智能化施工設備在建筑工程中的應用與發展摘要：文章先闡述了智能化建筑的系統類型，包括通信系統、信息系統及自動化系統，分析了這些智能化施工設備如何協同工作來提高施工效率和質量。智能化技術在建筑工程中的應用情況，如自動化施工、智能監測、BIM技術以及無人機監測等，展示了該技術如何優化工程和降低成本。隨著科技的飛速發展，智能化施工設備已成為推動建筑行業轉型升級的重要力量。探討智能化施工設備在建筑工程中的應用，以期為行業從業者提供有益的參考和啟示。關鍵詞：智能化施工設備；建筑工程；應用引言建筑行業正處于一場技術革命的邊緣。隨著人工智能、物聯網和機器人技術的進步，傳統的施工方法正在迅速向智能化轉型。智能化施工設備不僅能夠提升施工效率與質量，還為綠色環保和可持續發展提供了全新的可能性。同時，這些先進的技術還能為企業創造更高的附加價值，在競爭日益激烈的市場中占據優勢。傳統施工方式通常受到人力資源有限、人為誤差較多以及施工周期長等因素的影響。而智能化施工設備通過精準的數據處理與自動化操作，大幅減少了人為失誤的可能性，顯著提高了工作效率和工程精度[1]。此外，還能優化資源利用，減少浪費，從而更貼合綠色建筑的理念。對于建筑企業而言，采用智能化設備不僅是順應時代潮流的需要，更是提升品牌價值和核心競爭力的重要途徑。一、智能化建筑的系統類型1、通信系統通信系統是智能建筑實現設備有效互通的基礎。目前的通信方式有無線傳感器網絡(WSN)、5G通信、邊緣計算等，對于施工區域的溫濕度、光照度或者振動等，無線傳感器能夠實時采集并將數據傳遞，方便提前了解異常情況并進行處理；通過5G網絡傳輸進行高清視頻監控，5G信號能夠方便管理人員遠程對施工狀態進行檢查，節省了人力巡查成本，提升了管理效能。通信系統能夠將所有信息處理完成后，在最短時間內準確傳輸至相應平臺，從而進行后續的分析和判斷[2]。2、信息系統信息系統是智能化建筑的“大腦”，主要作用是從收集數據、分析數據、儲存數據到呈現實時數據，最終使其轉化為對現場施工過程有用的指導信息，信息系統是建筑施工信息技術常見的產品，包括BIM系統、數據分析云服務、云計算等工具。建筑工程項目管理人員可通過BIM模型，將建筑的設計文件、施工圖紙、材料清單、施工計劃、圖紙信息等歸整在一個三維建模系統中，各專業的人員都可以上系統，了解設計人員、工程人員和施工單位施工所需的參考信息，進行高效的數據統計處理和優化設計，方便快捷地相互溝通，合理規劃項目。結合大數據分析功能，分析過去的歷史大數據，可以預測出現的問題，提前預估問題解決措施，從而避免影響工期、產生資金損失等情況出現[2]。3、自動化系統智能化的自動化系統是指智能化建筑的實際操作水平，智能化自動化涉及到從施工過程中機械的操作、原材料的運輸等都需要利用人工智能進行嵌入操作，達到了精準自動運行的目的，例如，無人挖掘機、混凝土3D打印裝置以及自動式塔吊已經成為很多智能化施工的標配系統，自動化裝置在遇到復雜的環境時可以自己完成操作流程，不僅節省了大量的人力，還有效保證施工操作的安全效率。再加上GPS定位系統以及視覺識別系統，自動化裝置還可以自行在一些特殊的環境中工作，這樣就將施工的工作范圍進一步擴大。二、智能化技術在建筑工程中的施工過程1、做好施工前的準備施工過程中所用的智能化設備對于整個建筑過程具有很大的影響，在工程施工之前、施工之中以及施工結束之后的維護工作中都會用到智能化設備。工作人員配備最新的傳感器、數據分析軟件或者自動化控制系統對整個施工過程進行遠程監控與指揮，施工過程首先是對施工中可能遇到的問題進行處理，但是傳統的施工測量過程往往會產生一些偏差和錯誤，而像這種智能化設備也能夠利用一些手段對施工現場中的場地進行更準確和可靠的相關數據的收集，例如全站儀和三維激光掃描儀，使整個設計方案能夠更加精確可靠的完成。在施工之前只需要收集到場地數據，就能夠將坐標位置以及場地高度等數據，之后將相應的數據集成并繪制出整個施工現場平面圖。若要對一些施工現場進行前期勘測，則可以通過三維激光掃描儀在很短的時間內將施工范圍大面積的信息掃描出來，并在對施工現場的信息掃描之后借助三維立體信息能夠對一些可能存在安全隱患的因素提前預判，就能保證整個施工現場的安全平穩。在建設場地之后借助BIM對整個建筑模型進行相應的測試與模擬工作，根據模擬效果就可以優化方案，可減少現場變更[3]。2、做好系統間的處理工作物聯網技術可使設備與設備相連接，使用傳感器及通信單元采集、傳輸數據。比如在對工地所用的各種機械設備安裝傳感器，采集它們在運轉時的狀態及工作環境狀況，再通過物聯網平臺收集匯總，可遠處監控機械設備，發現其出現的問題。另外利用物聯網技術對物料實現追蹤，通過RFID識別技術實時記錄物料所在位置、狀態等信息，避免物料丟失及物料的被錯用，提高施工效率。自動化控制在建筑工程中已被廣泛使用，利用多種傳感器與執行器對施工過程進行自動化控制，使混凝土泵車能夠通過自動化控制而精確布料。智能化技術對數據分析，可為項目管理人員提供準確、合理的決策依據。此外，該技術還能分析天氣，對施工進度產生作用，以便早做安排，及時調整施工進度，對比不同施工方案數據，最終選擇最優的施工方案，提高施工效率及施工質量。3、做好傳感器安裝工作傳感器作為智能化施工設備的重要組成部分，其安裝工作直接關系到整個系統的穩定性和準確性。傳感器的選擇需根據具體的施工需求和應用場景來確定。常見的傳感器類型包括溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器、振動傳感器等。在選擇傳感器時，應考慮其測量范圍、精度、響應時間和穩定性等因素。在混凝土澆筑過程中，溫度傳感器用于監測混凝土內部的溫度變化，以防止溫差過大導致裂縫。振動傳感器則用于監測大型機械設備的運行狀態，確保其平穩運行。傳感器的安裝通常涉及固定、連接和校準三個步驟。首先，固定傳感器時需確保其穩固且不受外界干擾。例如，溫度傳感器應安裝在混凝土澆筑區域的中心位置，以獲取最準確的溫度數據。其次，傳感器需與數據采集系統進行連接，常用的連接方式有有線連接和無線連接。有線連接適用于距離較近的情況，而無線連接則更適合長距離或移動設備的監測。4、合理搭配線路布置智能化的施工設備中的傳感器安裝質量也是智能化施工的重要體現，傳感器的選擇直接決定施工的穩定性，也影響智能化施工設備的精準度。常用的傳感器主要有溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器、振動傳感器。不同的傳感器在選擇時應當依據實際施工的種類以及施工的地點而定，例如溫度傳感器和濕度傳感器常在混凝土澆筑過程中使用，用于測定混凝土內部溫度，防止因溫差過大出現裂縫。振動傳感器用于大型機械設備的監測，促使大型機械設備穩定運行。安裝傳感器的方法一般分為三步進行，首先需要確保傳感器安裝的固定，傳感器要固定在受外界干擾較少的位置，而將溫度傳感器安裝在混凝土澆筑的位置中，使監測的溫度更精確；其次就是將傳感器和數據采集系統相連接，根據現場需要選擇合適的連接線，有線連接適合較短的距離，而無線連接適合監測更遠的距離或者移動設備。三、智能化技術在建筑工程施工中的應用1、自動化施工線路合理布置是保證智能化施工裝備順利運作的要素之一。線路布局要合理，能降低設備的失衡問題和不穩定問題，使設備使用更長的時間，成本更低，滿足保證安全性和穩定的生產條件。線路一般應采用“之”字形或者環形敷設，最簡單化，路徑長度最短、轉彎最少，不交叉、不相互纏繞。這種鋪設方法的好處是既減少線路出故障的概率，也方便日后對其進行維修處理。電纜均要在相關標準和要求范圍內進行安裝，杜絕電線的漏電、短路等現象產生。線路敷設采用電纜種類和規格應依據相應設備的功率大小和電流大小以及使用環境來確定。例如一些大功率的設備采用耐熱性好、耐磨程度高的電纜，而低功率設備則可以用普通電纜。敷設方式應依據現場的環境、電纜的走向、電纜的長度和彎曲半徑來確定鋪設的長度，注意盡量要采用直線進行敷設，保護電纜采用電纜橋架或電纜槽，以防電纜在敷設的過程中出現外部物理沖擊。電纜接頭應用防水接頭，做好接頭的絕緣處理。此外，電纜接頭部位使用電纜防水接頭，避免人員不慎接觸發生電擊，危害人身安全。不同類型的線路在進行線纜的敷設時應避免有交叉的現象。信號線和電源線在敷設過程中應盡量分路徑并行，相互之間可以不用保持一定的距離，盡量保持50cm以上，可以避免相交互絞。當信號線和電源線兩種線纜交叉相互無法分開敷設時，應采用屏蔽線纜，信號線和電源線在一些特殊的位置上可以加裝隔離裝置，以盡量避免信號線的相互干擾。2、智能監測在結構受力節點等位置安裝應變片、加速度計等傳感器，實現實時結構的應力、應變、振動等信息監測。傳感器監測的數據傳輸到監測中心，通過大數據和人工智能算法對結構進行監測和預測，當結構監測參數突變，迅速發出警報以提醒相關施工人員采取對應措施，避免結構安全事故的發生。施工場域環境中存在很多對施工人員健康、周邊居民生活環境有影響的環境污染物如噪聲、粉塵、有害氣體等，可以通過在施工場區及周邊設置空氣質量傳感器、噪聲傳感器等智能環境監控裝置，及時對施工場域的環境數據進行監控，當污染物超標時，迅速啟動降塵設備、降噪設施，提醒相關工作人員做出措施處理，改善施工場域環境。3、BIM技術在設計階段，BIM技術打破了傳統二維設計所無法兼顧的局限性，以三維數字化模型作為載體，將建筑工程項目的各類信息進行整合，包括建筑構件大小、材料、空間位置等等。設計師可根據BIM模型進行可視化設計，直觀的表達建筑的外觀與內部布局，提前發現設計中存在的問題，例如空間沖撞、管線碰撞，并及時地優化調整。進入到施工階段，BIM技術的應用更是發揮了重要的作用。施工人員可利用BIM模型進行施工模擬，提前預估施工流程、有效控制施工進度。模擬不同施工方案中的施工過程，分析不同方案的優缺點，選擇最優的施工方案。進入到項目運營維護階段，BIM模型作為建筑項目的數字化資產，為運營維護人員提供的是全面的、準確的信息，運營維護人員可通過BIM模型快速定位建筑設備的位置、了解設備參數、運行狀態，制定科學的、合理的維護計劃。4、無人機監測利用無人機及時且真實地測繪現場周邊地形地貌，搭載了高精度測繪相機和激光雷達的無人機，在地面進行低空飛行掃描，獲取較大范圍的高分辨率地形圖像以及三維點云數據，再借助專業測繪軟件對上述數據進行處理，就可以生成高精度的數字地形圖、三維地形模型等基礎數據，為建筑工程的規劃設計及場地土方的計算工作提供一定的參考依據。而且這種無人機測繪作業相比傳統的地面測繪作業具有較快的速度，較高的精度，較低的成本等優點，更適合于在地形復雜、交通不便、規模較大的區域進行航飛作業。通過分析、比較不同時期航拍影像，施工管理人員還能直觀地了解到工程進展的情況，例如建筑物的建設進度，場地平整的情況等；另外，通過圖像識別以及人工智能算法，也能對施工現場施工活動的數目與施工人員數量等進行統計與識別，如施工機械、施工人員，進一步為施工過程的監控、指導提供更多的信息，有助于管理。結束語智能化施工設備在建筑工程中的應用與發展具