建筑工程施工新技術的應用

郭冰雁

(長治市住房保障和城鄉建設管理局，山西長治 046000)

隨著現代科學技術的不斷進步以及人類活動對現代建筑的更高要求，促使了建筑施工不斷的融合新的技術特點，以滿足現代人類活動的各項需求。建筑施工已經向著多元化方向發展，在傳統的施工技術上不斷的改進與完善。新型施工技術的不斷涌現，提高了施工效率，增強了建筑體的安全性能和多功能性。計算機信息網絡技術的發展促使了智能建筑的不斷涌現，新型施工技術為建筑物提供了更高的安全保障，新型建筑材料朝著綠色環保和智能化方向發展，使得建筑物更能滿足現代人的居住要求。伴隨著科學技術的不斷發展，未來建筑物的發展勢必朝著智能化、綠色化、一體化、超高層化、生態化、海洋工程化等方向發展。其中很多領域的新型技術問題還有待進一步的改進與完善，這就需要更多的技術投入和國家政策支持。

1 虛擬現實信息技術在現代建筑施工中的應用

隨著現階段虛擬現實技術的不同發展與應用推廣，建筑施工行業也因此而產生了虛擬信息技術化的虛擬建筑施工技術。虛擬建筑技術簡稱VC即是Virtual Construction。通過計算機信息處理技術實現建筑過程的虛擬化預前呈現。其采用計算機信息處理建模技術，對建筑過程的各個環節實現仿真再現。其中包括建筑項目的整體規劃、建筑結構設計、施工組織分配與管理設計、建筑工程配套設施分析、建筑產品質量與性能分析等各個方面。以分析和預測施工中可能出現的問題，達到在實際施工之前便做好全方面的預防處理措施，以保障工程中出現的人為和環境突發因素得到有效地解決，實現對項目成本的科學化、數據化控制、精確的掌握工程的施工整體進度，同時虛擬現實技術的應用可以協助施工參與單位決策系統的完善、優化以及整體控制，從而實現建筑企業在企業核心競爭力上的提升。其虛擬仿真技術的模型如圖1所示。

圖1 虛擬仿真技術各要素關系圖

通過計算機仿真技術，同時建立建筑過程中的實際施工模型和施工效果模型，通過虛擬模型來模仿施工系統內部所發生或將要發生的運動過程。計算機仿真技術是以多學科知識為綜合技術的交叉性科學技術，以計算機應用專業軟件為處理工具，通過虛擬實驗的方法來進行分析和處理問題。通過此技術在建筑施工中的具體應用可以有效地縮短工程的決策時間，實現人力、財力和各類建筑材料的合理分配，并提高建筑過程的安全可靠性。

2 高性能混凝土在建筑施工中的應用

高性能混凝土定義為以耐久性和可持續發展為基本要求并適合工業化生產施工的混凝土。與傳統混凝土相比，這種高性能混凝土在配比上的特點是低用水量(水與膠結材料總用量之比低于0.4，或至多不超過0.45)，較低的水泥用量，并以化學外加劑和礦物摻合料作為水泥、水、砂、石之外的必需組分。高強高性能混凝土技術是我國現階段建設部正在大力推廣的“十項建筑業新技術”的重點對象之一，它也是未來很長一段時間高性能混凝土的發展趨勢。高性能混凝土作為現階段與高新科學技術相結合的技術性產物，其具有抗壓和抗變形能力卓越，密度大、孔隙率相對較低等技術優勢，在高層和超高層建筑施工中受到越來越廣泛的技術應用。其相對于普通混凝土具有的顯著優勢便是超強的抗壓能力，高性能混凝土的結構是常規混凝土結構的5倍左右，其結構的高強度性正適合高層建筑的建筑需求。在實際建筑施工中研究表明，在一定的軸壓比率和配箍率范圍之內，高強度混凝土在抗震能力方面有著顯著的優勢，由于其柱體截面相對較小，可以有效地降低自身重量的增加帶來的短柱現象的產生。此外，高強度混凝土建筑材料為建筑施工預應力技術提供了有力的條件，可以采用增加高強度鋼材的使用量和人為因素的技術控制來提高受力構件的抗彎性能和抗裂能力。

3 綠色節能技術以及新型建筑材料在建筑施工中的應用

建筑設計要力求營造溫馨、舒適、環保、健康的綠色家居環境，設計以綠色環保為設計指導原則。在建筑施工中，建筑材料是其過程實現的物質基礎。建筑材料同時也占據了建筑工程造價的絕大部分。現階段建筑施工中對傳統的建筑材料已做出了較大的改進，并且同類建筑材料有了更多的可替代產品選擇。現在科學技術的進步促使新型的綠色節能材料、環保性材料、智能型材料不斷的涌現，使得現在的建筑體系朝著綠色化、智能化、人性化方向發展。新型材料的設計標準大多具有良好的性能、對自然資源的利用率較高、本身重量較輕、其耐久性和結構強度較高等方面的技術特點，從而促進了建筑施工的發展。建筑設計單位和建筑施工企業應積極開展新材料應用方面的研究和試驗工作，對性能價格比較好，有一定的經濟效益和社會效益的新材料，要及時介紹推廣新材料應用的經驗。其節能新技術推廣和應用如圖2所示。

4 高新技術在建筑施工技術中的應用展望

1)機器人技術在現代建筑施工中的應用。隨著現代建筑施工項目在各類地基結構和施工環境中的不斷擴展，人工施工手段受到了很大程度的制約。現在機器人技術的應用與發展更好的適應了此類建筑施工的要求，隨著現代機電一體化技術的提高，人工智能技術集合了計算機智能軟件技術，加快了建筑機器人的研發速度。在目前全世界范圍內，建筑機器人在日本得到了最為廣泛的應用，其中已經高達90多種建筑機器人投入到實際建筑施工中。廣泛的應用于隧道開鑿、鋼筋焊接、建筑部件噴漆、建筑結構吊裝、混凝土布料等方面。我國的建筑機器人目前仍處在初級階段，其主要被應用在建筑物噴涂和部分結構焊接方面，其用量也十分有限。但是建筑機器人相信在未來會發展成為建筑施工的重要組成部分。

圖2 建筑節能新技術推廣循環示意圖

2)生態技術在建筑施工中的應用展望。生態技術是目前科技技術領域研究的新方向，其主要是利用模擬自然界的各類生物存在形態來抽取相應的生態技術應用于人類各項生產活動之中。生態技術在建筑施工中的合理應用可以有效地降低污染的產生，以控制好建筑過程中的文明施工環境。同時生態技術的應用可以實現建筑物與自然環境的某種程度上的協調。提高居民的室內居住環境的綠色環保程度，生態技術施工可以實現施工過程中污染的產生，有效地做好與周圍環境的施工環境保護，以創造和諧的施工作業。

3)海洋技術在建筑施工中的應用。地球最廣闊的面積為海洋，隨著全世界人口壓力的不斷加劇和人類對陸地可用資源的不斷消耗，資源的緊缺將會促使人們不斷的向著海洋領域發展。未來建立海洋工業基地和生活居住地的密集度會不斷的提高。建立海洋城市的未來藍圖在不久將會呈現在人類居住新居住環境之中，海洋建筑設施亦稱海洋空間利用開發工程，它是將海面、海中、海底、海上、海岸等幾度空間，開發為生產、居住、娛樂、交通、儲藏、軍事等場所，構成海洋建筑設施。海洋建筑設施是一個新課題，對建筑施工提出了更高的要求，在這類領域內研究和開發建筑施工新技術值得人們關注。

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