日常安排

报到布展:2019年11月5日至6日  

展出时间:2019年11月7日至9日

撤展时间:2019年11月9日-下午13点


展会新闻

装配式建筑智慧建造的现状及发展趋势

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装配式建筑智慧建造的

现状及发展趋势


清华大学土木工程系教授、博士生导师

马智亮


随着国家产业结构调整和建筑行业对绿色节能建筑理念的倡导,装配式建筑受到越来越多的关注。众所周知,装配式建筑具有减少环境污染、缩短工期、提高建造质量等优点。2016年9月,国务院办公厅发布《关于大力发展装配式建筑的指导意见》,提出“力争用10年左右的时间,使装配式建筑占新建建筑面积的比例达到30%。”前些年我们讲信息化,现在讲数字化,那么,未来就是智能化,即智慧建造。装配式建筑最有条件率先走向智慧建造。下面,将从装配式建筑智慧建造目前的应用现状、应用系统的发展及发展趋势3方面,来作一阐述。


装配式建筑智慧建造的现状


为了了解装配式建筑智慧建造的现状,我们委托专业调研公司由PC端、手机微信端和邮箱进行调查问卷链接推送,共收到267份问卷。被访对象单位类型包括政府部门、建设开发单位、勘察设计单位、科研单位等,被访对象来自华北、华东、华南、华中等全国多个地区。调查结果显示,在装配式建筑信息化应用情况中,装配式建筑标准化设计、装配式建筑施工与管理、装配式建筑部品生产与管理应用比例靠前,如图1所示。



在设计阶段,应用BIM技术进行装配式建筑设计建模是最主要的应用点,应用最多、占比最高。其次是二维CAD施工图设计、集成设计、基于平台的装配式建筑的协同设计等,如图2所示。


在生产阶段,最主要的应用点占比最高的是深化设计,其次是生产管理、质量管理,占比都在40%以上,如图3所示。



在现场施工与管理阶段,装配式建筑的信息化应用还比较滞后,调查数据显示,虚拟预拼装、可视化技术交底、预制部件质量跟踪管理等占比较高,如图4所示。



在装饰装修阶段,信息化占比最高的是装修部品部件的三维标准化图集、模块化设计标准、部品族库,占比达68.16%,如图5所示。



装配式建筑智慧建造

的应用系统


之所以能进行智慧建造,是因为应用了相关的信息系统。装配式建筑和一般的建筑有哪些不同和特色?我归纳为几点:首先是装配式建筑的技术特色,包括装配式建筑设计、构件深化设计、构件生产、装配式建筑施工。和一般的设计不同,装配式建筑要进行构件的拆分,要在工厂进行制造之前进行深化设计,如要考虑吊装的要求、构件要进行生产等;其次是装配式建筑的管理特色,包括构件的生产、库存、配送管理和现场施工管理,与一般的建筑也不一样。
为了使装配式建筑建造过程实现智慧建造,就需要应用相关的智能技术,从而实现感知、传输、计算、记忆、分析等功能。这些智能技术,感知有物联网技术、实时定位技术,传输有互联网技术、云计算技术,记忆有BIM模型、GIS数据,等等。另外,大数据、人工智能、3D扫描、机器人等也都是一些实现智慧建造所必须具备的技术。


但是,这些技术在装配式建筑中如何利用?可以从两个角度来考虑:一是这些技术用在了哪个环节?从装配式建筑BIM的应用点来看,可以分为设计、深化设计、构件生产、物流运输、现场施工、物业运维等多个阶段应用点,如图7所示。二是把这些技术集成应用,形成生产系统、技术系统和管理系统。我们可以把技术系统、管理系统按层次划分为设备层、资源层和应用层,如图8所示。


装配式建筑智慧建造的发展趋势


对于未来装配式建筑智慧建造的发展趋势,可以归纳为四点:集成化、精细化、智能化、最优化。


集成化。主要是两方面的集成:一个是应用系统一体化,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;另一个是生产过程一体化,包括设计-生产-施工一体化,可以采用EPC模式、集成化交付模式等。


精细化。一方面是管理对象细化到每一个部品部件。可借鉴制造业的材料表,在装配式建筑中也可以形成材料表,根据材料表在现场进行装配即可;另一方面是施工细化到工序,通过严格的流程化、管理前置化降低风险,做到精益建造。


智能化。在管理过程中,既然是智慧建造,就要通过系统取代人,至少是部分取代人,包含代替人去决策,或者辅助人的决策。其中,用到的数据包括BIM数据、管理数据等。另外就是作业层,可以有类人工厂和现场的作业,实现智慧化,如在现场作业可能用到3D打印,在工厂里面普遍采用机器人,人工将会大量减少。


最优化。一是要有最优化的设计方案,设计对于建筑全生命期至关重要;二是最优化的作业计划,无论是进行生产还是施工,构件生产、施工都需要最优化,特别是在构件生产阶段,我们要实现柔性生产,动态调整作业计划;三是最优化的运输计划,以求达到最短运输路径。