信息技术背景下的绿色建筑在装配式建筑结构中运用研究

魏禄华

摘 要：为应对环境恶化等问题，建筑业正面临严峻挑战，传统建造理念与方式已经无法适应当下社会发展，整体向着低碳、绿色、持续发展方向发展。以BIM技术为代表的信息技术智能性、协同性特点突出，能参与到建筑建设全生命周期。装配式建筑作为领域内工业化的代表，标准化的设计、统一化的构件、机械化的建设和科学化的管理都正好与绿色建筑理念相契合，因此三者的融合便成为当下重要方向。从现代信息技术着手，针对绿色装配式建筑带来的价值进行了分析，发现这三者的融合，有利于实现建筑信息化、绿色化和工业化，从而提出了从设计阶段、生产阶段和施工阶段展开融合应用的一些策略。

关键词：绿色建筑；装配式建筑；信息技术；工业化

1 前言

建筑领域的迅速发展，造成了自然资源的快速消耗和生态环境破坏，至此绿色可持续发展理念开始渗透，綠色建筑受到了广泛关注。对于绿色建筑而言，要从多个角度着手满足人和自然环境和谐相处的要求，将给环境带来的不良影响降到最低。装配式建筑作为建筑领域工业化的典型代表，已成为当下房屋建设的重要目标之一，指引着建筑领域未来的发展方向。在建筑业转型升级的当下，不仅需要全社会建立绿色发展理念，还要使用先进的实现方式，而先进生产方式的实现依赖于先进技术的支持，所以必须将建筑建设信息化、绿色化和工业化结合起来，即将信息技术作为纽带，推动绿色建筑与装配式建筑的深度融合，形成新的建筑模式。从当前的研究状况来看，大部分都以信息技术和装配式建筑的结合作为重点，或者以绿色建筑和装配式建筑的结合作为重点，三者的深度融合研究较少，因此重点基于信息技术探究绿色建筑在装配式建筑中的实际应用具有一定现实意义。

2信息技术在绿色装配式建筑中的应用价值

在当前建筑工程建设中，规模越来越大，参与者越来越多，再加上要落实绿色建筑理念，这就给项目管理、产业整合等提出了一定挑战。而基于信息技术建立全产业链的发展模式已经成为建筑领域发展的重要动力，不仅完善了监管体系和市场环境，还强化了项目质量，促进了建筑业的持续稳定发展。

信息技术在绿色装配式建筑中最大的优势就在于：可以实现施工模拟、能耗分析、成本统计、构件虚拟设计，防止后续施工产生过大变更。在绿色装配式建筑中，应用信息技术基于工程量清单，能直接精准计算出施工材料使用量，防止设计尺寸产生偏差，从而降低材料浪费。如果遇到突发变更，也能及时进行模型调整，使工程量清单随之变更[1]。从这点来看，这一举措能更好地确立详细的采购计划，节约资源，并进一步提升建筑质量。同时，还能对建筑构件进行信息化处理，通过建筑、电气、水暖等专业模拟配合，了解可能会产生的碰撞问题，及时解决，提升作业效率。此外，在施工场所可以通过信息技术合理布置出入口、办公场所、休闲场所、绿化面积，提升场地利用率，最大限度上节约资源，提升效率，降低施工活动给环境带来的负面影响，实现节材、节水、节地。

3信息技术下绿色建筑在装配式建筑结构中的运用

绿色建筑在装配式建筑中的应用，是建造活动全生命周期的绿色化，不仅是建造过程的环境保护与资源节约，或者只是建造过程的技术发展，还是绿色建造文明的发展，使建筑领域一改往日粗放式建筑方法，实现现代文明建造发展。而现代信息技术能对此起到良好的推动作用，在建筑全生命周期发挥巨大作用（见表1）。

3.1设计阶段

设计阶段是建筑建造的决定性环节，通过有效集成相关技术和材料，能在最大限度上减少建筑引起的能源消耗和环境污染，实现建造过程与结果的绿色化和工业化，达到整体最优[2]。

（1）针对场地规划可以尝试根据项目要求确立用地红线，基于当地生态环境与用地指标实施深入分析，通常需要对建筑周围空气流动、日照采光、声环境等进行分析，向着绿色低碳方向发展，从而更好地掌握建筑和场地之间的基本关系，做好总图、建筑、绿地等方案规划，然后初步构建三维建筑模型，基于绿色建筑理念将建筑功能与周围环境的关系建立起来，形成不同方案，再进行方案比较，预估成本，明确各自的可行性。

（2）针对多专业协同方案设计，主要利用三维模型进行空间设计，使其结构支撑体系和机电设计等都能达到装配式建筑要求，同时展开建筑能耗分析，构建绿色建筑能耗，及时进行方案优化调整，最终形成包含材料类型与数量的设计清单，给后续项目开展提供依据[3]。

（3）针对施工图设计，主要将三维模型转化成二维平立剖图纸，这样主要是因为三维信息模型会随着模型的变动而变动，如果生成二维图，能有效确保各类图纸间的联动性，使施工节点更为清晰，且一旦遇到设计变更，还能及时更新图纸。

（4）针对预制件设计，基于信息技术在模型系统中直接输入构件参数性能、所用材料、预留孔洞等信息，在给后续生产加工提供详细数据的同时，实现对后续施工能耗的合理控制。比如对于强度和刚性要求比较低的位置，可以直接应用轻型环保材料，尽可能减少水泥用量，避免过大的碳排放污染。另外，将构件模型导入建筑系统模型中，还能实现构件之间的碰撞检测，从而提升构件合格率，避免因生产不当造成资源浪费[4]。

3.2生产阶段

对装配式建筑而言，预制构件的生产也十分关键。在信息技术下，可以直接对其信息进行全面追踪。具体可以应用信息化模型，在构件智能化生产中，将构件模型信息导入中央控制系统，如构件材料类型、用量等，再和加工设备连接起来，以此识别和提取模型信息，实现设计与加工信息共享，生产出合格的构件[5]。另外，运用信息技术展开模拟仿真与力学分析，还能将构件中潜在的故障问题、影响因素等判定出来，及时合理优化，实现材料节约、结构简化，避免过多的能源消耗。同时，信息模型具有显著的时效性特征，便于实时更新模型数据，从而有利于减少因信息延误所引起的材料浪费，在实现资源节约的同时，提升生产效率。

此外，还可以将三维信息化模型、RFID和构件生产与运输联系在一起，如给构件中加入RFID芯片，设定独立信息，以确保构件实体也能联入统一信息管理系统中，这样不仅能有序安排构件运输类型、数量和顺序，还能在运输和存储中，及时查看构件类型、数量、所在位置等，从而实现按计划生产、运输，减少相关库存储备以及信息延误引起的资源浪费。

3.3施工阶段

在正式施工前，基于信息技术大背景还需落实前期策划，有效规划和管理材料存放、运输车辆路线与数量等，同时模拟技术施工，及时纠正施工过程中可能会发生的一些问题。对于场地而言，可以借助信息技术建立三维场地布置模型，基于楼号、楼层等将预制构件进行合理堆放，并明确垂直空间和塔吊吊装范围，尽可能减少二次搬运[6]。另外，还需基于信息模型展开技术交底，借助动画模拟材料与设备准备、工序流程、环境保护措施等内容，及时发现其中存在的问题，实现施工过程优化，保证施工质量。特别是在施工质量控制过程中，利用信息技术可以从局部到整体，严格控制质量，提升生产效率，减少资源浪费（可参考BIM技术的质量管理，见表2）。

对于施工进度，现代信息技术也可以进行实时管理。一方面，对施工进度展开模拟。具体基于三维模型添加时间轴，以形成4D模型，针对构件运输时间、现场存放位置、吊装与安装工序等进行模拟，从而形成适合的进度方案。另一方面，对施工进度展开实时监控。主要借助信息化平台对具体进度进行查看，分析和比较计划进度与实际进度之间的区别，及时对施工安排进行调整。

对于施工成本，可以尝试汇集所有数据报表构建5D信息模型，对投资成本进行分析，迅速了解项目成本计划；同时展开施工动态模拟，了解成本构成，找出危险因素，选择效益最大化施工方案，规避危险源，实现隐性成本缩减；加强过程控制，了解资金使用与分配，计划与实际的差异等，及时进行计划调整，将成本控制在合理范围以内，实现绿色化施工。

4结论

在建筑信息化、绿色化和工业化发展背景下，基于信息技术开展绿色装配式建筑建设受到了广泛重视。它不仅能有效深化建筑设计，加强构件智能化生产，还能落实施工过程模拟策划，在控制成本的同时，降低资源浪费和能源消耗，促使建筑业获得可持续性发展。针对这一优势作用，在实际工作开展中，也可以尝试从设计、生产、施工三大阶段着手进行三者融合。比如在设计阶段应用信息技术合理展开空间设计、场地规划、图纸设计、预制构件设计，减少设计错误引起的资源浪费；在生产阶段将构件信息引入工程信息化模型，实现智能化生产，减少材料浪费；在施工阶段，借助信息技术加强前期策划、进度控制与成本控制，实现绿色化施工。

参考文献

[1]张遵嶺.绿色建筑理念在装配式住宅建筑设计中的运用研究[J].低碳世界，2023，13（04）：94-96.

[2]李琦.BIM技术在装配式建筑设计中的应用研究[J].工程技术研究，2023，8（06）：157-158.

[3]刘文炼，罗斯仪，徐逾. 装配式建筑在绿色建筑中的应用[J].江苏建材，2023（01）：131-132.

[4]趙宇光.装配式住宅在绿色建筑中的应用价值与实践路径[J].中国住宅设施，2023（01）：82-84.

[5]盛晔.装配式建筑技术在绿色建筑发展进程中的作用[J].城市住宅，2021，28（06）：111-115.

[6]陈希茜.绿色建筑理念在装配式住宅建筑设计中的应用[J]. 安徽建筑，2021，28（06）：75+86.