裝配式建筑智能化施工技術(shù)在建筑工程施工管理中的應(yīng)用

裝配式建筑智能化施工技術(shù)在建筑工程

施工管理中的應(yīng)用摘要：裝配式建筑智能化施工是建筑領(lǐng)域嶄新的施工技術(shù)手段，可實(shí)現(xiàn)建筑流程精細(xì)化、成本控制精準(zhǔn)化、建筑設(shè)計(jì)模數(shù)化等諸多功能；也因建筑配件生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化、集成化，減少配件浪費(fèi)、質(zhì)量缺陷問(wèn)題，是我國(guó)建筑行業(yè)綠色、低碳、環(huán)保發(fā)展的重要途徑，因此，也為提高建筑工程施工管理提供新方向與新手段。基于此，本文針對(duì)裝配式建筑智能化施工技術(shù)在施工管理中的應(yīng)用進(jìn)行具體探究，以期提高管理質(zhì)量與效果。關(guān)鍵詞：裝配式建筑智能化施工技術(shù)；施工管理；應(yīng)用策略引言：為滿足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)建筑的需求，不斷涌現(xiàn)新的建筑方式、建筑理念以及建筑施工技術(shù)，為建筑行業(yè)注入新的活力與生機(jī)。以BIM技術(shù)為代表智能化管理手段、以裝配式建筑為主的新型施工模式是目前建筑行業(yè)最先進(jìn)技術(shù)代表，其不僅提高施工質(zhì)量，提升工程施工的綜合效益，也使施工管理獲取新的技術(shù)支持。因此，分析裝配式建筑智能化施工技術(shù)在施工管理中的應(yīng)用對(duì)行業(yè)內(nèi)技術(shù)實(shí)踐具有重要指導(dǎo)意義。1裝配式建筑概述1.1.裝配式建筑裝配式建筑又被稱(chēng)作集成房屋，是指通過(guò)工程制造裝配房屋的建筑單元（即建筑構(gòu)件）運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)裝配的建筑工程。其特征體現(xiàn)在建筑施工中所用的梁、柱、墻、板等主體構(gòu)件均為工程預(yù)制，并非施工現(xiàn)場(chǎng)澆筑；且各類(lèi)構(gòu)件在施工現(xiàn)場(chǎng)完成組裝與連接⑴按照裝配建筑材質(zhì)的劃分，裝配式建筑可分為混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)以及木結(jié)構(gòu)三種類(lèi)型。其中混凝土結(jié)構(gòu)裝配式建筑的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、內(nèi)裝系統(tǒng)、外圍護(hù)系統(tǒng)等均通過(guò)預(yù)制混凝土構(gòu)件集成裝配完成，其具有施工與維護(hù)成本低、耐火性好等優(yōu)勢(shì)，適用于低跨度建筑工程施工中，如辦公樓、醫(yī)院建筑、學(xué)校教學(xué)樓等；鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、內(nèi)裝系統(tǒng)、外圍護(hù)系統(tǒng)通過(guò)預(yù)制鋼構(gòu)件集成裝配完成，具有抗震性能良好、體積小便于運(yùn)輸、自重輕、工期短等優(yōu)勢(shì)，適用于大跨度建筑、高層或超過(guò)層建筑建設(shè)中，如體育館、高層辦公樓等；木結(jié)構(gòu)裝配式建筑是指以預(yù)制木構(gòu)件為主的集成裝配建筑，具有自重輕等優(yōu)勢(shì)，但缺乏穩(wěn)定性、耐火性差，適用于特殊建筑建設(shè)中，如仿古建筑、獨(dú)戶住宅建筑等［2］。1.1.技術(shù)優(yōu)勢(shì)裝配式建筑智能化施工過(guò)程中，按照施工設(shè)計(jì)要求與施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定裝配方式，并在現(xiàn)場(chǎng)裝配連接施工前委托專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)單位將所需結(jié)構(gòu)構(gòu)件提前生產(chǎn)出來(lái)，實(shí)現(xiàn)施工過(guò)程的優(yōu)化，具有節(jié)能環(huán)保、高效等優(yōu)勢(shì)。具體來(lái)講，其一，提高施工及管理效率。工程大批量、規(guī)模化生產(chǎn)是裝配式建筑工程施工理念的核心部分，提前生產(chǎn)裝配構(gòu)件，可根據(jù)施工需要運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)，與人工施工相比，施工效率大大提升，且避免復(fù)雜構(gòu)件因施工難度高耗時(shí)長(zhǎng)、質(zhì)量缺陷返工等現(xiàn)象；且構(gòu)件尺寸、質(zhì)量均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，利用智能化技術(shù)手段進(jìn)行裝配施工全過(guò)程控制，可了解施工具體情況，針對(duì)性指導(dǎo)裝配施工，詳細(xì)了解施工進(jìn)度，減少施工操作差錯(cuò)、預(yù)防施工風(fēng)險(xiǎn)，因此有效提高管理效率③。其二，持續(xù)優(yōu)化施工過(guò)程。近年來(lái)，隨著專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)部門(mén)工藝水平的提升，構(gòu)件生產(chǎn)效率與生產(chǎn)質(zhì)量均有所提升，并且始終保持發(fā)展的態(tài)度，不斷優(yōu)化與改進(jìn)構(gòu)件生產(chǎn)工藝，增強(qiáng)構(gòu)件質(zhì)量；且智能化施工技術(shù)的加持，使施工中施工管理工作時(shí)效性大大提高，并且可根據(jù)具體施工情況動(dòng)態(tài)調(diào)整管理策略，確保施工管理針對(duì)性、及時(shí)性、合理性。減少資源浪費(fèi)。其三，建筑工程施工中水、電、鋼筋、水泥、砂石等材料消耗量極大，且也產(chǎn)生廢水、廢氣、沙塵等污染自然環(huán)境，裝配式建筑施工過(guò)程中根據(jù)施工需要集約化生產(chǎn)構(gòu)件減少能源浪費(fèi)，并減少施工現(xiàn)場(chǎng)污染，提高環(huán)保效果。1.1.未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)裝配式建筑并非建筑行業(yè)的全新施工理念，在我國(guó)已有諸多實(shí)踐，但從國(guó)家對(duì)裝配式建筑發(fā)展制定的規(guī)劃來(lái)看，截止到2025年底，我國(guó)裝配式建筑工程建設(shè)規(guī)模要實(shí)現(xiàn)新的突破，在新建筑中所占比例超過(guò)二分之一。但現(xiàn)階段裝配式施工技術(shù)本身及配套施工技術(shù)、管理仍然存在缺陷，影響工程質(zhì)量與整體效果，因此，積極推進(jìn)裝配式建筑與智能化施工、智能建造的融合發(fā)展成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，可改變當(dāng)前裝配式建筑產(chǎn)生規(guī)模大、技術(shù)水平低的現(xiàn)狀。目前，我國(guó)不斷推進(jìn)裝配式建筑與BIM技術(shù)結(jié)合，利用工程集約化生產(chǎn)工藝、BIM智能化管理真正實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)的工業(yè)化、智能化、信息化、自動(dòng)化發(fā)展4。2裝配式建筑智能化施工技術(shù)在施工管理中的應(yīng)用策略實(shí)現(xiàn)裝配式建筑智能化施工技術(shù)在施工管理中的應(yīng)用是一項(xiàng)宏大、長(zhǎng)久性工程，需從多層面、多視角切入，不斷深化裝配式建筑施工的智能化管理水平，具體應(yīng)用策略如下：2.1保障構(gòu)件生產(chǎn)精準(zhǔn)度，實(shí)現(xiàn)連貫裝配施工在裝配式建筑施工管理中，陽(yáng)臺(tái)、樓梯、墻體、門(mén)窗等構(gòu)件均由工廠集約化生產(chǎn)完成，但構(gòu)件生產(chǎn)精度、質(zhì)量是施工管理的重點(diǎn)，可利用BIM技術(shù)中的可視化與可模擬兩項(xiàng)功能，按照施工設(shè)計(jì)建立裝配式建筑施工模型，分析構(gòu)件的裝配情況，明確裝配類(lèi)型與所需構(gòu)件數(shù)量。其中在單體外墻構(gòu)件生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)BIM技術(shù)三維模擬外墻裝配施工過(guò)程，可視化分析構(gòu)件幾何屬性，確定預(yù)制墻體構(gòu)件的數(shù)量、類(lèi)型，減少不必要的浪費(fèi)；并將模擬過(guò)程中獲取的構(gòu)件尺寸、數(shù)量數(shù)據(jù)信息提交給生產(chǎn)工廠，按照此參數(shù)優(yōu)化生產(chǎn)模型設(shè)計(jì)，確保構(gòu)件精度，保障施工連貫操作［5］。2.2構(gòu)建集約化管路系統(tǒng)，多方協(xié)同參與管理裝配式建筑施工過(guò)程中，各參與主體對(duì)工程施工有著不同的要求，傳統(tǒng)管理模式下，管理目標(biāo)難以協(xié)同，嚴(yán)重影響管理效率與質(zhì)量?；谥悄芑┕ぜ夹g(shù)展開(kāi)管理，構(gòu)建智能化管理系統(tǒng)，政府部門(mén)、設(shè)計(jì)單位、供應(yīng)商、施工單位等各施工參與主體根據(jù)權(quán)責(zé)獲取不同的權(quán)限，可同時(shí)登陸智能化管理系統(tǒng)了解施工進(jìn)度、施工需求，各方也可在系統(tǒng)內(nèi)交流意見(jiàn)，統(tǒng)一施工管理目標(biāo)；且當(dāng)施工中發(fā)生構(gòu)件尺寸與施工要求不符、施工進(jìn)度延誤、設(shè)計(jì)變更等問(wèn)題時(shí)，也可在平臺(tái)上快速商討解決對(duì)策。基于智能管理平臺(tái)構(gòu)建起集設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工三個(gè)環(huán)節(jié)為一體的管理平臺(tái)，可方便各方針對(duì)施工展開(kāi)溝通，協(xié)同參與管理，提高管理的科學(xué)化與針對(duì)性水平，且雙方可在平臺(tái)上快速共享信息，避免信息不對(duì)稱(chēng)等問(wèn)題，減少錯(cuò)誤決策［6］。2.3發(fā)展智能化施工管理，以智能系統(tǒng)輔助人工決策智能化施工管理是基于智能化技術(shù)手段在裝配式建筑施工過(guò)程中全面采集信息、自動(dòng)化分析信息，給出科學(xué)管理決策的現(xiàn)代先進(jìn)管理手段，具體體現(xiàn)在三個(gè)方面：第一，基于智能化系統(tǒng)對(duì)施工信息的分析進(jìn)行管理決策或輔助管理決策，施工過(guò)程中管理人員的決策常忽視客觀實(shí)際情況，根據(jù)個(gè)人工作經(jīng)驗(yàn)或主觀判斷做出決定，但智能化管理系統(tǒng)的分析以施工中產(chǎn)生的客觀數(shù)為依據(jù)，可快速給出分析結(jié)果，明確下一步管理工作，但考慮到機(jī)器決策應(yīng)變性較差，突發(fā)情況或重大問(wèn)題時(shí)還需管理人員對(duì)機(jī)器給出的結(jié)果加以分析，作為輔助決策依據(jù)。第二，基于智能化系統(tǒng)采集施工中的數(shù)據(jù)信息分析施工中存在的薄弱環(huán)節(jié)，系統(tǒng)可自動(dòng)分析與處理所獲數(shù)據(jù)，呈現(xiàn)出施工中技術(shù)、進(jìn)度、成本、質(zhì)量等管理要素上出現(xiàn)的不足，幫助管理人員找到優(yōu)化與改進(jìn)管理工作的方向，并搭建管理數(shù)據(jù)庫(kù)，當(dāng)類(lèi)似問(wèn)題出現(xiàn)后可直接在數(shù)據(jù)庫(kù)中查找解決方案，提高管理效率［7］。第三，實(shí)現(xiàn)作業(yè)層的智能化操控，裝配式建筑施工中減少了大量人工操作，但裝配等細(xì)節(jié)上的操作仍需要人工操作完成，為徹底實(shí)現(xiàn)智能化管理，可利用機(jī)器人、3D打印技術(shù)進(jìn)行施工。2.4提高BIM技術(shù)應(yīng)用深度，構(gòu)建信息化施工管理場(chǎng)景BIM技術(shù)是現(xiàn)階段建筑行業(yè)內(nèi)最先進(jìn)的信息化管理技術(shù)之一，在施工管理階段發(fā)揮著重要作用，但目前BIM技術(shù)的應(yīng)用僅停留在淺層，未能真正發(fā)揮作用，還需要進(jìn)一步深化，構(gòu)建起信息化施工管理場(chǎng)景，提高管理針對(duì)性與有效性。在施工準(zhǔn)備管理中。基于BIM技術(shù)平臺(tái)上，將設(shè)計(jì)單位提供的預(yù)制構(gòu)件庫(kù)調(diào)用到平臺(tái)上，打開(kāi)三維模擬軟件完成構(gòu)件模擬裝配，了解整個(gè)施工過(guò)程情況，指導(dǎo)施工單位制定裝配計(jì)劃、指導(dǎo)供應(yīng)商構(gòu)件生產(chǎn)與運(yùn)輸，并形成現(xiàn)場(chǎng)施工管理的可視化依據(jù)，指導(dǎo)各環(huán)節(jié)施工做好現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、技術(shù)等準(zhǔn)備工作。并建立構(gòu)件生產(chǎn)環(huán)節(jié)與BIM模型之間的聯(lián)系，可利用RFID技術(shù)跟蹤供應(yīng)廠商構(gòu)件生產(chǎn)情況，獲取具體生產(chǎn)信息，加強(qiáng)構(gòu)件生產(chǎn)管理，避免尺寸、數(shù)量、性能、質(zhì)量等方面出現(xiàn)誤差。在施工質(zhì)量管理中。施工中影響質(zhì)量的因素主要包括材料、人工、環(huán)境、機(jī)械、方法，BIM管理平臺(tái)上可實(shí)現(xiàn)施工質(zhì)量的可視化管理，準(zhǔn)確傳遞施工實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息，便于采取針對(duì)性質(zhì)量控制措施。如產(chǎn)品質(zhì)量管理上，結(jié)合BIM技術(shù)、RFID技術(shù)，將構(gòu)件編號(hào)與BIM三維模型對(duì)應(yīng)，可按照工序提醒下一步施工操作，模擬構(gòu)件具體應(yīng)用情況，當(dāng)出現(xiàn)規(guī)格、尺寸等信息與施工需求不符時(shí)，可提前告知施工現(xiàn)場(chǎng)，避免造成不可挽回的后果。在技術(shù)質(zhì)量管理上，模擬關(guān)鍵工藝的施工操作過(guò)程，確定施工條件、施工準(zhǔn)備等內(nèi)容，并向施工人員演示工藝具體操作，幫助其理解復(fù)雜技術(shù)要求，減少操作失誤8］。在施工進(jìn)度管理中?；贐IM技術(shù)平臺(tái)可監(jiān)控施工進(jìn)度以及項(xiàng)目整體進(jìn)度，有針對(duì)性的優(yōu)化進(jìn)度控制計(jì)劃，確保在合同要求工期內(nèi)完工。在施工進(jìn)度管理上，同樣利用可視化模擬功能，及時(shí)了解施工進(jìn)度信息，將BIM模型與施工進(jìn)度計(jì)劃結(jié)合，生成4D可視模型，動(dòng)態(tài)展示施工的整個(gè)過(guò)程，并檢查施工中是否發(fā)生空間碰撞、技術(shù)沖突、時(shí)間沖突等問(wèn)題，減少一切干擾施工進(jìn)度因素。在項(xiàng)目進(jìn)度管理過(guò)程中，BIM模型可顯示施工實(shí)際進(jìn)度與計(jì)劃進(jìn)度，如黃色構(gòu)件為在建、藍(lán)色為提前、灰色為延誤，便于管理人員直接了解整體進(jìn)度情況。在施工成本管理中°BIM技術(shù)平臺(tái)上提供了豐富的成本管理工具，如在4D模型基礎(chǔ)上，增加施工成本信息構(gòu)建5D模型，使模型具有成本數(shù)據(jù)空間屬性，詳細(xì)了解每一構(gòu)件成本，便于成本控制與準(zhǔn)確計(jì)算工程量。在5D模型中系統(tǒng)可自動(dòng)根據(jù)構(gòu)件、尺寸、數(shù)量、價(jià)格、材料等信息形成工程量清單，詳細(xì)給出體積、面積、質(zhì)量等工程量信息，根據(jù)具體的資源使用情況計(jì)算出工程實(shí)際造價(jià)；將實(shí)際施工成本輸入，分析與工程造價(jià)預(yù)算存在的出入，可協(xié)助管理人員確定成本控制不足與重點(diǎn)，以便及時(shí)調(diào)整成本控制策略。同時(shí)，將進(jìn)度、質(zhì)量、成本相聯(lián)系，形成動(dòng)態(tài)管理循環(huán)，可監(jiān)督資金的使用，給出科學(xué)控制策略，有效預(yù)防超預(yù)算問(wèn)題。結(jié)束語(yǔ)：綜上所述，隨著建筑行業(yè)發(fā)展水平的提升，裝配式建筑智能化施工技術(shù)將逐漸普及與推廣，積極利用其展開(kāi)建筑施工管理，不僅提高管理工作質(zhì)量與效果，也深化建筑行業(yè)智能化、信息化、自動(dòng)化發(fā)展。因此，未來(lái)還需要建筑行業(yè)不斷努力與實(shí)踐，充分發(fā)揮技術(shù)價(jià)值，推動(dòng)我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。參考文獻(xiàn)：王涯茜.BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用研究[J].居舍，2020(27):88-89+59.趙瑞陽(yáng)，夏緒勇，李書(shū)陽(yáng)，劉苗苗,付雅靜.裝配式建筑全產(chǎn)業(yè)鏈智能建造平臺(tái)建設(shè)[J].住宅產(chǎn)業(yè),2020(09):62-65.章力棟.BIM技術(shù)在裝配式建筑項(xiàng)目