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      作者:建築工業化創新聯盟 發表時間: 2019-11-11 浏覽量:1360四不像必中一肖跑狗图

      清華大學土木工程系教授、博士生導師

      馬智亮

       

      随着國家産業結構調整和建築行業對綠色節能建築理念的倡導,裝配式建築受到越來越多的關注。衆所周知,裝配式建築具有減少環境污染、縮短工期、提高建造質量等優點。2016年9月,國務院辦公廳發布《關于大力發展裝配式建築的指導意見》,提出“力争用10年左右的時間,使裝配式建築占新建建築面積的比例達到30%。”前些年我們講信息化,現在講數字化,那麼,未來就是智能化,即智慧建造。裝配式建築最有條件率先走向智慧建造。下面,将從裝配式建築智慧建造目前的應用現狀、應用系統的發展及發展趨勢3方面,來作一闡述。

       

      裝配式建築智慧建造的現狀

       

      為了了解裝配式建築智慧建造的現狀,我們委托專業調研公司由PC端、手機微信端和郵箱進行調查問卷鍊接推送,共收到267份問卷。被訪對象單位類型包括政府部門、建設開發單位、勘察設計單位、科研單位等,被訪對象來自華北、華東、華南、華中等全國多個地區。調查結果顯示,在裝配式建築信息化應用情況中,裝配式建築标準化設計、裝配式建築施工與管理、裝配式建築部品生産與管理應用比例靠前,如圖1所示。




       

      在設計階段,應用BIM技術進行裝配式建築設計建模是最主要的應用點,應用最多、占比最高。其次是二維CAD施工圖設計、集成設計、基于平台的裝配式建築的協同設計等,如圖2所示。

       



       

      在生産階段,最主要的應用點占比最高的是深化設計,其次是生産管理、質量管理,占比都在40%以上,如圖3所示。



       

      在現場施工與管理階段,裝配式建築的信息化應用還比較滞後,調查數據顯示,虛拟預拼裝、可視化技術交底、預制部件質量跟蹤管理等占比較高,如圖4所示。 


       

      在裝飾裝修階段,信息化占比最高的是裝修部品部件的三維标準化圖集、模塊化設計标準、部品族庫,占比達68.16%,如圖5所示。



       

      裝配式建築智慧建造的應用系統


      之所以能進行智慧建造,是因為應用了相關的信息系統。裝配式建築和一般的建築有哪些不同和特色?我歸納為幾點:首先是裝配式建築的技術特色,包括裝配式建築設計、構件深化設計、構件生産、裝配式建築施工。和一般的設計不同,裝配式建築要進行構件的拆分,要在工廠進行制造之前進行深化設計,如要考慮吊裝的要求、構件要進行生産等;其次是裝配式建築的管理特色,包括構件的生産、庫存、配送管理和現場施工管理,與一般的建築也不一樣。

      為了使裝配式建築建造過程實現智慧建造,就需要應用相關的智能技術,從而實現感知、傳輸、計算、記憶、分析等功能。這些智能技術,感知有物聯網技術、實時定位技術,傳輸有互聯網技術、雲計算技術,記憶有BIM模型、GIS數據,等等。另外,大數據、人工智能、3D掃描、機器人等也都是一些實現智慧建造所必須具備的技術。(圖6)


       

      但是,這些技術在裝配式建築中如何利用?可以從兩個角度來考慮:一是這些技術用在了哪個環節?從裝配式建築BIM的應用點來看,可以分為設計、深化設計、構件生産、物流運輸、現場施工、物業運維等多個階段應用點,如圖7所示。二是把這些技術集成應用,形成生産系統、技術系統和管理系統。我們可以把技術系統、管理系統按層次劃分為設備層、資源層和應用層,如圖8所示。 

       

       


       

      裝配式建築智慧建造的發展趨勢


      對于未來裝配式建築智慧建造的發展趨勢,可以歸納為四點:集成化、精細化、智能化、最優化。

       

      集成化。主要是兩方面的集成:一個是應用系統一體化,包括應用系統使用單點登錄、應用系統數據多應用共享、支持多參與方協同工作;另一個是生産過程一體化,包括設計-生産-施工一體化,可以采用EPC模式、集成化交付模式等。

       

      精細化。一方面是管理對象細化到每一個部品部件。可借鑒制造業的材料表,在裝配式建築中也可以形成材料表,根據材料表在現場進行裝配即可;另一方面是施工細化到工序,通過嚴格的流程化、管理前置化降低風險,做到精益建造。

       

      智能化。在管理過程中,既然是智慧建造,就要通過系統取代人,至少是部分取代人,包含代替人去決策,或者輔助人的決策。其中,用到的數據包括BIM數據、管理數據等。另外就是作業層,可以有類人工廠和現場的作業,實現智慧化,如在現場作業可能用到3D打印,在工廠裡面普遍采用機器人,人工将會大量減少。

       

      最優化。一是要有最優化的設計方案,設計對于建築全生命期至關重要;二是最優化的作業計劃,無論是進行生産還是施工,構件生産、施工都需要最優化,特别是在構件生産階段,我們要實現柔性生産,動态調整作業計劃;三是最優化的運輸計劃,以求達到最短運輸路徑。

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