数字化技术在建筑工程施工中的应用及发展研究

数字化技术在建筑工程施工中的应用及发展研究摘要：随着信息技术的飞速发展，数字化技术在建筑工程施工领域得到了广泛应用。本文阐述了数字化技术在建筑工程施工中的多种应用形式，包括建筑信息模型（BIM）技术、项目管理信息化、施工过程数字化监控等。分析了其应用带来的提升施工效率、保障施工质量、优化资源管理等优势，同时探讨了当前应用过程中存在的问题，如技术融合不足、人员数字化素养有待提高等。最后对数字化技术在建筑工程施工中的未来发展趋势进行了展望，以期为推动建筑行业数字化转型提供参考。

一、引言建筑行业作为国民经济的重要支柱产业，长期以来面临着施工效率低下、质量管控困难、资源浪费等问题。数字化技术的出现为建筑工程施工带来了新的机遇和解决方案。通过利用数字化技术，可以实现建筑工程施工过程的信息化、智能化管理，提高施工企业的核心竞争力，推动建筑行业向高质量发展转型。

二、数字化技术在建筑工程施工中的应用

（一）建筑信息模型（BIM）技术1.三维可视化设计与施工模拟BIM技术创建的三维信息模型集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型。在施工前，利用BIM模型进行可视化设计交底，施工人员可以直观地了解建筑结构、设备管线等空间关系，提前发现设计冲突和问题，减少施工变更。同时，通过施工进度模拟，可以根据施工计划安排，模拟不同施工阶段的进度情况，预测施工过程中可能出现的问题，优化施工方案。2.工程量计算与成本控制BIM模型中包含了构件的详细信息，能够准确快速地计算工程量。结合市场价格信息，可以进行精确的成本估算和控制。在施工过程中，根据实际完成的工程量与BIM模型数据对比分析，及时发现成本偏差并采取措施进行调整，实现成本的动态管理。

（二）项目管理信息化1.进度管理信息化借助项目管理软件，如PrimaveraP6、MicrosoftProject等，制定详细的施工进度计划，并将进度计划分解到各个施工任务和责任人。通过实时跟踪进度数据，对比实际进度与计划进度的差异，及时发现进度延误风险，采取相应的赶工措施或调整计划，确保项目按时完成。2.质量管理信息化利用质量管理软件建立质量检验批、分项工程、分部工程等质量档案，记录施工过程中的质量检查数据、试验检测报告等。通过信息化手段对质量问题进行统计分析，及时发现质量问题的分布规律和趋势，采取针对性的质量改进措施，提高工程质量水平。3.安全管理信息化采用安全管理系统，对施工现场的安全隐患进行实时监控和预警。通过设置安全风险点和相应的阈值，当施工现场的安全数据（如人员定位、设备运行状态等）超出安全范围时，系统自动发出警报，通知相关人员及时处理安全隐患，保障施工安全。

（三）施工过程数字化监控1.视频监控系统在施工现场安装多个高清摄像头，对施工现场的各个区域进行实时监控。管理人员可以通过手机、电脑等终端随时随地查看施工现场情况，及时发现施工现场的违规行为、安全事故隐患等，并进行远程指挥调度。2.物联网技术利用物联网传感器，如温度传感器、湿度传感器、压力传感器等，对施工现场的环境参数、设备运行状态等进行实时监测。通过物联网平台将采集到的数据传输到后台，实现对施工过程的智能化管理。例如，通过监测混凝土搅拌站的原材料温度、湿度等参数，优化混凝土配合比，确保混凝土质量；通过监测塔吊、施工升降机等大型设备的运行状态，及时发现设备故障隐患，提前进行维护保养。3.无人机测绘与巡检无人机具有灵活便捷、视野开阔等优点，在建筑工程施工中得到广泛应用。利用无人机进行地形测绘，可以快速获取施工现场的地形地貌数据，为施工场地平整、土方开挖等提供准确的基础资料。同时，无人机还可以用于施工现场的巡检，对高处作业区域、复杂地形区域等进行定期巡检，及时发现安全隐患和质量问题。

三、数字化技术在建筑工程施工中应用的优势

（一）提升施工效率通过BIM技术的施工模拟和进度管理信息化，施工人员能够提前优化施工方案，合理安排施工顺序和资源调配，减少施工过程中的停工、返工现象，大大提高了施工效率。例如，在某大型商业综合体项目中，利用BIM技术进行施工进度模拟，发现原计划中地下室结构施工阶段的塔吊吊运路线存在交叉冲突，通过调整塔吊位置和吊运路线，避免了塔吊相互干扰，缩短了地下室结构施工工期15天。

（二）保障施工质量数字化技术在质量管理中的应用，使得质量控制更加精细化、规范化。通过建立质量档案和数据分析，能够及时发现质量问题的根源，采取针对性的纠正措施，有效保障了施工质量。如在某住宅项目中，利用质量管理软件对混凝土试块强度数据进行统计分析，发现部分楼层混凝土强度离散性较大，通过追溯原材料、施工工艺等环节，及时调整了混凝土配合比和振捣工艺，确保了后续混凝土结构的强度质量。

（三）优化资源管理借助数字化技术，能够实现对施工资源的精准管理。通过BIM模型与进度计划的关联，合理安排材料、设备的进场时间和数量，避免资源闲置和浪费。同时，通过物联网技术对设备运行状态的实时监测，能够及时安排设备维护保养，提高设备利用率。例如，某桥梁项目通过BIM技术结合施工进度计划，精确计算各施工阶段的钢材、水泥等材料用量，提前与供应商沟通协调，确保材料按时供应，避免了材料积压和短缺现象的发生。

（四）增强施工安全管理施工过程数字化监控手段，如视频监控、物联网传感器、无人机巡检等，能够实时掌握施工现场的安全状况，及时发现安全隐患并发出预警。通过人员定位系统，可以准确了解施工人员的位置信息，在发生安全事故时能够快速进行救援和疏散。在某地铁隧道施工项目中，利用物联网传感器对隧道内的有害气体浓度进行实时监测，当有害气体浓度超标时，系统自动发出警报，通知施工人员及时撤离，有效避免了安全事故的发生。

四、数字化技术在建筑工程施工应用中存在的问题

（一）技术融合不足目前，建筑工程施工中数字化技术的应用存在各技术之间融合不够紧密的问题。例如，BIM技术与项目管理信息化系统之间的数据交互存在障碍，导致信息无法及时准确共享，影响了数字化技术整体优势的发挥。不同厂家的施工监控设备和软件之间也存在兼容性问题，增加了系统集成的难度和成本。

（二）人员数字化素养有待提高建筑行业从业人员的数字化素养参差不齐，部分施工人员、管理人员对数字化技术的认识和应用能力有限。缺乏既懂建筑工程专业知识又熟悉数字化技术的复合型人才，制约了数字化技术在建筑工程施工中的深入推广应用。例如，在一些施工现场，施工人员不会操作基于BIM模型的施工交底软件，仍然依赖传统的纸质图纸进行施工，无法充分发挥数字化技术的优势。

（三）数据安全与隐私问题随着建筑工程施工数字化程度的提高，数据安全与隐私问题日益凸显。施工过程中涉及大量的工程数据、人员信息、企业机密等，如果这些数据泄露或被篡改，将给企业和项目带来严重损失。目前，建筑行业在数据安全管理方面还存在制度不完善、技术防护措施不足等问题，需要进一步加强数据安全保障。

（四）应用成本较高数字化技术的应用需要投入一定的资金用于软件购买、硬件设备安装、人员培训等方面。对于一些中小企业来说，数字化转型的成本较高，导致其在数字化技术应用方面存在一定的顾虑。例如，一套功能完善的BIM软件价格昂贵，企业需要花费大量资金购买软件许可证，同时还需要配备高性能的计算机硬件设备，增加了企业的经济负担。

五、数字化技术在建筑工程施工中的发展趋势

（一）智能化发展未来，数字化技术将朝着智能化方向发展。利用人工智能、大数据、云计算等技术，实现建筑工程施工过程的智能决策和自动化控制。例如，通过对大量施工数据的分析和学习，建立施工质量预测模型、安全风险预警模型等，为施工管理提供更加科学准确的决策支持。同时，利用机器人、自动化设备等实现施工现场的部分作业自动化，提高施工效率和质量。

（二）与虚拟现实（VR）/增强现实（AR）技术融合VR/AR技术将与数字化技术深度融合，为建筑工程施工带来全新的体验。施工人员可以通过VR设备沉浸在虚拟的建筑环境中，进行施工方案的预演和培训；利用AR技术将虚拟信息与现实场景相结合，施工人员在施工现场通过智能终端就能获取详细的施工指导信息、设备参数等，提高施工操作的准确性和效率。

（三）全生命周期数字化管理数字化技术将贯穿建筑工程的全生命周期，从项目规划、设计、施工到运营维护，实现各阶段数据的无缝衔接和共享。通过建立全生命周期数字化管理平台，将不同阶段的数字化模型和数据进行整合，为项目的全过程管理提供全面的信息支持，提高项目的整体效益。

（四）绿色可持续发展在建筑工程施工中，数字化技术将助力绿色可持续发展。通过对施工过程中的能源消耗、资源利用等数据进行实时监测和分析，优化施工方案，减少能源浪费和环境污染。例如，利用数字化技术实现对施工现场照明、空调等设备的智能控制，根据实际需求自动调节设备运行状态，降低能源消耗。

六、结论数字化技术在建筑工程施工中的应用为建筑行业带来了诸多变革和优势，显著提升了施工效率、质量、安全和资源管理水平。然而，在应用过程中也面临着技术融合不足、人员