装配式建筑智能化施工技术在建筑工程施工管理中的应用

吴纪飞

（中国建筑第二工程局有限公司）

1 引言

时代在发展，社会在进步，建筑领域也在蓬勃发展，一系列崭新的建筑方式与建筑理念层出不穷，给传统建筑工程注入了新的生机与活力，这对广大建筑单位来说是机遇，与此同时，社会的进步促使社会大众的观念发生了变化，对于建筑物的要求不再仅仅局限于“遮风挡雨”，而是要求其兼具实力与颜值，使建筑单位面临巨大的挑战。如何抓住市场机遇，应对挑战，是建筑单位必须面临的话题。一方面，与传统建筑方式相比，装配式建筑设计表现出突出优势，能够显著提高施工效率以及管理水平，改进建筑物的质量；另一方面，智能化已经成为21 世纪的代名词，智能化在日常生活中的应用使我们开拓了视野，增长了见闻，而智能化在生产实践中的应用则减少了对人工的需求，提高了工作速度与精度。将装配式建筑与智能化技术结合起来，无疑是建筑单位应对挑战的有力举措[1]。

2 装配式建筑工程简述

2.1 装配式建筑的特点与优势

“装配式建筑”是利用“装配”方式进行建筑工程设计、施工，由专门单位将建筑工程中会用到的通用结构生产出来，设计单位与施工单位可以结合此次建筑的具体情况预定。作为一项新的建筑施工技术，装配式建筑诸多优势（见图1）。

图1 装配式建筑特点

①显著提高建筑工程的效率，一方面，能够提高施工效率，工厂式的生产模式是装配式建筑工程的核心理念，这种方式将通用性的组件提前生产出来，不需要单独定制，减少了因单独定制某一构件而造成的浪费时间现象，也避免了因构件尺寸不符合施工要求而造成的返工现象。另一方面，能够显著提高管理效率，装配式建筑使用的构件大多数是标准化的，能够减少设计等环节，标准化的构件也方便对产品是否符合标准进行评判。

②实现不断优化。装配式建筑将构件生产交由专业部门进行，随着规模的扩大、时间的累计，其制作工艺将会更加完善，制作方法也会更加先进，构件质量趋于提高。

③降低了资源浪费。建筑工程是一项能耗大、资源消耗大的工作，施工过程中还会产生大量的废水、废气，严重影响大气环境，要建设美丽中国，就必须使用集约的建造方式，减少资源浪费。

2.2 装配式建筑的未来发展趋势

装配式建筑并不是一个全新概念，在我国的建筑实践中已被多次使用，国家对装配式建筑的发展也制定了规划，计划到2025年，我国装配式建筑所占新建筑比例为50%以上。但是，整体上，我国装配式建筑还呈现大而不强的局面，积极推进装配式建筑与智能建造融合发展，是改变我国建筑产业大而不强现状，实现高质量发展的历史性机遇。在这一方面，许多发达国家已经有所行动，比如，德国将装配式建筑工业归纳于“工业4.0”范畴的创新战略和实施路线图，用数字信息驱动机械手代替人工作业。在这一方面，我国也展开了积极行动，逐步推进装配式建筑与工业化、信息化的结合，目前在工厂成套装备、生产工艺、BIM 技术等方面基本实现“工业化、自动化和信息化”。

3 装配式建筑智能施工技术在建筑工程施工管理中的应用

实现装配式建筑与智能化施工技术的融合是我国建筑行业未来的发展趋势，但是，作为一项宏大的工程，要实现二者的融合绝非一日之功，必须从多方面入手，多角度切入。本文认为，推进装配式建筑智能施工技术在建筑工程施工管理中的应用可以从如下途径入手[2]。

3.1 提高构件精准程度，确保建筑工程的连贯性

在装配式建筑中，会使用到大量构件，例如，阳台、楼梯、门窗等，在这些构件拆分的过程中，可以借助BIM技术可视化以及可模拟的优势。首先，单个外墙构件的几何属性经过可视化分析，可以对预制外墙板的类型数量进行优化，减少预制构件的类型和数量。其次，通过BIM技术精确掌握本次施工需要运用到的构件尺寸，并在已有设计模型的基础上，不断优化建筑设计，合理匹配各构件，确保建筑工程的连贯性（见图2）。

图2 装配建筑生产流程

3.2 推进集成化，实现多方协同参与

装配式建筑会涉及多个参与方，包括供应商、设计单位、施工单位、政府部门、业主等，各个参与方都会对建筑物提出不同的要求，在把握各方需求的基础上，达成相同的目标是影响设计施工的关键因素，在装配式建筑工程中，因构件不符合建筑要求、施工问题需要各方协商参与解决等问题造成工期延长的现象并不少见，生产过程一体化可以加强各方的沟通与交流，打造“设计——生产——施工”一体化，可以采用集成化交付模式，推进建筑流程稳步推移。此外，要实现应用系统一体化，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等。

3.3 发展智能化，大量采用智能机器人

智能化主要体现在三个方面。

①借助智能分析系统进行决策，或者辅助管理者进行决策。这是因为管理者在决策时难免会受到已有经验及主观意识的影响，降低决策的科学性，但机器决策的应变性又较低，必要时需要管理者做出快速决策。

②要实现对数据的收集、整合与分析，建筑工程中会产生大量数据，对数据进行分析不仅能够帮助管理者了解当前的施工全貌，而且透过数据，可以分析工作中存在的薄弱环节，引导管理者采取改进措施。对装配式建筑工程来说，保证数据精准是非常必要的，可以通过搭建BIM数据库、管理数据库等实现。

③在作业层实现智能化，装配式建筑虽然减少了对人工的需求，但施工依然需要大量的劳动力，为此，可以利用3D打印机、机器人等减少人工量[3]。

3.4 推进BIM技术，搭建信息化的施工场景

BIM 技术是当前建筑工程领域的重要技术之一。在设计阶段，要大力发挥BIM 技术的模拟特性，例如节能模拟、紧急疏散模拟、日照模拟、热能传导模拟等，科学评判建筑工程是否合理。在施工阶段，还可以实现对施工现场的可视化，及时发现施工工作中存在的问题，避免造成更加严重的后果。在后期运营阶段，还可以模拟日常紧急情况的处理方式，例如地震人员逃生模拟及消防人员疏散模拟等。

4 结语

总而言之，时代的年轮滚滚向前，推动我们的社会环境发生翻天覆地的变化，将装配式建筑应用到实践过程中，不仅有利于减少资源浪费，还能提高施工效率，便于管理者进行监督管理，值得在实践中推广应用。同时，为推进装配式建筑的普遍应用，应大力发展智能化施工技术，加强对现代技术的研究与实践，从提高构件精准程度，确保建筑工程的连贯性、推进集成化，实现多方协同参与、发展智能化，大量采用智能机器人等方面做起。希望本文提及的上述观念与措施能够在实践中发挥一定作用，为提高我国建筑水平提供一定思路。