信息技術背景下的綠色建筑在裝配式建筑結構中運用研究

魏祿華

摘 要：為應對環境惡化等問題，建筑業正面臨嚴峻挑戰，傳統建造理念與方式已經無法適應當下社會發展，整體向著低碳、綠色、持續發展方向發展。以BIM技術為代表的信息技術智能性、協同性特點突出，能參與到建筑建設全生命周期。裝配式建筑作為領域內工業化的代表，標準化的設計、統一化的構件、機械化的建設和科學化的管理都正好與綠色建筑理念相契合，因此三者的融合便成為當下重要方向。從現代信息技術著手，針對綠色裝配式建筑帶來的價值進行了分析，發現這三者的融合，有利于實現建筑信息化、綠色化和工業化，從而提出了從設計階段、生產階段和施工階段展開融合應用的一些策略。

關鍵詞：綠色建筑；裝配式建筑；信息技術；工業化

1 前言

建筑領域的迅速發展，造成了自然資源的快速消耗和生態環境破壞，至此綠色可持續發展理念開始滲透，綠色建筑受到了廣泛關注。對于綠色建筑而言，要從多個角度著手滿足人和自然環境和諧相處的要求，將給環境帶來的不良影響降到最低。裝配式建筑作為建筑領域工業化的典型代表，已成為當下房屋建設的重要目標之一，指引著建筑領域未來的發展方向。在建筑業轉型升級的當下，不僅需要全社會建立綠色發展理念，還要使用先進的實現方式，而先進生產方式的實現依賴于先進技術的支持，所以必須將建筑建設信息化、綠色化和工業化結合起來，即將信息技術作為紐帶，推動綠色建筑與裝配式建筑的深度融合，形成新的建筑模式。從當前的研究狀況來看，大部分都以信息技術和裝配式建筑的結合作為重點，或者以綠色建筑和裝配式建筑的結合作為重點，三者的深度融合研究較少，因此重點基于信息技術探究綠色建筑在裝配式建筑中的實際應用具有一定現實意義。

2信息技術在綠色裝配式建筑中的應用價值

在當前建筑工程建設中，規模越來越大，參與者越來越多，再加上要落實綠色建筑理念，這就給項目管理、產業整合等提出了一定挑戰。而基于信息技術建立全產業鏈的發展模式已經成為建筑領域發展的重要動力，不僅完善了監管體系和市場環境，還強化了項目質量，促進了建筑業的持續穩定發展。

信息技術在綠色裝配式建筑中最大的優勢就在于：可以實現施工模擬、能耗分析、成本統計、構件虛擬設計，防止后續施工產生過大變更。在綠色裝配式建筑中，應用信息技術基于工程量清單，能直接精準計算出施工材料使用量，防止設計尺寸產生偏差，從而降低材料浪費。如果遇到突發變更，也能及時進行模型調整，使工程量清單隨之變更[1]。從這點來看，這一舉措能更好地確立詳細的采購計劃，節約資源，并進一步提升建筑質量。同時，還能對建筑構件進行信息化處理，通過建筑、電氣、水暖等專業模擬配合，了解可能會產生的碰撞問題，及時解決，提升作業效率。此外，在施工場所可以通過信息技術合理布置出入口、辦公場所、休閑場所、綠化面積，提升場地利用率，最大限度上節約資源，提升效率，降低施工活動給環境帶來的負面影響，實現節材、節水、節地。

3信息技術下綠色建筑在裝配式建筑結構中的運用

綠色建筑在裝配式建筑中的應用，是建造活動全生命周期的綠色化，不僅是建造過程的環境保護與資源節約，或者只是建造過程的技術發展，還是綠色建造文明的發展，使建筑領域一改往日粗放式建筑方法，實現現代文明建造發展。而現代信息技術能對此起到良好的推動作用，在建筑全生命周期發揮巨大作用（見表1）。

3.1設計階段

設計階段是建筑建造的決定性環節，通過有效集成相關技術和材料，能在最大限度上減少建筑引起的能源消耗和環境污染，實現建造過程與結果的綠色化和工業化，達到整體最優[2]。

（1）針對場地規劃可以嘗試根據項目要求確立用地紅線，基于當地生態環境與用地指標實施深入分析，通常需要對建筑周圍空氣流動、日照采光、聲環境等進行分析，向著綠色低碳方向發展，從而更好地掌握建筑和場地之間的基本關系，做好總圖、建筑、綠地等方案規劃，然后初步構建三維建筑模型，基于綠色建筑理念將建筑功能與周圍環境的關系建立起來，形成不同方案，再進行方案比較，預估成本，明確各自的可行性。

（2）針對多專業協同方案設計，主要利用三維模型進行空間設計，使其結構支撐體系和機電設計等都能達到裝配式建筑要求，同時展開建筑能耗分析，構建綠色建筑能耗，及時進行方案優化調整，最終形成包含材料類型與數量的設計清單，給后續項目開展提供依據[3]。

（3）針對施工圖設計，主要將三維模型轉化成二維平立剖圖紙，這樣主要是因為三維信息模型會隨著模型的變動而變動，如果生成二維圖，能有效確保各類圖紙間的聯動性，使施工節點更為清晰，且一旦遇到設計變更，還能及時更新圖紙。

（4）針對預制件設計，基于信息技術在模型系統中直接輸入構件參數性能、所用材料、預留孔洞等信息，在給后續生產加工提供詳細數據的同時，實現對后續施工能耗的合理控制。比如對于強度和剛性要求比較低的位置，可以直接應用輕型環保材料，盡可能減少水泥用量，避免過大的碳排放污染。另外，將構件模型導入建筑系統模型中，還能實現構件之間的碰撞檢測，從而提升構件合格率，避免因生產不當造成資源浪費[4]。

3.2生產階段

對裝配式建筑而言，預制構件的生產也十分關鍵。在信息技術下，可以直接對其信息進行全面追蹤。具體可以應用信息化模型，在構件智能化生產中，將構件模型信息導入中央控制系統，如構件材料類型、用量等，再和加工設備連接起來，以此識別和提取模型信息，實現設計與加工信息共享，生產出合格的構件[5]。另外，運用信息技術展開模擬仿真與力學分析，還能將構件中潛在的故障問題、影響因素等判定出來，及時合理優化，實現材料節約、結構簡化，避免過多的能源消耗。同時，信息模型具有顯著的時效性特征，便于實時更新模型數據，從而有利于減少因信息延誤所引起的材料浪費，在實現資源節約的同時，提升生產效率。

此外，還可以將三維信息化模型、RFID和構件生產與運輸聯系在一起，如給構件中加入RFID芯片，設定獨立信息，以確保構件實體也能聯入統一信息管理系統中，這樣不僅能有序安排構件運輸類型、數量和順序，還能在運輸和存儲中，及時查看構件類型、數量、所在位置等，從而實現按計劃生產、運輸，減少相關庫存儲備以及信息延誤引起的資源浪費。

3.3施工階段

在正式施工前，基于信息技術大背景還需落實前期策劃，有效規劃和管理材料存放、運輸車輛路線與數量等，同時模擬技術施工，及時糾正施工過程中可能會發生的一些問題。對于場地而言，可以借助信息技術建立三維場地布置模型，基于樓號、樓層等將預制構件進行合理堆放，并明確垂直空間和塔吊吊裝范圍，盡可能減少二次搬運[6]。另外，還需基于信息模型展開技術交底，借助動畫模擬材料與設備準備、工序流程、環境保護措施等內容，及時發現其中存在的問題，實現施工過程優化，保證施工質量。特別是在施工質量控制過程中，利用信息技術可以從局部到整體，嚴格控制質量，提升生產效率，減少資源浪費（可參考BIM技術的質量管理，見表2）。

對于施工進度，現代信息技術也可以進行實時管理。一方面，對施工進度展開模擬。具體基于三維模型添加時間軸，以形成4D模型，針對構件運輸時間、現場存放位置、吊裝與安裝工序等進行模擬，從而形成適合的進度方案。另一方面，對施工進度展開實時監控。主要借助信息化平臺對具體進度進行查看，分析和比較計劃進度與實際進度之間的區別，及時對施工安排進行調整。

對于施工成本，可以嘗試匯集所有數據報表構建5D信息模型，對投資成本進行分析，迅速了解項目成本計劃；同時展開施工動態模擬，了解成本構成，找出危險因素，選擇效益最大化施工方案，規避危險源，實現隱性成本縮減；加強過程控制，了解資金使用與分配，計劃與實際的差異等，及時進行計劃調整，將成本控制在合理范圍以內，實現綠色化施工。

4結論

在建筑信息化、綠色化和工業化發展背景下，基于信息技術開展綠色裝配式建筑建設受到了廣泛重視。它不僅能有效深化建筑設計，加強構件智能化生產，還能落實施工過程模擬策劃，在控制成本的同時，降低資源浪費和能源消耗，促使建筑業獲得可持續性發展。針對這一優勢作用，在實際工作開展中，也可以嘗試從設計、生產、施工三大階段著手進行三者融合。比如在設計階段應用信息技術合理展開空間設計、場地規劃、圖紙設計、預制構件設計，減少設計錯誤引起的資源浪費；在生產階段將構件信息引入工程信息化模型，實現智能化生產，減少材料浪費；在施工階段，借助信息技術加強前期策劃、進度控制與成本控制，實現綠色化施工。

參考文獻

[1]張遵嶺.綠色建筑理念在裝配式住宅建筑設計中的運用研究[J].低碳世界，2023，13（04）：94-96.

[2]李琦.BIM技術在裝配式建筑設計中的應用研究[J].工程技術研究，2023，8（06）：157-158.

[3]劉文煉，羅斯儀，徐逾. 裝配式建筑在綠色建筑中的應用[J].江蘇建材，2023（01）：131-132.

[4]趙宇光.裝配式住宅在綠色建筑中的應用價值與實踐路徑[J].中國住宅設施，2023（01）：82-84.

[5]盛曄.裝配式建筑技術在綠色建筑發展進程中的作用[J].城市住宅，2021，28（06）：111-115.

[6]陳希茜.綠色建筑理念在裝配式住宅建筑設計中的應用[J]. 安徽建筑，2021，28（06）：75+86.