淺析機械自動化在裝配式建筑中的應用

【摘要】機械自動化是指機械在沒有人工干預的情況下，按預先編制好的指令或程序自動展開作業的過程。機械自動化可以大大提高生產效率，減少人工勞動的時間及強度，目前，在許多傳統及新型領域都在探索運用自動化系統提高勞動效率。裝配式建筑自2016年起在全國廣泛推廣，它是由預制部品部件在工地裝配而成的建筑，裝配過程中如何與機械自動化相結合，實現裝配式建筑的跨越式發展，需要進一步研究探索與實踐。

【關鍵詞】機械自動化;應用;裝配式建筑

據環球網報道，一項報告指出，未來幾年內，自動化設備及機械將廣泛應用于建筑行業以獲得更高速、更高效、更可靠的安全性能以及更高利潤的建筑成果，預測到2025年全球將有超過7000臺自動化設備應用于建筑行業。裝配式建筑作為近年來新興建設形式，體現了現代建筑的產業特征，與機械自動化結合，更能提高建設效率以及建筑業行業的發展速度。

1、機械自動化在建筑行業的應用

當施工現場地形多變、情況復雜、作業環境惡劣時，機械自動化控制的技術就顯得尤為重要，要保證建筑機械自動化正常準確地操作，需要在自動化機械設備的關鍵技術上有所突破和發展。一是自動化建筑機械的機身位置識別技術，主要是通過機械自身內部所配置的位置識別技術和外部位置識別技術的兩種方式進行位置識別，內部位置識別主要運用的是回轉式角傳感器以及速度傳感器之間的相互配合來實現的，將機械行駛路徑所產生的數據反饋到后臺計算機中心，根據機械運動軌跡和機械方位的變化，最終獲得該設備所處位置的數據，外部識別需要預先在施工現場設定幾個基準點位置，通過電磁波或者超聲波，實現外部位置的識別，最終確定所處的位置。二是以自動化機械設備機身位置識別系統所反饋的數據為依據的位置誘導機能，該機能首先要在施工中按照預先設定好的行徑路徑開展施工作業，必要時候進行校準，消除那些與預先設定作業路徑存在誤差的數據，組成一個完整閉環控制技術系統，如果自動化機械設備偏離了設定路徑，設備將自動啟動復位功能，這個位置誘導機能系統可以及時迅速地恢復矯正機械設備的位置、速度以及行徑方向。三是施工對象識別以及評價技術，自動化建筑機械設備能夠實現自動化最基本的功能就是識別、評價作業對象，比如，將超聲傳感器安裝在液壓挖掘機鏟斗上，便可通過物體形狀識別出土方、巖塊、沙石等，為后續的施工作業提供信息數據，提高施工效率及施工安全保障。

2、裝配式建筑特點及發展前景

2.1裝配式建筑的特點

現代工業技術快速迅猛發展，房屋建造也可以預先成套成批的制作建筑構件地制造，在施工工地現場直接裝配組裝，完成建筑建設施工任務，這種由工廠生產外墻板、預制柱、預制梁、內墻板、空調板、疊合板、樓梯、陽臺等預制部件在工地裝配而成的建筑，就是裝配式建筑。裝配式建筑主要有多樣化、標準化、質量可靠、環保節能等特點。一是裝配式建筑設計的多樣化，一般鋼筋混凝土建筑承重墻多、房屋開間小、空間分隔不夠靈活，裝配式建筑則更加靈活多樣，可以采用大開間，也可以利用組合式墻體分割成建設滿足客戶需求“隨心所欲”的空間結構的定制建筑。二是構件制造標準化，裝配式建筑以標準層每戶為單元，根據建筑結構特征、構件制作便捷度、安裝方式等因素，將建筑結構拆分成墻、梁、板、樓梯等不同種類的建筑構件，通過工廠的標準化的生產，對建筑組裝質量進行控制。三是質量的可靠性，由于建筑構件預先進行標準化生產，現場施工形式更易得到規范，減少了現場施工出現的偏差誤差，建筑質量得到保障，比如，建筑外墻的窗框、涂料、瓷磚等若能都在構件廠與外墻構件同步生產完成，就可以基本杜絕窗框漏水、墻面滲水的質量通病。四是環保節能，大部分建筑材料構件均能在工廠進行統一化、標準化地加工，可以減少現場施工不可避免的材料浪費以及建筑垃圾的產生問題，施工過程中所用模板使用量也會大大的減少，除梁柱交接處核心區域使用外，其他工程基本無需使用，大大降低了材料耗損。

2.2機械自動化在裝配式建筑中的應用

機械自動化可以應用于配件設計、配件生產、現場施工等裝配式建筑施工全過程，借助自動化設備精準的特性，對預制構件的幾何尺寸及內部鋼筋直徑、間距、鋼筋保護層厚度等重要參數進行精準設計、定位、生產，優化整合預制構件生產流程，提高構件生產產品質量，同時，大大縮短工作時間，達到理想化的工作效率，減少人工投入，長久下來，達到節約投資成本的目的。機械自動化主要可以在裝配式PC構件生產階段實現與安裝階段進行研究分析。

一是PC構建生產自動化。例如在生產過程中可采用機組流水作業法將構件在一組設備上順序的進行生產構件的各道工序，在每個設備之間通過起重設備將已完構件進行運輸，使不同生產工序之間互不影響。機械自動化可以使裝配式建筑的PC構建實現機械一體化的流水作業、機械化生產實現批量高效的生產目的，對機械設備的監控調試更有利于保證生產構件的質量、減少安全事故發生概率。

二是PC構件安裝自動化。裝配式建筑現場安裝的質量控制的一個關鍵關節，要求安裝精度高，因此機械化的安裝設備是質量的保障措施。機械設備的自動化構件的吊裝，無法避免人工作業的誤差，對PC構件的垂直度造成影響，而這個過程比較復雜，為更有效保證安裝過程質量需要開發配套的設備，以實現機械自動校正。

3、裝配式建筑機械自動化發展前景

全面貫徹落實黨的十九大精神，為發展綠色裝配式建筑獻計獻策，我們行業人員需要實現各學科交叉，優勢互補，裝配式建筑在我國工業化建筑中應用隨著社會經濟發展水平和社會發展結構的進一步完善不斷發展，裝配式建筑在工業建筑生產中的應用，可以作為一種工業發展新動力，推進工業生產技術水平和技術應用的廣泛性得到進一步提高。在裝配式建筑生產、安裝各個過程中對機械自動化技術進行合理應用，并結合實際情況進行創新和改進，就能全面裝配式建筑的生產、安裝的技術水平，并且施工現場的安全管理效果可以得到相應的提升。隨著勞動力成本的上升以及裝配式建筑施工技術、預制構件加工精度與質量以及施工管理水平的提高，國家政策的扶持等一系列推動因素，我國預制裝配式建筑正走向快速發展時期，對機械自動化需求也越來越高，在裝配式建筑發展的同時與之相適應的機械自動化生產也將的我們研究的重點。

參考文獻：

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作者簡介：

胡洪菊（1986-），女，講師，主要從事工程造價、工程項目管理和建筑工程技術等方面的研究。