裝配式建筑智能化施工技術在建筑工程施工管理中的應用

劉穩

法正項目管理集團有限公司 山東 菏澤 274000

引言

在國家政策大力推動下，裝配式建筑迎來了快速發展時代，相比于傳統建筑形式，裝配式建筑可以有效解決建筑業勞動力匱乏和環境污染等問題。建筑工業化已成為未來建筑業發展的趨勢。實現建筑工業化，需結合數字化技術，以工業化思維研究裝配式建筑，將預制構件作為建筑的產品單元，進行設計、生產、運輸、施工全過程的在線管理。在制造業，優質的產品在其生產過程中必然伴隨著高效的數字化設計工具、智能化的自動生產加工裝備以及集成化的在線協同管理平臺。裝配式建筑的預制構件在設計、生產階段所需的資源也是一致的。因此，要實現裝配式建筑的設計智能化、生產自動化、運輸實時化、施工可視化的全流程數字化建設目標，就需要開發相應的智能設計軟件、自動化加工裝備以及全過程在線協同管理平臺[1]。

1 裝配式建筑是什么

現如今，我國建筑行業持續發展，城市建設中出現了一種新型建筑工程模型，即預制建筑工程模型。這種建筑模型區別于傳統的建筑模型，需要先將材料和設備運輸到施工場地，在施工場地進行混合、澆筑、砌筑等一系列的處理流程，最后完成建筑結構的組建。這樣的施工方法會使施工周期增加，并且施工過程中的工作量也會隨之增加，工人數和機械設備等都會增加，繼而加大了工程的成本預算。裝配式建筑的設計標準比較高，因為在裝配式建筑施工過程中常常會使用通用的構建，對這些通用構件的質量把控、安裝之后的成品效果都有很嚴格的要求。裝配式建筑的施工過程中，工程管理信息化十分明顯，施工所用到的構件信息、施工過程的技術信息、施工的質量信息等信息內容都是通過網絡平臺匯總傳輸和管理的，可見工程管理信息化的程度極高，這種管理方法也讓施工過程更加的規范和科學。裝配式建筑的這種預制建筑模式十分新穎，且優點很多，所以在如今的建筑行業當中，社會和有關建筑部門對這種模式的評價極高，在高呼聲下，裝配式建筑模式也得到了更大的推廣和應用[2]。

2 裝配式建筑的特點與優勢

“裝配式建筑”是利用“裝配”方式進行建筑工程設計、施工，由專門單位將建筑工程中會用到的通用結構生產出來，設計單位與施工單位可以結合此次建筑的具體情況預定。作為一項新的建筑施工技術，裝配式建筑諸多優勢。①顯著提高建筑工程的效率，一方面，能夠提高施工效率，工廠式的生產模式是裝配式建筑工程的核心理念，這種方式將通用性的組件提前生產出來，不需要單獨定制，減少了因單獨定制某一構件而造成的浪費時間現象，也避免了因構件尺寸不符合施工要求而造成的返工現象。另一方面，能夠顯著提高管理效率，裝配式建筑使用的構件大多數是標準化的，能夠減少設計等環節，標準化的構件也方便對產品是否符合標準進行評判。②實現不斷優化。裝配式建筑將構件生產交由專業部門進行，隨著規模的擴大、時間的累計，其制作工藝將會更加完善，制作方法也會更加先進，構件質量趨于提高。③降低了資源浪費。建筑工程是一項資源消耗大的工作，施工過程中還會產生大量的廢水、廢氣，嚴重影響大氣環境，要建設美麗中國，就必須使用集約的建造方式，減少資源浪費[3]。

3 建筑工程施工環節引入弱電智能化系統的影響因素

3.1 計算機技術帶來的影響

計算機技術是現代化技術發展的核心基礎，計算機技術的發展改變了人們的日常工作以及日常生活，弱電系統的功能性與實質性也因此發生轉變。應用計算機技術后，弱電系統的發展趨勢逐漸呈現數字化、智能化、微型化等發展特點，運用計算機技術進行弱電系統管理可以顯著提升弱電系統的服務效果以及穩定性，使弱電系統的優勢可以在建筑工程中徹底發揮出來。

3.2 BIM設計成本高、效率低裝配式建筑相比于傳統建筑增加了構件深化設計環節，此環節設計工作量大、設計精度要求高，制圖工作量大

傳統的二維CAD輔助設計很難完成快速設計，圖紙質量也難以保證，因此在深化設計階段采用BIM技術已經成為大多數深化設計團隊的首選。但是現階段深化設計軟件存在兩個問題：首先，軟件智能化程度不足，建模階段無法與前端設計數據對接自動生成模型，翻模工作量巨大。設計階段預制構件的拆分和配筋大部分以手動設計為主，設計工作量大。相比二維設計，三維設計的設計工作量本就有所增加，若軟件的智能化程度再不足，將會嚴重影響設計效率；其次，軟件本土化程度低，目前深化設計階段常用的BIM設計軟件以國外軟件為主，例如：Planbar、Tekla等，其圖形處理能力等軟件功能的完善程度是國產軟件無法比擬的。但高昂的價格、設計規范、制圖標準與國內不符也成為其難以廣泛應用的屏障[4]。

3.3 現代化通信技術帶來的影響

信息傳輸是弱電系統中極其關鍵的環節，現代化通信技術與弱電系統的信息傳輸環節極為吻合。合理地引入現代化通信技術可以為弱電系統的信息傳輸功能帶來一定保障，確保工程信息可以安全傳送，是各個施工單位可以第一時間掌握施工的各種要點以及工程管控環節有效方式。隨著現代化通信技術不斷優化與升級，在建筑工程中的應用愈發頻繁，為弱電智能化系統發展帶來了極大的助力[5]。

4 裝配式建筑智能施工技術在建筑工程施工管理中的應用

實現裝配式建筑與智能化施工技術的融合是我國建筑行業未來的發展趨勢，但是，作為一項宏大的工程，要實現二者的融合絕非一日之功，必須從多方面入手，多角度切入。本文認為，推進裝配式建筑智能施工技術在建筑工程施工管理中的應用可以從如下途徑入手。

4.1 提高構件精準程度，確保建筑工程的連貫性

在裝配式建筑中，會使用到大量構件，例如，陽臺、樓梯、門窗等，在這些構件拆分的過程中，可以借助BIM技術可視化以及可模擬的優勢。首先，單個外墻構件的幾何屬性經過可視化分析，可以對預制外墻板的類型數量進行優化，減少預制構件的類型和數量。其次，通過BIM技術精確掌握本次施工需要運用到的構件尺寸，并在已有設計模型的基礎上，不斷優化建筑設計，合理匹配各構件，確保建筑工程的連貫性[6]。

4.2 儲存和運送預制構件的注意要點

預制構件的存放方式有著規定的要求，堆垛架是剪力墻堆垛和存放的基本配置要求，這就需要在預制作堆垛架的時候，保障它的最大承載力。PC墻板不能作為建筑物的高效支撐面，這種墻板外墻的側向度太低，所以必須要高效保護并且合理存放施工所需的預制構件，這樣才能使PC剪力墻的質量得到提高；關于預制構件的運送，在運輸預制構件的時候，由于諸多外界因素的影響，預制構件很容易和載放預制構件的運輸工具發生摩擦碰撞，便會造成預制構件大小不同并且無法預料的損壞情況，這就需要我們特殊注意對預制構件的運輸問題。正常情況下，供應商和安裝預制構件的具體位置有著一定的距離，為了把運送預制構件過程中的磨損情況降到最低，應該提前了解實際的運輸環境和路況，例如路線距離、地理位置、天氣情況等，選擇最適宜、最優化的運輸路線，以最大化降低預制構件的運輸損壞程度[7]。

4.3 搭建實驗平臺

智能技術在智能建筑中的應用具有一定的節能效果，為了驗證該效果，因此，需要設計實驗進行驗證。選擇一個園區，在樓宇設備監控系統（BAS）中安裝電能表、水表、熱量表、制冷表與園區內的樓宇相連，實現對供配電監控子系統、供水系統等樓宇設備的集中監控、對子系統進行分別監測控制，實現對該實驗樓宇的數據集中監測管理及分管監測管理，這些統計數據可以通過BAS服務器整合直接匯總到能源管理平臺，而某一些測量點不受BAS監控可以通過后期云平臺統計。之后將在能源管理系統的感知層添加和安裝測量儀器。將BAS現有數據和新增傳感硬件數據上傳到物聯網同步能源管理平臺，發展物聯網能源管理整合服務，將整合資源歸屬到更高層級的能源管理單位，為資源節約計量和能源審計提供扎實的數據分析，推動建筑節能管理和優勢建筑節能改造[8]。

4.4 安防智能化系統

建筑工程中的安防系統主要安裝在建筑工程的內部或建筑工程的周圍，引入安防智能化系統后，安防保障工作的效率得到顯著提升，為安防自動化系統的應用效率帶來了極大保障，逐漸成為建筑工程當中必不可少的技術之一。在整體建筑周圍的外部，引入紅外線探測系統可以將進入監測范圍內的人與物體通過智能化傳輸的方式，傳遞到控制室，再由控制室進行命令傳達給安保人員前往查看情況。閉路監控則在小區單元門以及小區入口進行記錄，將出入人員的相關情況進行實時錄制，產生威懾作用。隨著現代化技術的高速發展，較多高檔小區引入了弱電防護系統，可以通過電網阻隔系統將部分外來人員阻隔在外，限制部分強行進入小區的人員，為安保人員的到來提供充足的時間[9]。

4.5 推進集成化，實現多方協同參與

裝配式建筑會涉及多個參與方，包括供應商、設計單位、施工單位、政府部門、業主等，各個參與方都會對建筑物提出不同的要求，在把握各方需求的基礎上，達成相同的目標是影響設計施工的關鍵因素，在裝配式建筑工程中，因構件不符合建筑要求、施工問題需要各方協商參與解決等問題造成工期延長的現象并不少見，生產過程一體化可以加強各方的溝通與交流，打造“設計——生產——施工”一體化，可以采用集成化交付模式，推進建筑流程穩步推移。此外，要實現應用系統一體化，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等[10]。

5 結束語

建筑工程項目與弱電智能化系統極為契合，二者之間具有諸多互通之處。相關工作人員可以通過樓宇智能化系統、辦公智能化管理系統、通信智能化系統、安防智能化系統、自動化防雷系統、自動化模塊連接系統開展弱電智能化新系統應用工作，為建筑工程項目發展奠定堅實穩固的基礎。同時，為推進裝配式建筑的普遍應用，應大力發展智能化施工技術，加強對現代技術的研究與實踐，從提高構件精準程度，確保建筑工程的連貫性、推進集成化，實現多方協同參與、發展智能化，大量采用智能機器人等方面做起。希望本文提及的上述觀念與措施能夠在實踐中發揮一定作用，為提高我國建筑水平提供一定思路。