浅析机械自动化在装配式建筑中的应用

【摘要】机械自动化是指机械在没有人工干预的情况下，按预先编制好的指令或程序自动展开作业的过程。机械自动化可以大大提高生产效率，减少人工劳动的时间及强度，目前，在许多传统及新型领域都在探索运用自动化系统提高劳动效率。装配式建筑自2016年起在全国广泛推广，它是由预制部品部件在工地装配而成的建筑，装配过程中如何与机械自动化相结合，实现装配式建筑的跨越式发展，需要进一步研究探索与实践。

【关键词】机械自动化;应用;装配式建筑

据环球网报道，一项报告指出，未来几年内，自动化设备及机械将广泛应用于建筑行业以获得更高速、更高效、更可靠的安全性能以及更高利润的建筑成果，预测到2025年全球将有超过7000台自动化设备应用于建筑行业。装配式建筑作为近年来新兴建设形式，体现了现代建筑的产业特征，与机械自动化结合，更能提高建设效率以及建筑业行业的发展速度。

1、机械自动化在建筑行业的应用

当施工现场地形多变、情况复杂、作业环境恶劣时，机械自动化控制的技术就显得尤为重要，要保证建筑机械自动化正常准确地操作，需要在自动化机械设备的关键技术上有所突破和发展。一是自动化建筑机械的机身位置识别技术，主要是通过机械自身内部所配置的位置识别技术和外部位置识别技术的两种方式进行位置识别，内部位置识别主要运用的是回转式角传感器以及速度传感器之间的相互配合来实现的，将机械行驶路径所产生的数据反馈到后台计算机中心，根据机械运动轨迹和机械方位的变化，最终获得该设备所处位置的数据，外部识别需要预先在施工现场设定几个基准点位置，通过电磁波或者超声波，实现外部位置的识别，最终确定所处的位置。二是以自动化机械设备机身位置识别系统所反馈的数据为依据的位置诱导机能，该机能首先要在施工中按照预先设定好的行径路径开展施工作业，必要时候进行校准，消除那些与预先设定作业路径存在误差的数据，组成一个完整闭环控制技术系统，如果自动化机械设备偏离了设定路径，设备将自动启动复位功能，这个位置诱导机能系统可以及时迅速地恢复矫正机械设备的位置、速度以及行径方向。三是施工对象识别以及评价技术，自动化建筑机械设备能够实现自动化最基本的功能就是识别、评价作业对象，比如，将超声传感器安装在液压挖掘机铲斗上，便可通过物体形状识别出土方、岩块、沙石等，为后续的施工作业提供信息数据，提高施工效率及施工安全保障。

2、装配式建筑特点及发展前景

2.1装配式建筑的特点

现代工业技术快速迅猛发展，房屋建造也可以预先成套成批的制作建筑构件地制造，在施工工地现场直接装配组装，完成建筑建设施工任务，这种由工厂生产外墙板、预制柱、预制梁、内墙板、空调板、叠合板、楼梯、阳台等预制部件在工地装配而成的建筑，就是装配式建筑。装配式建筑主要有多样化、标準化、质量可靠、环保节能等特点。一是装配式建筑设计的多样化，一般钢筋混凝土建筑承重墙多、房屋开间小、空间分隔不够灵活，装配式建筑则更加灵活多样，可以采用大开间，也可以利用组合式墙体分割成建设满足客户需求“随心所欲”的空间结构的定制建筑。二是构件制造标准化，装配式建筑以标准层每户为单元，根据建筑结构特征、构件制作便捷度、安装方式等因素，将建筑结构拆分成墙、梁、板、楼梯等不同种类的建筑构件，通过工厂的标准化的生产，对建筑组装质量进行控制。三是质量的可靠性，由于建筑构件预先进行标准化生产，现场施工形式更易得到规范，减少了现场施工出现的偏差误差，建筑质量得到保障，比如，建筑外墙的窗框、涂料、瓷砖等若能都在构件厂与外墙构件同步生产完成，就可以基本杜绝窗框漏水、墙面渗水的质量通病。四是环保节能，大部分建筑材料构件均能在工厂进行统一化、标准化地加工，可以减少现场施工不可避免的材料浪费以及建筑垃圾的产生问题，施工过程中所用模板使用量也会大大的减少，除梁柱交接处核心区域使用外，其他工程基本无需使用，大大降低了材料耗损。

2.2机械自动化在装配式建筑中的应用

机械自动化可以应用于配件设计、配件生产、现场施工等装配式建筑施工全过程，借助自动化设备精准的特性，对预制构件的几何尺寸及内部钢筋直径、间距、钢筋保护层厚度等重要参数进行精准设计、定位、生产，优化整合预制构件生产流程，提高构件生产产品质量，同时，大大缩短工作时间，达到理想化的工作效率，减少人工投入，长久下来，达到节约投资成本的目的。机械自动化主要可以在装配式PC构件生产阶段实现与安装阶段进行研究分析。

一是PC构建生产自动化。例如在生产过程中可采用机组流水作业法将构件在一组设备上顺序的进行生产构件的各道工序，在每个设备之间通过起重设备将已完构件进行运输，使不同生产工序之间互不影响。机械自动化可以使装配式建筑的PC构建实现机械一体化的流水作业、机械化生产实现批量高效的生产目的，对机械设备的监控调试更有利于保证生产构件的质量、减少安全事故发生概率。

二是PC构件安装自动化。装配式建筑现场安装的质量控制的一个关键关节，要求安装精度高，因此机械化的安装设备是质量的保障措施。机械设备的自动化构件的吊装，无法避免人工作业的误差，对PC构件的垂直度造成影响，而这个过程比较复杂，为更有效保证安装过程质量需要开发配套的设备，以实现机械自动校正。

3、装配式建筑机械自动化发展前景

全面贯彻落实党的十九大精神，为发展绿色装配式建筑献计献策，我们行业人员需要实现各学科交叉，优势互补，装配式建筑在我国工业化建筑中应用随着社会经济发展水平和社会发展结构的进一步完善不断发展，装配式建筑在工业建筑生产中的应用，可以作为一种工业发展新动力，推进工业生产技术水平和技术应用的广泛性得到进一步提高。在装配式建筑生产、安装各个过程中对机械自动化技术进行合理应用，并结合实际情况进行创新和改进，就能全面装配式建筑的生产、安装的技术水平，并且施工现场的安全管理效果可以得到相应的提升。随着劳动力成本的上升以及装配式建筑施工技术、预制构件加工精度与质量以及施工管理水平的提高，国家政策的扶持等一系列推动因素，我国预制装配式建筑正走向快速发展时期，对机械自动化需求也越来越高，在装配式建筑发展的同时与之相适应的机械自动化生产也将的我们研究的重点。

参考文献：

[1]马静.机械自动化在建筑工程中的应用[J].中国科技投资，2018，（11）：43.

[2]张赛威.浅谈装配式建筑的应用及发展[J].建材与装饰，2016，（33）：75-76.

[3]张书堂.机械自动化在建筑工程中的应用[J].住宅与房地产，2016（9）：145-145.

作者简介：

胡洪菊（1986-），女，讲师，主要从事工程造价、工程项目管理和建筑工程技术等方面的研究。