装配式建筑智能化施工技术在建筑工程施工管理中的应用

刘稳

法正项目管理集团有限公司 山东 菏泽 274000

引言

在国家政策大力推动下，装配式建筑迎来了快速发展时代，相比于传统建筑形式，装配式建筑可以有效解决建筑业劳动力匮乏和环境污染等问题。建筑工业化已成为未来建筑业发展的趋势。实现建筑工业化，需结合数字化技术，以工业化思维研究装配式建筑，将预制构件作为建筑的产品单元，进行设计、生产、运输、施工全过程的在线管理。在制造业，优质的产品在其生产过程中必然伴随着高效的数字化设计工具、智能化的自动生产加工装备以及集成化的在线协同管理平台。装配式建筑的预制构件在设计、生产阶段所需的资源也是一致的。因此，要实现装配式建筑的设计智能化、生产自动化、运输实时化、施工可视化的全流程数字化建设目标，就需要开发相应的智能设计软件、自动化加工装备以及全过程在线协同管理平台[1]。

1 装配式建筑是什么

现如今，我国建筑行业持续发展，城市建设中出现了一种新型建筑工程模型，即预制建筑工程模型。这种建筑模型区别于传统的建筑模型，需要先将材料和设备运输到施工场地，在施工场地进行混合、浇筑、砌筑等一系列的处理流程，最后完成建筑结构的组建。这样的施工方法会使施工周期增加，并且施工过程中的工作量也会随之增加，工人数和机械设备等都会增加，继而加大了工程的成本预算。装配式建筑的设计标准比较高，因为在装配式建筑施工过程中常常会使用通用的构建，对这些通用构件的质量把控、安装之后的成品效果都有很严格的要求。装配式建筑的施工过程中，工程管理信息化十分明显，施工所用到的构件信息、施工过程的技术信息、施工的质量信息等信息内容都是通过网络平台汇总传输和管理的，可见工程管理信息化的程度极高，这种管理方法也让施工过程更加的规范和科学。装配式建筑的这种预制建筑模式十分新颖，且优点很多，所以在如今的建筑行业当中，社会和有关建筑部门对这种模式的评价极高，在高呼声下，装配式建筑模式也得到了更大的推广和应用[2]。

2 装配式建筑的特点与优势

“装配式建筑”是利用“装配”方式进行建筑工程设计、施工，由专门单位将建筑工程中会用到的通用结构生产出来，设计单位与施工单位可以结合此次建筑的具体情况预定。作为一项新的建筑施工技术，装配式建筑诸多优势。①显著提高建筑工程的效率，一方面，能够提高施工效率，工厂式的生产模式是装配式建筑工程的核心理念，这种方式将通用性的组件提前生产出来，不需要单独定制，减少了因单独定制某一构件而造成的浪费时间现象，也避免了因构件尺寸不符合施工要求而造成的返工现象。另一方面，能够显著提高管理效率，装配式建筑使用的构件大多数是标准化的，能够减少设计等环节，标准化的构件也方便对产品是否符合标准进行评判。②实现不断优化。装配式建筑将构件生产交由专业部门进行，随着规模的扩大、时间的累计，其制作工艺将会更加完善，制作方法也会更加先进，构件质量趋于提高。③降低了资源浪费。建筑工程是一项资源消耗大的工作，施工过程中还会产生大量的废水、废气，严重影响大气环境，要建设美丽中国，就必须使用集约的建造方式，减少资源浪费[3]。

3 建筑工程施工环节引入弱电智能化系统的影响因素

3.1 计算机技术带来的影响

计算机技术是现代化技术发展的核心基础，计算机技术的发展改变了人们的日常工作以及日常生活，弱电系统的功能性与实质性也因此发生转变。应用计算机技术后，弱电系统的发展趋势逐渐呈现数字化、智能化、微型化等发展特点，运用计算机技术进行弱电系统管理可以显著提升弱电系统的服务效果以及稳定性，使弱电系统的优势可以在建筑工程中彻底发挥出来。

3.2 BIM设计成本高、效率低装配式建筑相比于传统建筑增加了构件深化设计环节，此环节设计工作量大、设计精度要求高，制图工作量大

传统的二维CAD辅助设计很难完成快速设计，图纸质量也难以保证，因此在深化设计阶段采用BIM技术已经成为大多数深化设计团队的首选。但是现阶段深化设计软件存在两个问题：首先，软件智能化程度不足，建模阶段无法与前端设计数据对接自动生成模型，翻模工作量巨大。设计阶段预制构件的拆分和配筋大部分以手动设计为主，设计工作量大。相比二维设计，三维设计的设计工作量本就有所增加，若软件的智能化程度再不足，将会严重影响设计效率；其次，软件本土化程度低，目前深化设计阶段常用的BIM设计软件以国外软件为主，例如：Planbar、Tekla等，其图形处理能力等软件功能的完善程度是国产软件无法比拟的。但高昂的价格、设计规范、制图标准与国内不符也成为其难以广泛应用的屏障[4]。

3.3 现代化通信技术带来的影响

信息传输是弱电系统中极其关键的环节，现代化通信技术与弱电系统的信息传输环节极为吻合。合理地引入现代化通信技术可以为弱电系统的信息传输功能带来一定保障，确保工程信息可以安全传送，是各个施工单位可以第一时间掌握施工的各种要点以及工程管控环节有效方式。随着现代化通信技术不断优化与升级，在建筑工程中的应用愈发频繁，为弱电智能化系统发展带来了极大的助力[5]。

4 装配式建筑智能施工技术在建筑工程施工管理中的应用

实现装配式建筑与智能化施工技术的融合是我国建筑行业未来的发展趋势，但是，作为一项宏大的工程，要实现二者的融合绝非一日之功，必须从多方面入手，多角度切入。本文认为，推进装配式建筑智能施工技术在建筑工程施工管理中的应用可以从如下途径入手。

4.1 提高构件精准程度，确保建筑工程的连贯性

在装配式建筑中，会使用到大量构件，例如，阳台、楼梯、门窗等，在这些构件拆分的过程中，可以借助BIM技术可视化以及可模拟的优势。首先，单个外墙构件的几何属性经过可视化分析，可以对预制外墙板的类型数量进行优化，减少预制构件的类型和数量。其次，通过BIM技术精确掌握本次施工需要运用到的构件尺寸，并在已有设计模型的基础上，不断优化建筑设计，合理匹配各构件，确保建筑工程的连贯性[6]。

4.2 储存和运送预制构件的注意要点

预制构件的存放方式有着规定的要求，堆垛架是剪力墙堆垛和存放的基本配置要求，这就需要在预制作堆垛架的时候，保障它的最大承载力。PC墙板不能作为建筑物的高效支撑面，这种墙板外墙的侧向度太低，所以必须要高效保护并且合理存放施工所需的预制构件，这样才能使PC剪力墙的质量得到提高；关于预制构件的运送，在运输预制构件的时候，由于诸多外界因素的影响，预制构件很容易和载放预制构件的运输工具发生摩擦碰撞，便会造成预制构件大小不同并且无法预料的损坏情况，这就需要我们特殊注意对预制构件的运输问题。正常情况下，供应商和安装预制构件的具体位置有着一定的距离，为了把运送预制构件过程中的磨损情况降到最低，应该提前了解实际的运输环境和路况，例如路线距离、地理位置、天气情况等，选择最适宜、最优化的运输路线，以最大化降低预制构件的运输损坏程度[7]。

4.3 搭建实验平台

智能技术在智能建筑中的应用具有一定的节能效果，为了验证该效果，因此，需要设计实验进行验证。选择一个园区，在楼宇设备监控系统（BAS）中安装电能表、水表、热量表、制冷表与园区内的楼宇相连，实现对供配电监控子系统、供水系统等楼宇设备的集中监控、对子系统进行分别监测控制，实现对该实验楼宇的数据集中监测管理及分管监测管理，这些统计数据可以通过BAS服务器整合直接汇总到能源管理平台，而某一些测量点不受BAS监控可以通过后期云平台统计。之后将在能源管理系统的感知层添加和安装测量仪器。将BAS现有数据和新增传感硬件数据上传到物联网同步能源管理平台，发展物联网能源管理整合服务，将整合资源归属到更高层级的能源管理单位，为资源节约计量和能源审计提供扎实的数据分析，推动建筑节能管理和优势建筑节能改造[8]。

4.4 安防智能化系统

建筑工程中的安防系统主要安装在建筑工程的内部或建筑工程的周围，引入安防智能化系统后，安防保障工作的效率得到显著提升，为安防自动化系统的应用效率带来了极大保障，逐渐成为建筑工程当中必不可少的技术之一。在整体建筑周围的外部，引入红外线探测系统可以将进入监测范围内的人与物体通过智能化传输的方式，传递到控制室，再由控制室进行命令传达给安保人员前往查看情况。闭路监控则在小区单元门以及小区入口进行记录，将出入人员的相关情况进行实时录制，产生威慑作用。随着现代化技术的高速发展，较多高档小区引入了弱电防护系统，可以通过电网阻隔系统将部分外来人员阻隔在外，限制部分强行进入小区的人员，为安保人员的到来提供充足的时间[9]。

4.5 推进集成化，实现多方协同参与

装配式建筑会涉及多个参与方，包括供应商、设计单位、施工单位、政府部门、业主等，各个参与方都会对建筑物提出不同的要求，在把握各方需求的基础上，达成相同的目标是影响设计施工的关键因素，在装配式建筑工程中，因构件不符合建筑要求、施工问题需要各方协商参与解决等问题造成工期延长的现象并不少见，生产过程一体化可以加强各方的沟通与交流，打造“设计——生产——施工”一体化，可以采用集成化交付模式，推进建筑流程稳步推移。此外，要实现应用系统一体化，包括应用系统使用单点登录、应用系统数据多应用共享、支持多参与方协同工作等[10]。

5 结束语

建筑工程项目与弱电智能化系统极为契合，二者之间具有诸多互通之处。相关工作人员可以通过楼宇智能化系统、办公智能化管理系统、通信智能化系统、安防智能化系统、自动化防雷系统、自动化模块连接系统开展弱电智能化新系统应用工作，为建筑工程项目发展奠定坚实稳固的基础。同时，为推进装配式建筑的普遍应用，应大力发展智能化施工技术，加强对现代技术的研究与实践，从提高构件精准程度，确保建筑工程的连贯性、推进集成化，实现多方协同参与、发展智能化，大量采用智能机器人等方面做起。希望本文提及的上述观念与措施能够在实践中发挥一定作用，为提高我国建筑水平提供一定思路。