裝配式建筑智能化施工技術在建筑工程施工管理中的應用

吳紀飛

（中國建筑第二工程局有限公司）

1 引言

時代在發展，社會在進步，建筑領域也在蓬勃發展，一系列嶄新的建筑方式與建筑理念層出不窮，給傳統建筑工程注入了新的生機與活力，這對廣大建筑單位來說是機遇，與此同時，社會的進步促使社會大眾的觀念發生了變化，對于建筑物的要求不再僅僅局限于“遮風擋雨”，而是要求其兼具實力與顏值，使建筑單位面臨巨大的挑戰。如何抓住市場機遇，應對挑戰，是建筑單位必須面臨的話題。一方面，與傳統建筑方式相比，裝配式建筑設計表現出突出優勢，能夠顯著提高施工效率以及管理水平，改進建筑物的質量；另一方面，智能化已經成為21 世紀的代名詞，智能化在日常生活中的應用使我們開拓了視野，增長了見聞，而智能化在生產實踐中的應用則減少了對人工的需求，提高了工作速度與精度。將裝配式建筑與智能化技術結合起來，無疑是建筑單位應對挑戰的有力舉措[1]。

2 裝配式建筑工程簡述

2.1 裝配式建筑的特點與優勢

“裝配式建筑”是利用“裝配”方式進行建筑工程設計、施工，由專門單位將建筑工程中會用到的通用結構生產出來，設計單位與施工單位可以結合此次建筑的具體情況預定。作為一項新的建筑施工技術，裝配式建筑諸多優勢（見圖1）。

圖1 裝配式建筑特點

①顯著提高建筑工程的效率，一方面，能夠提高施工效率，工廠式的生產模式是裝配式建筑工程的核心理念，這種方式將通用性的組件提前生產出來，不需要單獨定制，減少了因單獨定制某一構件而造成的浪費時間現象，也避免了因構件尺寸不符合施工要求而造成的返工現象。另一方面，能夠顯著提高管理效率，裝配式建筑使用的構件大多數是標準化的，能夠減少設計等環節，標準化的構件也方便對產品是否符合標準進行評判。

②實現不斷優化。裝配式建筑將構件生產交由專業部門進行，隨著規模的擴大、時間的累計，其制作工藝將會更加完善，制作方法也會更加先進，構件質量趨于提高。

③降低了資源浪費。建筑工程是一項能耗大、資源消耗大的工作，施工過程中還會產生大量的廢水、廢氣，嚴重影響大氣環境，要建設美麗中國，就必須使用集約的建造方式，減少資源浪費。

2.2 裝配式建筑的未來發展趨勢

裝配式建筑并不是一個全新概念，在我國的建筑實踐中已被多次使用，國家對裝配式建筑的發展也制定了規劃，計劃到2025年，我國裝配式建筑所占新建筑比例為50%以上。但是，整體上，我國裝配式建筑還呈現大而不強的局面，積極推進裝配式建筑與智能建造融合發展，是改變我國建筑產業大而不強現狀，實現高質量發展的歷史性機遇。在這一方面，許多發達國家已經有所行動，比如，德國將裝配式建筑工業歸納于“工業4.0”范疇的創新戰略和實施路線圖，用數字信息驅動機械手代替人工作業。在這一方面，我國也展開了積極行動，逐步推進裝配式建筑與工業化、信息化的結合，目前在工廠成套裝備、生產工藝、BIM 技術等方面基本實現“工業化、自動化和信息化”。

3 裝配式建筑智能施工技術在建筑工程施工管理中的應用

實現裝配式建筑與智能化施工技術的融合是我國建筑行業未來的發展趨勢，但是，作為一項宏大的工程，要實現二者的融合絕非一日之功，必須從多方面入手，多角度切入。本文認為，推進裝配式建筑智能施工技術在建筑工程施工管理中的應用可以從如下途徑入手[2]。

3.1 提高構件精準程度，確保建筑工程的連貫性

在裝配式建筑中，會使用到大量構件，例如，陽臺、樓梯、門窗等，在這些構件拆分的過程中，可以借助BIM技術可視化以及可模擬的優勢。首先，單個外墻構件的幾何屬性經過可視化分析，可以對預制外墻板的類型數量進行優化，減少預制構件的類型和數量。其次，通過BIM技術精確掌握本次施工需要運用到的構件尺寸，并在已有設計模型的基礎上，不斷優化建筑設計，合理匹配各構件，確保建筑工程的連貫性（見圖2）。

圖2 裝配建筑生產流程

3.2 推進集成化，實現多方協同參與

裝配式建筑會涉及多個參與方，包括供應商、設計單位、施工單位、政府部門、業主等，各個參與方都會對建筑物提出不同的要求，在把握各方需求的基礎上，達成相同的目標是影響設計施工的關鍵因素，在裝配式建筑工程中，因構件不符合建筑要求、施工問題需要各方協商參與解決等問題造成工期延長的現象并不少見，生產過程一體化可以加強各方的溝通與交流，打造“設計——生產——施工”一體化，可以采用集成化交付模式，推進建筑流程穩步推移。此外，要實現應用系統一體化，包括應用系統使用單點登錄、應用系統數據多應用共享、支持多參與方協同工作等。

3.3 發展智能化，大量采用智能機器人

智能化主要體現在三個方面。

①借助智能分析系統進行決策，或者輔助管理者進行決策。這是因為管理者在決策時難免會受到已有經驗及主觀意識的影響，降低決策的科學性，但機器決策的應變性又較低，必要時需要管理者做出快速決策。

②要實現對數據的收集、整合與分析，建筑工程中會產生大量數據，對數據進行分析不僅能夠幫助管理者了解當前的施工全貌，而且透過數據，可以分析工作中存在的薄弱環節，引導管理者采取改進措施。對裝配式建筑工程來說，保證數據精準是非常必要的，可以通過搭建BIM數據庫、管理數據庫等實現。

③在作業層實現智能化，裝配式建筑雖然減少了對人工的需求，但施工依然需要大量的勞動力，為此，可以利用3D打印機、機器人等減少人工量[3]。

3.4 推進BIM技術，搭建信息化的施工場景

BIM 技術是當前建筑工程領域的重要技術之一。在設計階段，要大力發揮BIM 技術的模擬特性，例如節能模擬、緊急疏散模擬、日照模擬、熱能傳導模擬等，科學評判建筑工程是否合理。在施工階段，還可以實現對施工現場的可視化，及時發現施工工作中存在的問題，避免造成更加嚴重的后果。在后期運營階段，還可以模擬日常緊急情況的處理方式，例如地震人員逃生模擬及消防人員疏散模擬等。

4 結語

總而言之，時代的年輪滾滾向前，推動我們的社會環境發生翻天覆地的變化，將裝配式建筑應用到實踐過程中，不僅有利于減少資源浪費，還能提高施工效率，便于管理者進行監督管理，值得在實踐中推廣應用。同時，為推進裝配式建筑的普遍應用，應大力發展智能化施工技術，加強對現代技術的研究與實踐，從提高構件精準程度，確保建筑工程的連貫性、推進集成化，實現多方協同參與、發展智能化，大量采用智能機器人等方面做起。希望本文提及的上述觀念與措施能夠在實踐中發揮一定作用，為提高我國建筑水平提供一定思路。