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基于数字化、智能化的装配式建筑新型建造技术

李迎港 祝 黎 李文彬 谭 龙 龚继海 王 雪 冯仁江
  
工程技术探索
2025年15期
重庆科技大学 重庆 401331

摘 要:当前,由于数字化、智能化技术的快速发展与普及,装配式建筑作为一种创新的建造方式,日益受到广泛的关注。本文主要探讨了数字化、智能化技术在装配式领域的应用,分析了其对建筑行业的影响,并介绍了几种典型的数字化、智能化装配式建筑新型建造技术。在智能建造形势下实现装配式建筑的全过程数字化协同,促进装配式建筑行业的进一步发展与应用。

关键词:数字化;智能化;装配式建筑;新型建造技术

基金项目:重庆科技大学硕士研究生创新计划项目(项目编号:YKJCX2420643)

引言

装配式建筑是一种通过工厂预制构件,然后在现场组装成整体建筑的建造方式。随着城市化进程的加快和建筑业对高质量、高效率的需求增加,装配式建筑作为一种快速、环保、节能的建造方式,受到了越来越多的关注。并且由于信息技术的不断发展,数字化和智能化技术正逐渐渗透到建筑行业的各个环节,为装配式建筑的发展提供了新的机遇和挑战。

1 数字化技术在装配式建筑中的应用

1.1建筑信息模型(BIM)

建筑信息模型(BIM)是数字化技术在装配式建筑中最重要的应用之一。BIM通过创建建筑物的数字化模型,实现了从设计、施工到运营的全生命周期管理。

(1)设计阶段:BIM技术允许设计师创建详细的三维建筑模型,涵盖建筑物的结构、系统和组件。这种三维模型不仅展示了建筑物的外观,还包含了构件的尺寸、材料和物理特性。这种可视化设计能够直观地展示建筑物的各个方面,减少了设计错误和遗漏。并且通过BIM数字化软件数据交互,BIM技术能够实现跨专业、跨阶段的信息共享和协同工作,提升项目的整体效率和质量。

(2)施工阶段:BIM技术可以在施工前进行详细的施工过程模拟。通过虚拟施工,项目团队可以预先识别和解决潜在的施工问题,如构件的安装顺序、设备的空间冲突等。这样可以优化施工方案,减少施工中的错误和返工,提高整体施工效率。BIM模型可以与施工进度计划(4D BIM)相结合,通过将时间维度加入三维模型中,实现动态的施工进度管理。项目管理人员可以实时监控施工进度,及时调整施工计划,确保工程按时完成。在施工阶段,BIM技术可以提供精确的材料统计和管理(5D BIM)。施工团队可以准确计算所需的材料数量,优化材料采购和库存管理,减少浪费和库存成本。并通过精确的规划和管理,使施工过程更加顺畅,提高了施工工程质量和安全性。

(3)运营阶段:BIM技术在建筑物的全生命周期管理中起到了关键作用。通过在设计和施工阶段积累的详细数据,BIM模型包含了建筑物的所有信息,包括结构、系统、设备、材料等。在运营阶段,设施管理人员可以利用这些数据进行科学的运营和维护管理。在此,BIM模型提供了一个集成的平台,用于管理建筑物的各项设施和系统。

1.2计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)

计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)在装配式建筑中的应用极大地提升了设计和生产的效率与精度,能够使得装配式建筑这一现代建筑方式更加的高效和可靠。其中CAD技术用于创建详细的二维和三维构件设计图。通过CAD软件,工程设计师可以精确地绘制每个预制构件的形状、尺寸和细节,并进行多次修改和优化,以确保设计的准确性和适用性。而CAM技术将CAD设计转化为实际生产过程中的指令。通过将设计数据输入到数控(CNC)机器和其他自动化生产设备中,CAM技术可以实现构件的高精度加工和生产。CAD/CAM技术促进了设计师、工程师和生产人员之间的协同工作。

2 智能化技术在新型装配式建筑中的应用

2.1构建建筑一体化应用系统

在传统的装配式建筑施工中,明显缺乏一体化的运行流程并且在对于高标准管理上存在不足,缺乏整体性的运作思维。但是随着智能建造应用的广泛普及,就要求我们在现今的装配式建造体系中融入智能建造的理念,不断实现工业的产业升级。我们需要利用各种信息手段来构建新型的装配式建造技术,实现智能化管理以及多环节信息交互。在新型的一体化建设应用平台中,利用相关的BIM技术、物联网技术以及各种综合管理系统等,能够有效提升工程建设的质量。通过一体化智能平台,融合多种信息技术手段,来实现工程项目的全生命周期管理,在专业的技术支持下能够实现各个系统的互联互通,并满足我们的批量生产需求。最终能够实现数字物流的现场装配管理等多个平台的智慧建设,并实现装配式建筑的智能建造。

2.2物联网(IoT)技术

在装配式建筑中,物联网(IoT)技术的应用能够极大地提升建筑管理和运营的智能化水平。通过在建筑构件和系统中嵌入传感器和联网设备,IoT技术实现了对建筑物的实时监测和管理,优化了建筑的性能和用户体验。物联网技术通过在建筑构件和设备上安装传感器,实现对建筑物各项数据的实时监测与采集。例如,传感器可以监测温度、湿度、空气质量、能耗、水流等参数。这些数据被实时传输到中央管理系统,帮助运营和管理人员及时了解建筑物的运行状态,发现和解决潜在问题。通过IoT技术,建筑中的各类设备可以实现智能化管理。

结语

基于数字化和智能化的装配式建筑技术,融合BIM、物联网、CAD/CAM等,实现建筑全生命周期的高效协同与智能管理。数字技术提升设计精准度和多专业协作,智能制造保障预制构件高精度与施工效率,智能运维优化建筑管理延长寿命。该技术提升各阶段效率与质量,减少资源浪费和环境影响,推动建筑行业绿色可持续发展。

参考文献

[1]王钊.智能建造下装配式住宅建筑施工关键技术分析 [J]. 居舍,2024,(11):86-89.

[2]屈夏华,黄向向.基于互联网 +BIM 技术装配式建筑智能建造研究[J].城市建设理论研究(电子版),2024,(10): 74-76+73.DOI :10.19569/j.cnki.cn119313/tu.202410024.

[3]吴丹,魏瑾.BIM信息化技术在新型装配式建筑中的应用 [J]. 住宅与房地产,2024,(05):118-120.

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