【摘要】房屋建筑全生命周期的智慧管控是提升工程建設(shè)質(zhì)量與效率的關(guān)鍵手段。文章探討了智慧管控的概念及其在房屋建筑中的技術(shù)支撐，包括物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù)的應(yīng)用。從規(guī)劃與設(shè)計(jì)、施工以及運(yùn)維階段3個(gè)方面，提出了全生命周期智慧管控的具體策略，并通過(guò)實(shí)際項(xiàng)目分析了智慧管控技術(shù)的實(shí)踐效果與經(jīng)驗(yàn)。研究結(jié)果表明，智慧管控能夠?qū)崿F(xiàn)施工進(jìn)度與質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)控、設(shè)施運(yùn)維的智能化管理以及全生命周期數(shù)據(jù)的高效利用，為建筑行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展提供了重要支持。

【關(guān)鍵詞】房屋建筑施工；全生命周期；智慧管控

【中圖分類(lèi)號(hào)】TU714 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-6028（2025）02-0034-03

0 引言

隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，工程建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，傳統(tǒng)的施工監(jiān)督管理方式已難以滿(mǎn)足日益復(fù)雜的工程需求。全生命周期智慧管控是一種基于信息技術(shù)的新型管理模式，能夠貫穿工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)維的各個(gè)階段，對(duì)建筑項(xiàng)目進(jìn)行全面、實(shí)時(shí)和高效管理。

1 智慧管控在房屋建筑中的應(yīng)用基礎(chǔ)

1.1 智慧管控的概念與內(nèi)涵

智慧管理模式融合了物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等前沿技術(shù)，其核心理念在于依托數(shù)據(jù)的即時(shí)搜集、深入分析與決策輔助，達(dá)成對(duì)施工全流程的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)管。自規(guī)劃設(shè)計(jì)至運(yùn)行維護(hù)，建筑項(xiàng)目均強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)與全生命周期管理貫穿各個(gè)環(huán)節(jié)。施工管理者依托智慧管控，對(duì)項(xiàng)目動(dòng)態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以有效優(yōu)化資源配置，工程質(zhì)量與效率也由此得到顯著提升。

1.2 房屋建筑智慧管控的技術(shù)支撐

1.2.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過(guò)傳感器設(shè)備，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、機(jī)械設(shè)備及施工人員。在精準(zhǔn)測(cè)量混凝土的溫濕度這一環(huán)節(jié)中，智能傳感器扮演著至關(guān)重要的角色，其性能直接關(guān)系到施工質(zhì)量的達(dá)標(biāo)與否。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備負(fù)責(zé)監(jiān)控機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)識(shí)別故障隱患，從而有效防止因設(shè)備故障而引發(fā)的施工進(jìn)度延誤。

1.2.2 大數(shù)據(jù)分析在管理中的價(jià)值

施工活動(dòng)全過(guò)程中，將產(chǎn)生涵蓋材料耗用、人員配置與施工進(jìn)度追蹤等全方位的數(shù)據(jù)資料。運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行高效整合，進(jìn)而產(chǎn)出關(guān)鍵決策所依賴(lài)的統(tǒng)計(jì)報(bào)告。

1.2.3 人工智能技術(shù)在決策中的輔助作用

在施工決策領(lǐng)域，人工智能技術(shù)展現(xiàn)出卓越效能，尤其是在風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警和方案改進(jìn)環(huán)節(jié)。例如，某項(xiàng)目通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)模型預(yù)測(cè)施工期間可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，并制定了有效的防范策略，從而顯著降低了事故率。

1.3 智慧管控在建筑管理中的發(fā)展現(xiàn)狀

智慧管控技術(shù)的應(yīng)用范圍逐步拓寬，但仍面臨諸多挑戰(zhàn)。技術(shù)應(yīng)用程度不足、數(shù)據(jù)共享障礙以及認(rèn)知局限等問(wèn)題需要得到進(jìn)一步解決。隨著技術(shù)創(chuàng)新與推廣，智慧管控正逐步成為行業(yè)主流方向。

2 房屋建筑全生命周期智慧管控策略

2.1 規(guī)劃與設(shè)計(jì)階段的智慧管控策略

2.1.1 建筑信息模型（BIM）技術(shù)的全生命周期應(yīng)用

在房屋建筑施工全生命周期中，建筑信息建模技術(shù)扮演著至關(guān)重要的角色，其顯著特征為高度可視化與數(shù)據(jù)集成功能。在某城市醫(yī)院建設(shè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)階段，運(yùn)用BIM技術(shù)對(duì)管線布置方案進(jìn)行優(yōu)化，從而節(jié)約了56萬(wàn)元管線材料費(fèi)用，并且將施工沖突調(diào)整時(shí)間減少了80 h。

施工過(guò)程中，BIM在材料分配與施工指引方面得到廣泛應(yīng)用。在某商用辦公樓項(xiàng)目地基施工階段，BIM技術(shù)成功預(yù)測(cè)鋼筋需求量達(dá)980 t，較傳統(tǒng)估算大幅削減了約15 t。施工方憑借對(duì)資源的精準(zhǔn)配置，有效削減了采購(gòu)及運(yùn)輸環(huán)節(jié)的開(kāi)支[1]。

在運(yùn)維環(huán)節(jié)，BIM系統(tǒng)持續(xù)扮演著至關(guān)重要的角色。物流樞紐采用BIM技術(shù)監(jiān)測(cè)后，發(fā)現(xiàn)貨運(yùn)電梯使用頻率異常升高，據(jù)此及時(shí)提出預(yù)先更換關(guān)鍵部件的方案，從而有效避免了因設(shè)備故障引發(fā)的運(yùn)營(yíng)中斷，直接避免了60萬(wàn)元的經(jīng)濟(jì)損失。建筑全生命周期中，BIM技術(shù)憑借數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策模式，顯著提升了設(shè)計(jì)優(yōu)化、施工效率及運(yùn)維管理水平，其價(jià)值得以充分體現(xiàn)。

2.1.2 環(huán)境影響與可持續(xù)性評(píng)估的智慧化

在建筑項(xiàng)目的實(shí)施中，環(huán)境影響評(píng)估顯得尤為關(guān)鍵，而智慧管控技術(shù)的引入，為評(píng)估流程注入了嶄新手段。選取某綠色住宅項(xiàng)目為樣本，該項(xiàng)目運(yùn)用環(huán)境仿真技術(shù)對(duì)日照、通風(fēng)及溫度的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行評(píng)估，經(jīng)過(guò)優(yōu)化后的設(shè)計(jì)方案節(jié)約了1 200 m3混凝土，同時(shí)減少了450 tCO2的排放。

在能源消耗領(lǐng)域，智慧評(píng)估系統(tǒng)得以運(yùn)用，其建模功能不可或缺。在辦公樓設(shè)計(jì)之初，采納了涵蓋全生命周期的能耗評(píng)估工具，并選用了高性能的隔熱材料以及太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)，此舉每年可減少能源費(fèi)用約200萬(wàn)元。應(yīng)用該技術(shù)手段進(jìn)行精確評(píng)價(jià)，顯著提升了設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化水平，并為進(jìn)一步的低碳運(yùn)營(yíng)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[2]。

2.2 施工階段的智慧管控策略

2.2.1 工程進(jìn)度的實(shí)時(shí)監(jiān)控與智能調(diào)度

在施工階段，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能調(diào)度系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)智慧管控。某工業(yè)廠房項(xiàng)目地基在施工期間部署了200個(gè)智能傳感器，這些傳感器每日收集施工設(shè)備運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)、效能與故障數(shù)據(jù)，并據(jù)此編制出即時(shí)報(bào)告。針對(duì)某臺(tái)運(yùn)行出現(xiàn)異常的塔吊，系統(tǒng)迅速調(diào)整了任務(wù)分配，有效保障了施工進(jìn)度，防止了長(zhǎng)達(dá)1.5 d的潛在延誤。

某城市地鐵建設(shè)項(xiàng)目引進(jìn)智能調(diào)度系統(tǒng)，有效管理超過(guò)100臺(tái)施工設(shè)備，在關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)上削減工時(shí)540 h，降低直接人工成本達(dá)100萬(wàn)元。實(shí)施上述技術(shù)手段，使實(shí)時(shí)監(jiān)控與智能調(diào)度的作用在提升施工效能及風(fēng)險(xiǎn)管控層面顯現(xiàn)出切實(shí)的效用。

2.2.2 施工質(zhì)量的在線監(jiān)測(cè)與問(wèn)題預(yù)警

在線監(jiān)測(cè)技術(shù)為保障項(xiàng)目成功提供了施工質(zhì)量的堅(jiān)實(shí)技術(shù)支持。在混凝土澆筑階段，某高層住宅項(xiàng)目部署了150臺(tái)智能監(jiān)測(cè)設(shè)備，全時(shí)段對(duì)混凝土的強(qiáng)度與溫度進(jìn)行持續(xù)監(jiān)控。項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示混凝土溫度異常，系統(tǒng)及時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)。面對(duì)這一狀況，管理團(tuán)隊(duì)在短短15 min內(nèi)果斷調(diào)整施工參數(shù)，成功規(guī)避了可能導(dǎo)致的200萬(wàn)元以上的返工損失。

某商業(yè)綜合體項(xiàng)目依托高精度攝像頭實(shí)時(shí)監(jiān)控鋼筋的綁扎與焊接狀況，并按小時(shí)自動(dòng)產(chǎn)出詳盡的質(zhì)量評(píng)估報(bào)告。項(xiàng)目質(zhì)量不合格點(diǎn)數(shù)量銳減至90個(gè)，從而直接為檢查與整改環(huán)節(jié)節(jié)省了40萬(wàn)元資金。質(zhì)量管理效率因在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用而大幅提升，同時(shí)顯著減少了施工過(guò)程中的資源浪費(fèi)與經(jīng)濟(jì)損失[3]。

2.3 運(yùn)維階段的智慧管控策略

2.3.1 建筑設(shè)施的智能運(yùn)維與預(yù)測(cè)性維護(hù)

在運(yùn)維階段，借助傳感器網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，智慧管控技術(shù)為建筑設(shè)施帶來(lái)了高效管理及預(yù)測(cè)性維護(hù)支撐。該技術(shù)的運(yùn)用，依托于海量分布式的物聯(lián)網(wǎng)傳感器以及卓越的數(shù)據(jù)處理效能。某大型購(gòu)物中心的空調(diào)系統(tǒng)配備300枚感應(yīng)器，負(fù)責(zé)對(duì)氣溫、濕度、能耗及設(shè)備運(yùn)作狀況進(jìn)行不間斷的動(dòng)態(tài)跟蹤監(jiān)控。在1 d之內(nèi)，系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到某臺(tái)空調(diào)壓縮機(jī)的負(fù)荷參數(shù)呈現(xiàn)出異常的波動(dòng)現(xiàn)象，基于對(duì)歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)的深入分析，系統(tǒng)預(yù)測(cè)該設(shè)備可能在接下來(lái)的3 d內(nèi)發(fā)生故障。

某教育機(jī)構(gòu)在校園建筑中采納了智能控制的照明系統(tǒng)，此系統(tǒng)依托傳感器對(duì)室內(nèi)光線強(qiáng)度及人員動(dòng)態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，進(jìn)而靈活調(diào)整燈光亮度和啟動(dòng)時(shí)機(jī)。經(jīng)過(guò)第一年的運(yùn)行，該系統(tǒng)成功節(jié)省了18萬(wàn) kW .h的電能，相當(dāng)于減少了36萬(wàn)元電費(fèi)開(kāi)支。在夜間時(shí)段，學(xué)校區(qū)域閑置燈光開(kāi)啟時(shí)間銳減至2 000 h左右，此舉顯著減少燈具磨損頻率，相應(yīng)地拉長(zhǎng)了設(shè)備的使用期限。在智能運(yùn)維系統(tǒng)的協(xié)助下，對(duì)設(shè)備整體健康狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，為設(shè)備更新與維護(hù)作業(yè)提供了精準(zhǔn)的科學(xué)參考。

2.3.2 全生命周期數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)管理與存儲(chǔ)

在智慧管控領(lǐng)域，全生命周期數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)與管理扮演著至關(guān)重要的角色，為建筑行業(yè)的持續(xù)發(fā)展以及決策優(yōu)化構(gòu)筑了堅(jiān)實(shí)的基石。運(yùn)用該技術(shù)搜集、保存并深入剖析數(shù)據(jù)，進(jìn)而全面實(shí)施建筑項(xiàng)目從設(shè)計(jì)階段至運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段的信息化管控。某物流園區(qū)項(xiàng)目依托一體化數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，成功融合了超過(guò)500個(gè)不同子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資源，涵蓋供水、電力、消防與空調(diào)等關(guān)鍵領(lǐng)域。在平臺(tái)運(yùn)維階段，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析產(chǎn)出80份優(yōu)化報(bào)告，助力管理團(tuán)隊(duì)科學(xué)資源配置、策略?xún)?yōu)化，每年削減運(yùn)維費(fèi)用達(dá)120萬(wàn)元。

運(yùn)行優(yōu)化所依托的數(shù)據(jù)管理模式，不僅對(duì)現(xiàn)有項(xiàng)目運(yùn)行有著顯著提升，還為建筑設(shè)計(jì)的未來(lái)走向與施工技藝的精進(jìn)積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。在某市政基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程中，通過(guò)對(duì)施工與運(yùn)維關(guān)鍵數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)分析，對(duì)同類(lèi)型建筑的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)。該方案在施工過(guò)程中，對(duì)1 200 m3混凝土用量及180 t鋼筋用量進(jìn)行了優(yōu)化，不僅顯著削減了材料運(yùn)輸與儲(chǔ)存成本，而且實(shí)現(xiàn)了材料使用的效率提升。某智慧辦公樓項(xiàng)目整合了電力監(jiān)控、消防預(yù)警及安保系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，依托動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)信息共享與協(xié)同管理，并將信息通過(guò)統(tǒng)一平臺(tái)推送給運(yùn)維團(tuán)隊(duì)及相關(guān)部門(mén)進(jìn)行監(jiān)管[4]。

3 智慧管控在實(shí)際項(xiàng)目中的應(yīng)用

3.1 智慧管控的整體架構(gòu)

智慧管控的整體架構(gòu)包括3大核心模塊：數(shù)據(jù)采集與整合模塊、分析與決策支持模塊以及執(zhí)行與反饋模塊。通過(guò)傳感器網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)平臺(tái)與智能系統(tǒng)的協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)了規(guī)劃、施工及運(yùn)維的全流程無(wú)縫連接。

3.2 項(xiàng)目背景與具體應(yīng)用

以某一線城市的大型商業(yè)綜合體為例，該項(xiàng)目總建筑面積約30萬(wàn) m2，涵蓋了購(gòu)物中心、辦公樓和住宅等多功能區(qū)域。面對(duì)復(fù)雜的設(shè)計(jì)框架和多樣化需求，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)從設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)維全生命周期，全面應(yīng)用了建筑信息建模（BIM）、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）以及人工智能（AI）等智慧管控技術(shù)，以?xún)?yōu)化項(xiàng)目執(zhí)行效率并顯著降低成本。

在設(shè)計(jì)階段，通過(guò)BIM技術(shù)的高精度建模能力，團(tuán)隊(duì)得以在規(guī)劃階段清晰呈現(xiàn)各功能區(qū)域的空間布局、管線排布及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。BIM協(xié)助識(shí)別了56處設(shè)計(jì)沖突點(diǎn)，包括結(jié)構(gòu)柱和管線重疊問(wèn)題，提前調(diào)整了設(shè)計(jì)方案，成功規(guī)避了返工風(fēng)險(xiǎn)。這一優(yōu)化不僅節(jié)省了約300萬(wàn)元的潛在返工成本，還為項(xiàng)目工期減少了近15 d的延誤風(fēng)險(xiǎn)。

在施工階段，項(xiàng)目通過(guò)BIM與智能傳感設(shè)備的結(jié)合，優(yōu)化了材料調(diào)配和物流運(yùn)輸。例如，在地基施工中，BIM生成了精確的鋼筋、混凝土及其他材料的需求清單，使項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)能夠依據(jù)實(shí)際需求安排物資供應(yīng)計(jì)劃。通過(guò)智能調(diào)度系統(tǒng)優(yōu)化物流路徑和運(yùn)輸頻次，減少了材料運(yùn)輸次數(shù)約120次，并顯著削減了因重復(fù)運(yùn)輸造成的能源與人力浪費(fèi)。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，此項(xiàng)措施為項(xiàng)目節(jié)省了約100萬(wàn)元的物流成本。此外，現(xiàn)場(chǎng)部署的200枚智能監(jiān)測(cè)設(shè)備實(shí)時(shí)采集混凝土澆筑的溫度、濕度等關(guān)鍵參數(shù)，確保施工過(guò)程的質(zhì)量合規(guī)性。例如，在一次施工中，傳感設(shè)備監(jiān)測(cè)到混凝土溫度低于安全標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出警示，團(tuán)隊(duì)及時(shí)調(diào)整了施工配比與條件，從而避免了高達(dá)50萬(wàn)元的返工風(fēng)險(xiǎn)。

在運(yùn)維階段，項(xiàng)目通過(guò)傳感網(wǎng)絡(luò)對(duì)建筑設(shè)施的能耗、設(shè)備狀態(tài)等進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控。以某購(gòu)物中心的空調(diào)系統(tǒng)為例，安裝350枚智能傳感器用于實(shí)時(shí)跟蹤溫度、壓力和能耗信息。某次監(jiān)測(cè)中發(fā)現(xiàn)冷卻塔的換熱效能顯著下降，經(jīng)AI分析預(yù)測(cè)設(shè)備可能在3 d內(nèi)出現(xiàn)故障。團(tuán)隊(duì)據(jù)此提前安排清洗檢修作業(yè)，在1 d內(nèi)完成修復(fù)，避免了每日80萬(wàn)元的租戶(hù)損失。

3.3 實(shí)施效果與經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

在施工階段，通過(guò)BIM技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的聯(lián)合運(yùn)用，有效避免了設(shè)計(jì)矛盾，并成功節(jié)省了約300萬(wàn)元因返工及材料損耗所產(chǎn)生的費(fèi)用。關(guān)鍵設(shè)備利用率因引入智能調(diào)度系統(tǒng)而顯著提高，工期延誤累計(jì)風(fēng)險(xiǎn)降低，降幅近15 d。在項(xiàng)目施工過(guò)程中，通過(guò)實(shí)施環(huán)境數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與優(yōu)化措施，成功降低了約1 500 m3混凝土用量及200 t鋼筋需求，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了約400萬(wàn)元資源成本的節(jié)約。建筑設(shè)施借助全生命周期智慧管控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高效運(yùn)維保障，特別是在設(shè)備維護(hù)與能耗優(yōu)化領(lǐng)域成效斐然[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

房屋建筑施工的全生命周期智慧管控策略是建筑行業(yè)邁向智能化的重要途徑。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能等技術(shù)的融合應(yīng)用，智慧管控能夠?qū)崿F(xiàn)從規(guī)劃到運(yùn)維的全流程高效管理。研究結(jié)果表明，智慧管控技術(shù)不僅能夠提升工程效率和質(zhì)量，還能促進(jìn)綠色環(huán)保和資源節(jié)約。未來(lái)，應(yīng)加強(qiáng)技術(shù)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)據(jù)共享的協(xié)作，進(jìn)一步提升智慧管控的實(shí)踐效果，為行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供持續(xù)動(dòng)能。

參考文獻(xiàn)

[1] 金小永，高冠卿，閆小剛，等.顏春嶺大型垃圾填埋場(chǎng)環(huán)境修復(fù)智慧管控平臺(tái)設(shè)計(jì)[J].建筑技術(shù)，2024，55（20）：2503-2506.

[2] 周吉日，李沛林，盧華林，等.基于特定場(chǎng)景適應(yīng)的建筑低碳數(shù)字化管控技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[J].安裝，2024（7）：62-63.

[3] 朱愛(ài)林.AIoT智能物聯(lián)網(wǎng)管控平臺(tái)及其場(chǎng)景化應(yīng)用[J].綠色建造與智能建筑，2024（7）：117-120.

[4] 劉春平.面向建筑機(jī)電設(shè)備運(yùn)維和能源管控的BIM智慧運(yùn)營(yíng)分析[J].中國(guó)設(shè)備工程，2024（12）：26-27.

[5] 郭峰，李婷，賀晉，等.基于數(shù)字孿生的智慧建筑綜合管控技術(shù)研究[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2024，16（5）：74-79.

[作者簡(jiǎn)介]萬(wàn)慶峰（1975—），男，湖北孝感人，專(zhuān)科，工程師，研究方向：工程質(zhì)量監(jiān)督。