付慧星

（南京工程學院，江蘇 南京 210000）

0 引言

裝配式混凝土建筑很大程度解決了建筑施工方面的問題，但仍存在不足。 通過研究發(fā)現(xiàn)，裝配式混凝土建筑的智能建造及數(shù)字設計能解決目前裝配式建筑存在的不足和缺陷， 既可以實現(xiàn)施工效率的提高，也能夠確保施工成本的經濟合理。 所以對裝配式混凝土建筑的智能建造和數(shù)字設計的深入研究， 也是傳統(tǒng)施工方式與施工技術的再突破。 文章介紹目前裝配式混凝土建筑存在的問題以及展開論述國內外對裝配式混凝土建筑的數(shù)字設計與智能建造的研究。

1 目前裝配式混凝土建筑存在的問題

隨著時代的進步， 傳統(tǒng)工業(yè)和建筑業(yè)的技術發(fā)展也取得了重大突破， 并經歷了長期的技術創(chuàng)新和發(fā)展。 我國的建筑已經從原來的預制空心樓板、 預制屋面板等簡單的裝配式建筑形式逐漸發(fā)展到今天的現(xiàn)代化建筑方案， 在施工方法和施工質量上都能得到有效的保證。 但是，通過對建設項目的長期總結和分析， 我們仍然可以發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)裝配式混凝土建筑中的一些不完善或缺陷。

（1）目前的生產規(guī)模、設計、施工、項目管理一體化程度較低。產業(yè)工人在裝配式建筑施工方面缺乏足夠的技術經驗，這使得裝配式建筑構件的成本較高。

（2）裝配式建筑行業(yè)存在標準化程度低、產業(yè)鏈不連續(xù)等問題。

（3）裝配式建筑規(guī)范標準不健全，相關制度不夠完善，存在漏洞。

（4）裝配式建筑構件在生產應用過程中存在許多不足之處，使得在后期裝配完成的建筑工程整體穩(wěn)定效果不盡人意。

通過不斷的研究與技術革新，發(fā)現(xiàn)裝配式混凝土建筑的數(shù)字設計與智能建造能有效解決這些問題。 因此，國內外許多學者都進行了深入研究。

2 裝配式混凝土建筑的數(shù)字設計與智能建造

2.1 數(shù)字設計與智能建造的背景

（1）數(shù)字設計之中，BIM 技術是其主要內容。BIM技術可以借助計算機技術搭建一個信息平臺， 通過對建筑施工過程中的數(shù)據進行收集和分析，并將其轉化為可視化的數(shù)據形式，使建筑施工質量更好，方便更加直觀的管理，也可以更有效地掌握施工過程中產生的各類數(shù)據。 BIM 技術有五大特點，即模擬、協(xié)調、優(yōu)化、可視化和圖形化。 BIM 技術與裝配式建筑的結合有效提高了裝配式建筑的生命周期，形成系統(tǒng)化的組織結構， 使得施工質量的管理水平提升、效率提高，具有極高的實際應用價值。

（2）智能建造是基于BIM (+GIS)、物聯(lián)網、云計算、移動互聯(lián)網、大數(shù)據、虛擬現(xiàn)實等信息技術構建的工程智能施工平臺。它是信息技術與現(xiàn)代工程建設技術的融合。大力發(fā)展工業(yè)化建筑與智能建造將提升重大基礎設施的建設與運維效率，促進基礎設施建設的轉型升級，助力新基建，打造中國建造的國際品牌。

數(shù)字設計與智能建造是建筑現(xiàn)代化的必經之路，大力發(fā)展工業(yè)化建筑和智慧建造也已成為我國基礎設施建設領域的基本國策。

2.2 國外研究狀況

Aye 等通過對項目整個生命周期的CO2排放和能耗進行評估，證明了裝配式建筑的應用可以有效降低能耗。

Pons 等通過對比裝配式建筑和現(xiàn)澆式建筑在施工過程中材料的提取和維護，得出裝配式建筑在施工過程中對環(huán)境的影響小于現(xiàn)澆式建筑的結論。

Navarro-Rubio 等人通過數(shù)值模型對預制結構進行了評估，并對其進行了生命周期分析。 他們指出，裝配式建筑具有節(jié)省施工時間和降低成本的特點。

2.3 國內研究狀況

隨著國內學者的研究逐步深入，有效且直觀的指出了目前裝配式混凝土建筑所需要解決的問題，以及數(shù)字設計與智能建造給傳統(tǒng)裝配式混凝土建筑帶來的利好與幫助。

2.3.1 進行科學設計

為了更好地實現(xiàn)裝配式混凝土建筑智能結構標準化設計的目的，有效地提高智能結構的設計水平，從而使得工程結構的整體穩(wěn)定性和可靠性逐步增強。所以預制混凝土結構智能結構的實際設計過程是從多個層次考慮。目前，在實際結構設計中，重點研究了裝配式混凝土建筑的智能預制件的適用性效果，使混凝土建筑物相應的結構布局與其后續(xù)的運行施工可以被有效的整合在一起，從而使裝配式混凝土建筑的智能結構設計的價值和效率可以進一步加強。 同時，為了保證裝配式混凝土建筑的智能結構具有較強的可靠性，可以更科學、更全面地應用，提高了其智能結構的耐久性和安全性。

2.3.2 進行數(shù)字設計

在具體的發(fā)展過程中，為了使裝配式混凝土建筑智能結構更加科學合理，研究人員不斷提高結構的穩(wěn)定性和可靠性，最大限度地滿足目前智能化建筑施工的要求，借助數(shù)字技術的幫助，仿真分析方法提供的施工工藝和施工時間可以與三維結構模型相結合，形成四維施工模型，并在此基礎上對各個施工階段的建筑外觀和整體結構框架進行仿真。通過與實際施工外觀的對比，可以實時監(jiān)控和跟蹤施工進度和整體施工質量。通過測量和比較兩者之間的差異，也可以更有針對性地判斷是否存在質量問題。BIM 技術提供的建筑信息模型可以根據各個構件的大小、類型和使用方式來確定。有利于準確、及時地掌握施工信息， 將安裝過程轉化為透明、開放的形式，大大提高預制施工的效率和質量。

2.3.3 有效利用裝配式混凝土智能結構

建筑智能化施工工作開展過程中，應該加強對裝配式混凝土結構的使用，深入分析現(xiàn)階段施工期間所存在的問題，然后在具體情況的基礎上，有針對性地制定施工方案，以確保在降低問題出現(xiàn)概率的同時，還可以不斷提升裝配式混凝土建筑智能化結構的穩(wěn)定性和安全性。

3 結語

目前國內外對于裝配式混凝土建筑的數(shù)字設計與智能建造的研究都有一定的局限性，為了適應時代的發(fā)展，盡量解決目前裝配式建筑存在的不足和缺陷，對于裝配式混凝土建筑的數(shù)字設計與智能建造的研究必須加快步伐，早日實現(xiàn)技術突破。