装配式建筑智慧建造及其发展趋势

装配式建筑智慧建造及其发展趋势

吴腾 姜凯 张小孔 邹魁

中国建筑第四工程局有限公司 广东广州 510030

摘要：装配式建筑是国家目前大力倡导的建筑方式，是一种新式的环保型建筑方式，在很多领域应用十分广泛。装配式建筑在很多方面都要优于传统建筑。智能化、信息化和数字化技术的融入更使装配式建筑的应用环境进一步扩大。本文通过对装配式建筑智慧建造及其发展趋势进行分析，进一步加深了对装配式建筑智慧建造的理解。

关键词：装配式建筑；智慧建造；发展趋势

1装配式建筑智慧建造中的关键技术

1.1BIM技术

BIM技术是装配式建筑智慧建造中应用最为广泛的技术之一，其最鲜明的优势就在于能高效传输信息资源，可构建全生命周期模型。在装配式建筑建造过程中会涉及多个专业和阶段，不同阶段、专业间均可构建模型辅助工程建设，为其提供施工所需的所有信息。对于智慧建筑而言信息建模是重要环节，此时便可发挥BIM技术作用。装配式建筑是对预制构件实施装配形成完整建筑体，所有预制构件都会经历设计、加工、运输等阶段，BIM技术则在各个阶段都有所作用。通过数据模型可对预制构件多个环节进行调整、控制，构建专业数据库对所有预制构件不同阶段信息予以储存、修改及查阅，是避免出现“信息孤岛”的有力举措。当前，BIM技术已在装配式建筑的三维模型构建、协同设计、动画展示等方面发挥积极影响。从三维模型中可以明确装配式建筑几何特征，根据需要将其生成与建筑对应的剖面图或立体图。与传统二维设计图相比，利用BIM技术创建的三维设计图更加立体，能准确传达工程信息。协同设计作为装配式建筑建造的重要辅助，是实现智慧化发展的前提，可利用BIM技术构建交互式机制，便于查询不同专业设计结果，帮助相关人员及时知晓建筑工程设计进度。另外，BIM技术软件还能制作和展示动态图，将建模软件和渲染软件结合后生成动态效果图，从而把原本的平面图转化为立体图，真实还原建筑项目面貌。

1.2物联网技术

物联网技术能够实时接收和储存相关信息，在装配式建筑中加以应用，则可以对各预制构件实时信息予以传输、共享。该技术主要以感知作为核心目的，能通过与相关物体相连接收和采集物体信息。物联网技术作用发挥需得到互联网支撑，将互联网视为信息共享媒介，能够对物体进行动态跟踪、识别、监测，且不仅能实现物体间的互通，还实现了人类和物体间的交互。条形码、RFID等均属于物联网技术。近年来，随着科技融合深度不断加深，建筑行业已将条形码技术用于定位和跟踪建材去向，大大增强了建材管理便捷。RFID技术利用传感器实现实时监测，当装配式建筑建造环节出现异常时，也可通过读写器快速定位，促使工作人员及时采取解决措施，避免异常蔓延。物联网技术应用实现了智能化、大规模生产，将有限资源作用发挥至最大化，强化资源配置成效，促进生产环节稳定、高效实施。整个建造环节都会安装传感器对实时数据进行采集，再通过无线通信实现数据输送，对整个建造过程展开全程监督。在对装配式建筑建造所需的构件进行生产加工时实现了精准定制，当数据达到数量级后便可对大数据予以采用。在挖掘大数据基础上，可以准确预测、匹配及管理，甚至为后续的输送、装配带来极大优势，构建一体化供应链。现阶段，我国一些大型建筑企业已经建立了网络系统和信息中心，但因为缺乏统一规划与管理，再加之系统开发时间较长，在具体应用上还存在弊端。

1.3人工智能技术

人工智能在推动智慧建筑发展中占据重要地位，已在装配式建筑规划、安全控制等众多环节广泛使用。从装配式建筑规划环节来看，传统规划主要依靠人工记录流程及设计图纸，这种方式不仅费时费力，若设计结果不符合工程所需必须经过反复修改，难免造成人工劳动力浪费，也会耽误建筑正常施工进度。在引入人工智能技术后，运筹学、逻辑学等多种学科推动着传统建筑规划改革。比如，C/S管理应用系统中包含了装配式建筑多项内容，系统主要分为员工管理、合同管理、资产管理、财务管理等多个模块，在该系统内可展开综合全面化管理。装配式建筑施工会受工艺、自然、技术等多种因素影响，为有力确保工程项目高效管理，就需利用人工智能技术进行安全诊断和故障识别。人工智能拥有人工神经网络和专家系统，能模拟人类思维方式，具备强大的学习功能。可构建动力特性模型，对任何动力荷载下的建筑反映加以预测，提前制定安全防范策略，虽对人类行为进行模仿，但从某种意义来看又是一种超越。

1.4虚拟现实技术

虚拟现实技术是一种能够根据实时反馈装置实现三维建模、仿真的计算机技术，具有极强的交互功能，可仿真出真实环境，在装配式建筑智能化发展过程中同样起到推动性作用。在装配式建筑建造时所有程序环节都应高质量完成，且各环节间紧密相连，其中任何环节出现问题都可能直接影响整体建筑质量。所以，为了避免该情况发生，在正式展开建造前都会进行模拟建造，虚拟现实技术则带来了硬件支撑。在装配式建筑前期设计阶段会产生大量数据，通过该技术可以将所有数据传入数据库与系统生成整体方案，设计人员可对方案进行在线预览，从中还可以了解该建造方案所需成本，为施工报价提供有力依据。

2装配式建筑智慧建造发展趋势

2.1集成化

以目前国内装配式建筑智慧建设现状来看，在集成化方面还有待完善。集成化发展主要是指应用系统和生产过程。在目前已有的管理应用系统中，虽然可以实现全面化管理，但在单点登录、多应用共享、协同工作等方面还需得以优化。实现生产过程集成化主要是指将设计、加工、装配、运输等流程加以综合，引入EPC等模式展开高质量管理。例如，未来移动智慧终端会成为智慧建造得力工具。智慧终端与互联网相连，具备多种操作系统，可以根据装配式建筑时需定制功能。在装配式建筑智慧发展中的作用主要体现在查阅设计图纸与装配方案、展示模型、安全质量管理等方面。与装配式建筑管理系统配合对预制构件生产规范、装配标准与具体方案等进行快速查阅。将装配前已设计完成的模型进行呈现，快速完成设计交底工作。对装配过程中存在的任何问题或突发情况实时检查，对问题进行总结和分析，辅助建筑高效完工。

2.2精细化

精细化理念已在众多领域有所应用，对于装配式建筑来说，要想推动智慧化进程就必须朝精细化方向转变。装配式建筑中的预制构件需得到精细化设计和加工，待构件运输至装配现场后，施工人员需严格根据材料表实施装配。从智慧建造初期设计一直到后期管理都需密切贯彻精细化理念，确保各流程按照预期进行。针对建造中存在的显性与隐性安全隐患需提前加以预测，对建造计划进行动态调整，以此来应对突发情况带来的不稳定因素。

3结语

综上所述，装配式建筑正朝着智慧化发展，在智慧建造过程中已广泛应用BIM、物联网、人工智能及虚拟现实等新兴技术，技术融入虽取得一些成效，但仍然面临一些不足。装配式建筑和智慧建造均涉及较高成本投入，由于实践时间较短缺乏高质量管理，在信息化人才方面也呈现出紧缺状态。在未来发展中，智慧建造可以朝着集成化、精细化等方向发展，研发出更多细致化科技产品提高智慧建造水平。为达到发展目标，需对现有标准予以完善，提高国内自主研发水平，加快专业人才养成。

参考文献

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[2]张云峰，邹敏，孙超，等.基于智慧建造技术的装配式建筑发展研究[J].青年时代，2019（16）：154-155.

[3]刘喆，周瑞.新兴信息技术下的装配式建筑智慧建造应用研究[J].中国房地产业，2019（3）：244-245.