基于物联网技术的装配式建筑质量与安全管理分析

2023-01-07孙浩王胜

散装水泥 2022年2期

孙浩王胜

（中国建筑第七工程局有限公司，河南郑州 450000）

20世纪90年代，我国首次出现了装配式建筑，它具有质量可控、施工耗损小、施工周期短等优点，为建筑业开辟了一条可持续发展的道路。随着物联网技术的普及，各行各业都迎来了一股革新的浪潮，装配式建筑行业需要与物联网深度融合，实现生产与安全管理的变革。例如，利用RFID物联网技术可提供装配式建筑施工安全管理的应用案例，为安全管理提供保障。为了保证装配式建筑质量，必须重视RFID技术与BIM技术的应用，及时了解应用效果，深入研究应用中存在的问题。从市场发展的角度看，许多新的物联网技术还不够成熟，需要突破多方面的限制，确保物联网技术价值最大化。例如，利用BIM技术可为建筑质量测试、建筑安全管理提供稳定数据，促进建筑业快速完成转型，建筑行业需要借助物联网技术实现信息化，实现施工安全管理环节快速通信，从而保证施工的有序性，为现场安全提供有力保障。

1 物联网概述

1.1 物联网的概念

物联网作为科学技术发展的重要产物，得到了各行各业的广泛认可。物联网定义呈多元化特点，目前，认同程度较高的概念是：以互联网技术为基础，配合无线通信技术及多种硬件设备，实现万物互联，将软件和硬件结合使用，实现网络与物体的互联。在物联网技术应用中，若要实现快速的信息通信与数据交换，必须得到硬件与软件的支持，对硬件系统进行定位与跟踪，利用软件系统进行监测与管理。利用物联网技术可以实现生产和作业，而不需要操作人员的干预。

1.2 物联网技术构架

物联网技术构架主要包括应用层、网络层和感知层。应用层主要为用户使用提供便利条件，建立应用层需要了解用户的需求，通过硬件和软件结合实现智能化应用，为数据查询系统的控制与监控提供基础条件。应用层的主要作用是处理网络传输过程中出现的各种数据，实现人与物体、设备的交互，是物联网特性的具体表现。网络层主要包括无线网络和有线网络，有线网和无线网运行中需要得到处理单元的支持，处理单元主要负责网络传输，快速实现数据处理。只有在数据进入通信网络和小型局域网后，才能创造良好的网络使用条件。感知层主要由传感网关与各种硬件传感器组成，感知层的主要作用是合理分析外部环境，识别外部物体及危险因素。物联网构架中的感知层相当于人的神经，能将电能转化为数据，再通过蓝牙或其他传输技术完成传输。

1.3 RFID技术

RFID技术是物联网技术的重要应用之一，它具有自动识别功能，主要是通过发出射频信号来完成目标分析，从而获取大量数据。RFID硬件系统主要包括阅读器和电子标签，每一个程序都有相应的编码，通过编码识别系统，阅读器还能在识别标签后获取重要信息，阅读器主要通过天线完成射频信号分析。RFID技术的应用给物联网系统带来了多种物体生命，从而更好地服务用户。RFID技术具有读取、识别功能，通过安装传感器设备完成无线传输，系统无需任何标识即可创建标签，整个操作流程具有便捷性特点，也不会出现人力资源耗损等问题。该技术能够适应多种工作环境，将RFID技术与通信技术融合，在固定范围内实现信息共享，充分发挥系统的功能。

2 物联网技术在装配式建筑质量与安全管理中的应用

2.1 安全管理控制重点分析

装配式建筑需要在初始阶段制作预制构件，然后再进行设备现场运输，安全管理上要明确控制重点，逐步优化现场工作细节，按照安全施工标准完成预制构件装载与存放，针对人力资源和安全施工等角度进行分析，提高施工效率。

2.1.1 卸载环节

在卸载预制构件时，必须明确安全控制点，合理调配专职施工人员，不断提高施工水平。预制构件自重大、占地面积大，施工过程中可能会对施工人员的安全造成威胁，因此，必须采取合理的措施消除影响施工人员安全的因素。为了逐步降低施工风险，要求施工人员具备良好的作业能力，定期检修预制构件，根据现场施工条件制定和完善检修制度，在施工现场立警示牌，最终达到安全施工的目标。

2.1.2 存放与安装环节

在预制构件存放过程中，要时刻进行监督和管理，并从施工安全的角度合理控制施工成本。施工过程中也要注意防止人为因素和操作不当造成的事故。预制构件的存放、安装要安排专业施工人员监督管理，合理排布监管时间，保证预制构件的安全。合理安排预制构件的存放环境，预防出现设备多次搬运等问题，逐渐降低施工风险，提高施工效率和质量。无关人员不得长时间停留在材料存放现场，减少安全事故发生。

2.1.3 人员安全控制环节

关注人员安全控制点，在装配式安全管理中，施工人员个人素质存在差异，为了解决人员方面的问题，需要定期对施工人员进行网络培训，使其具备安全意识，建立安全管理流程。在施工初始阶段，要对施工人员进行安全教育，落实各项基础安全措施，施工人员必须严格按照安全标准执行。施工现场应明确施工定位，防止高危作业行为发生，无关人员应及时退出施工现场，每位施工人员应配备相应安全措施，提高施工安全效果。每一位进入施工现场的施工人员都必须具备合格的资质证书，确保能够按照标准要求完成施工作业，尤其是在危险施工环节，严禁违规操作。

2.2 物联网技术在装配式建筑质量与安全管理中的应用

装配式建筑安全管理系统主要分为信息采集模块和处理模块，并借助物联网技术发挥出系统模块的全部功能。在构建系统模块时，需要利用RFID无线传输技术快速分析对象，获取相关数据，明确现场施工条件和施工位置信息，通过传感器对现场施工情况进行对比，判断施工过程中是否存在危险因素。在系统分析中若出现危险区域，系统会发出警报，同时及时纠正现场施工人员的违规行为。

2.2.1 物联网技术在预制构件处理过程中的应用

利用RFID技术可以完成设备进场和储存等环节的监控。预制构件施工对施工技术和安全管理的要求比较高，移动设备时要注意多方面的细节，施工人员要充分利用物联网技术，认真考虑设备搬运过程中可能出现的各种危险因素，及时获取系统警报，最终达到安全管理要求。另外，当系统运输出现故障，预制构件处于不稳定状态时，射频系统会及时向控制中心传递信息，告知施工人员可能存在的危险。

2.2.2 物联网技术在施工材料存放中的应用

由于施工材料的种类较多，存在存放、监管困难等问题，只有合理应用射频技术快速采集数据，才能提高库房管理质量。例如，在确定材料存放地点时，需要及时完成数据收集，明确施工人员的具体任务，当信息收集与工作安排有差异时，系统会发出监管警告，为施工人员制定监管措施提供数据依据。

2.2.3 物联网技术在预制构件吊装中的应用

在吊装施工时，需要在机械设备上安装读写器和监控系统，及时掌握材料的位置信息和空间状态，当出现危险因素时，设备需要发出报警信号，防止操作不当造成人员伤亡。在预制构件上还需要安装读写器，对整个吊装过程进行监管，明确设备吊装距离，确定施工危险区域。另外，在使用物联网系统时，可以明确施工人员之间的距离，判断施工人员是否进入了危险区域。通过系统确定预制构件高度和宽度，确定施工现场水平距离，保证射频识别系统的功能，并创造稳定的安全管理空间，逐步提高施工效率。

3 装配式建筑安全管理中应用物联网技术的难点及对策

3.1 强化政府引导作用

我国建筑行业对装配式建筑的法规还不够明确，安全管理体系还很薄弱，需要完善的法律来支撑。为了解决上述问题，装配式建筑必须以安全管理为核心，以市场为导向，逐步完善其管理体系和法律体系。政府需要为推广装配式建筑提供良好的空间，在试点城市完成可行性建设，带动装配式建筑的稳步发展。地方政府需要对装配式建筑进行扶持，建筑施工单位要明确安全管理实施方案，全面融入物联网技术，充分发挥安全管理的作用。

3.2 积极发展建筑技术

在进行装配式建筑施工安全管理工作时，由于符合市场发展需求的安全管理体系欠缺，施工技术与现实需求不匹配，导致施工安全问题和施工质量问题。要合理地解决上述问题，就必须找到符合国情的建筑结构体系，并对其进行系统分析，以满足装配式建筑的需求。装配式建筑施工技术类型较多，需要了解不同的施工监督体系，建立装配式安全管理集成技术，确保装配式安全管理技术向科学化、实用化方向发展。在运用信息系统的过程中，必须重视软件系统与硬件设备的使用，只有融入现代技术才能满足市场发展的需要，提高建筑行业在市场中的地位。

3.3 完善产业系统

目前，我国在装配式建筑行业缺乏产业配套系统，上下流产业链不完善，缺乏施工单位及相关设计，只有不断提高建筑产品质量，才能满足市场需求。装配式建筑需要全过程监督，建设单位需要与监管人员密切配合，构建标准化施工流程，实现设备配置与生产，施工单位需要积极配合完成维护，实施全过程监督和管理，整合人力资源和物力资源，完成产业合理连接，确保装配式建筑施工效率不断提高。

3.4 加强施工人员的安全管理意识

人力资源是建筑施工的重点，在装配式建筑施工中，首先要明确安全施工理念，然后结合互联网技术构建人力资源监督系统，防止施工人员违规操作。从目前的实际情况看，施工人员综合素质不高，对互联网监督与操作意识不强，不仅造成巨大的经济损失，而且制约着建筑业未来的发展。为了解决上述问题，建筑行业必须积极借鉴发达国家的生产理念，并结合我国实际情况，建立相应的管理体系。管理部门也要重视细节，使各部门能够按照标准要求履行各自的职责，完善人员培训制度和用人制度。监管人员需要了解施工现场情况，进行人员调整，做好重要管理环节的基础工作，分析施工风险因素并及时解决。