引导企业规范应用智能建造技术。

六、结论

智能建造技术在建筑施工全过程中的集成应用，为建筑行业的转型升级提供了有力支撑。通过在设计阶段应用BIM 和人工智能技术，提高了设计质量和效率；在施工阶段应用智能装备、物联网和大数据技术，实现了施工过程的自动化、智能化和信息化管理；在管理阶段应用BIM 管理平台和区块链技术，提升了管理水平和协同效率。

参考文献

[1]万敏。智能建造技术与建筑工程应用[M].北京：中国建筑工业出版社，2023.

[2]李强.BIM 技术在建筑施工全过程中的集成应用研究[J].施工技术，2023，52（10）：78-82.

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