智能建造下的装配式建筑

智能建造下的装配式建筑

李瑞霖

西安石油大学 陕西西安 710065

摘要：面临当前社会的飞速发展，如何更快更好的建造无疑成了工程建设的发展方向。装配式建筑也因为其在节能环保、施工方便快捷、 成本可控等突出的特点，是中国建筑业大力发展的方向。那么如何将大数据与装配式建造相互结合，为人们提供更多便利就是当前人们需要完善的主要目标。

关键词：装配式建造，大数据，智能建造

引言

工业技术不断发展的同时，工程施工的也出现了许多新的建造技术，其中就有装配式建筑，我国装配式建造的概念最开始起源于20世纪初，但是六十年代在国外率先对这项技术进行了应用的尝试，然后我国才开始对这项技术进行应用尝试。通过不断的研究和实际的应用后，在2015年末发布了《工业化建筑评价标准》，全国开始在2016年全面推广装配式建筑,并取得突破性进展，近几年装配式建造的技术已经十分的成熟。装配式建造技术就是指人们将房屋的构件在工厂提前成批的制造好，然后运输到工地现场通过技术装配起来，就像搭积木一样的建造房屋。目前大部分都是通过螺栓连接或者灌浆套筒的方法将构件连接起来。由于装配式建筑的建造速度快，而且生产成本较低，迅速在施工领域推广开来。并且对这项技术进行深入的研究，就像如何将BIM和大数据与装配建造相互结合。

一．BIM技术

BIM技术是指建筑信息模型技术，BIM技术最初是由2002年美国的Autodesk公司提出，是应用于工程设计，建造和管理的数据化工具。也就是工程师事前将工程建筑在电脑上进行信息化的建模，通过这个模型实现可视化的信息管理。从项目最初的设计，施工到项目的截止，所有的信息都可以通过大数据集合在一个三维模型信息数据库。那么将BIM技术与装配式建造相互结合，对于构件在工厂的质量控制，现场的精准施工与智能化管理以及后期的构件损伤检测有着巨大的帮助。

二．当代的装配式建造

如今是大数据盛行的时代，随着5G、BIM技术、物联网、大数据和云计算等新兴信息技术的发展，装配式建造的应用也在不断的被人们创新，与新技术的结合，使得工程建造过程中能够实时、精确、高效地交换和共享大量信息。也让装配式建造进一步提高了施工的精度，基于智能化的装配式建造无疑是装配式建造下的一个热点。通过BIM技术使施工现场中的墙体、梁柱都有独有的编码，通过在数据库中对于编码的查询就得到构件从生产到安装全流程的信息。利用BIM技术与大数据相互结合，推动建筑行业信息化，使工程建造实现参建各方协同运作。随着装配式建筑技术走向精细化，装配式技术也在不断地被创新，工业化与信息化的融合，不仅促进了建筑行业的创新发展，也使建筑各环节的企业管理更加的智能化与合理化。智能建造的应用，也在促使着建筑行业从劳动密集型向智慧密集型的精细化管理转变。全面提升新型建筑工业化生产、设计和施工效率，推动装配式住宅产业向标准化、规模化、市场化迈进。

三．智能建造体系

智能建造结构体系就是将应用系统与生产过程一体化，其中应用系统就是指系统数据多方共享，这样便于多方协同工作，生产过程一体化是指设计，生产，施工一体化。这样的智能建造体系会使管理更加的精细化。通过大数据的应用使管理对象细化到每一个构件，对于构件的施工工序，所需的材料与时间，都可以更加精细的管理。并且在构件制作完成后可以形成一个建筑所需的材料表，根据材料表在现场进行装配即可。通过这样严格的标准化的流程管理可以大大的降低由于人工产生的风险，做到精益建造智能化。智能建造体系的优点主要可以概括为四大方面，分别为：可行性研究精确化，精准质量控制，施工的智能管理，后期构件损伤监测。

3.1可行性研究精确化

可行性研究是指对于项目所涉及的社会，经济，技术问题进行深入的研究，那么在智能建造体系中，我们可以从 BIM 项目的大数据库中找到相似的项目，对各种各样的建设方案和技术方案进行发掘并加以比较，最终确定最优方案，实现项目的高质量低成本。

3.2精准的质量控制

装配式建筑与大数据相结合可以更好的去控制建造的质量是因为装配式建筑的构件从最初的设计、生产过程、生产工艺、运输和进场堆放和安装工序等过程的都可以通过大数据进行质量控制。对于施工阶段的构件安装，可以通过先进行虚拟仿真得出精确数据，制定最优的施工方案，保证了施工的质量。对于施工中的质量问题都能在BIM数据库中显现﹐这样在整改时都是有据可依，质量过程控制可以在网上进行实时的监测，做到预防质量事故发生、定位质量整改，实现智慧化质量控制。

3.3现场施工的智能管理

首先根据项目进行源数据采集，源数据主要为施工数据和本地数据。施工数据就是指由根据工程的现场环境应用当代技术手段所采集到的数据，本地数据主要由数据发布机构和实态调查数据组成，通过更新和整合这些数据就作为装配式建筑全过程管理的源数据。

那么根据威廉·培尼亚对建筑工程项目管理的研究，建筑类项目数据可以分为功能数据、形式数据以及经济数据三个方面。其中功能数据指建筑项目实施过程中参与人数与实施活动之间的相互性关系；形式数据是指建筑工程项目实施所在的场地、项目内外部环境、建筑各项任务质量的参数；经济数据是指对建筑工程项目实施过程中的概预算费用、运营维护费用以及全寿命周期费用数据。

这些项目的数据对于可视化的管理有着重要的帮助，我们利用地理信息数据，遥感技术，GPS等各类传感器对于项目实时监测产生的数据，比如施工的天气，施工的风速，现场工人施工的效率等来对项目进行可视化的管理。并利用网络地图如高德地图、百度地图等反映的实时地图数据可以实时分析道路交通状况，为装配式建造中构件的运输提供智能的监测服务。这样还可以智能的得出项目施工的时间与全程周期的费用，并且我们可以根据最初对于项目的概预算数据和实际施工中的费用进行对比，可以对于下一个项目的概预算进行更加合理优化。

3.4构件的损伤监测

构件的损伤监测是指工程师在最初建模的过程中对于装配式构件进行相关的编号，每一个构件都有着自己独有的构件编号，那么在后期的传感器监测中就可以精准的找出是哪个构件进行损伤，而不是使用传统意义上对于房屋安全进行大范围的检测。

在2021年的暑假，我们老师曾组织我们参观西北第一高楼的建造，在这个工程中就应用了大量的BIM智能建造技术，将实时的监测数据显示在项目部的LED屏上，并且项目部中还有很多新兴的VR技术，可以满足工人虚拟的对于施工进行模拟仿真。通过这样智能化的建造，使现在的工地与传统意义上的工地建造有了明显不同的含义。通过实时的监测数据，可以更好的控制项目的建设时间，工人的施工安全，并且大大的提高了项目建造的效率与安全性。

结语

将大数据与BIM技术结合应用到装配式建筑中一定是未来智能建造发展的重点内容，通过智能化体系的建立可以对于项目的不同阶段提供科学管理的依据，并针对装配式建筑生产实施的过程中不断产生的数据得以进行科学有效地利用。通过大数据收集获取的信息资源与装配式建筑全过程管理进行深入整合，构建装配式建筑全过程管理系统，是实现生态可持续的动态管理模式。

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