趙文杰

摘 要：從預制裝配式建筑的基本內涵和發(fā)展前景入手，針對當下預制裝配式建筑施工中出現(xiàn)的問題進行研究分析，并提出相應的優(yōu)化措施，以供相關工作人員參考。

關鍵詞：預制裝配式建筑；智能化機械施工設備；施工應用

中圖分類號：TU741 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2096-6903（2023）02-0052-03

0 引言

為了符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求，相關建筑企業(yè)和工作人員應積極對預制裝配式建筑智能化機械設備的應用進行研究分析，結合時代發(fā)展和工程實際需求，不斷對智能化機械設備進行創(chuàng)新優(yōu)化，以提升我國預制裝配式建筑行業(yè)發(fā)展步伐。

1 預制裝配式建筑的內涵以及發(fā)展前景

1.1 預制裝配式建筑的內涵

預制裝配式建筑是用流水線的生產方式來生產建筑的主要結構部分，如外墻體、大塊樓板、屋面板等，并將其進行組裝建造成房屋。按照建筑的主要結構形式可分為板材裝配式建筑和盒子裝配式建筑。其應用較為廣泛，一般適用工業(yè)建筑、民用建筑，尤其適合標準設計的住宅建筑。預制裝配式建筑較傳統(tǒng)的建筑施工技術效力更高，人工成本更低[1]。

當下的預制裝配式建筑的技術仍存在一些不足，還需進行改革創(chuàng)新，積極引進先進的智能機械設備，不斷提高預制構件的標準性和規(guī)范性，同時減少預制構件的種類，實現(xiàn)預制裝配式建筑的巨大發(fā)展。

1.2 預制裝配式建筑發(fā)展前景

預制裝配式建筑在我國20世紀70年代末期開始有了基本的應用技術體系[2]。同時國家也對預制裝配式建筑發(fā)展進行了規(guī)劃，計劃到2025年，預制裝配式建筑占新建筑比例50%以上。目前應加大預制裝配式建筑的推廣，積極學習外國成功的預制裝配式建筑的創(chuàng)新戰(zhàn)略和具體實施作業(yè)方案，并對其進行改革和優(yōu)化調整。比如將預制裝裝配式建筑與智能機械施工技術有機融合，使智能機械代替人工作業(yè)，引進先進、全系統(tǒng)的生產裝備、BIM技術等，以實現(xiàn)我國預制裝配式建筑的工業(yè)化、自動化和信息化。

1.3 預制裝配式建筑施工采用智能化機械設備的應用要點

在預制裝配式建筑過程中，智能化接卸設備的應用要點主要有兩個：智能化應用和數(shù)據(jù)傳輸。智能化應用方面，技術人員應對工程智能化機械設備和智能化設備軟件操作進行深入分析研究，使其對預制裝配式建筑工程設計中的數(shù)據(jù)進行有效處理，使建筑的結構部件生產實現(xiàn)智能自動化，同時高效完成建筑構建的裝配統(tǒng)計、安裝、拆卸、加固等相關內容。數(shù)據(jù)傳輸方面，BIM結構模型技術在裝配式建筑全過程階段的廣泛應用，可利用其對預制裝配式建筑進行三維立體模型的構建和數(shù)據(jù)精確分析，將建筑工程生產的結構部件進行分析和改進，減少建筑施工中項目變更或簽證的現(xiàn)象，提高預制裝配式建筑的施工質量水平[3]。

2 預制裝配式建筑施工中應用存在的問題

2.1 預制裝配式建筑工程管理觀念落后

在預制裝配式建筑的工程管理中，各個參建單位的協(xié)同性較傳統(tǒng)建筑模式要求更高。預制裝配式建筑工程施工環(huán)節(jié)較傳統(tǒng)建筑施工更為復雜，不同的預制構件有不同的安裝標準要求。在具體的施工過程中，各個參建單位的技術管理人員應將施工進行精細化管理，并且進行有效的協(xié)同合作，確保施工中不會出現(xiàn)任何誤差。

預制裝配式建筑的預制構件數(shù)量龐大且復雜，施工標準和施工要求相對更高。在整個施工過程中，需多方進行協(xié)同合作才能保質保量的完工。但在實際的施工過程中，由于部門企業(yè)管理理念落后，不能正確認識多部門協(xié)同合作的重要性，導致在施工安裝環(huán)節(jié)，因施工標準不規(guī)范造成建筑出現(xiàn)質量安全問題，導致工期延長，增加施工成本。

2.2 預制裝配式建筑工程安裝操作不標準

預制裝配式建筑工程由于其構件數(shù)量多且龐大，且需多方施工同時協(xié)同工作，所以對施工工藝和安裝操作水平要求相對更高。比如承受內力的接頭和拼縫的安裝處理，要求混凝土的強度必須達到足夠的支撐力才能進行上一層的結構構件吊裝。在進行預制件吊裝前，應根據(jù)工程設計要求校核預埋件、鋼筋連接位置，同時對構件和支撐結構標識中心線和標高。但在當下預制裝配式建筑施工過程中，由于施工單位管理不到位，造成施工工藝和施工要求不規(guī)范，混凝土的強度還不達標就進行上層構件吊裝，導致建筑質量缺陷?；驔]有按照設計要求進行特殊標識標記，造成建筑外觀質量和尺寸出現(xiàn)偏差，不僅導致返工，引起成本增加，嚴重的可能會產生隱蔽工程隱患。

2.3 預制裝配式建筑企業(yè)欠缺一體化信息管理系統(tǒng)

相關資料表明，部分預制裝配式建筑企業(yè)沒有構建完善、整體的信息管理系統(tǒng)，預制裝配式建筑的設計、零部件預制、運輸、施工安裝等主要環(huán)節(jié)仍然碎片化。在全過程管理中，由于信息管理不夠完善、全面，沒有構建工程信息共享平臺，導致各個參建單位信息不能信息互通，出現(xiàn)延遲、滯后的現(xiàn)象，這不僅影響裝配式建筑結構構建的生產和施工效率，還會直接導致工期延誤，造成工程成本增加。BIM技術的引入能夠為所有參建單位提供信息共享平臺，通過BIM技術可對裝配式建筑整個施工過程進行監(jiān)督控制管理。但在BIM技術的實際運用中，由于軟件與建筑工程適配度不高，造成工程管理在各個參建單位之間出現(xiàn)信息互通障礙等信息壁壘，溝通和交流缺乏及時性，導致工程項目管理困難等問題。

3 智能化機械設備在預制配裝式建筑工程中優(yōu)化策略

3.1 構建完善的管理體系

完善、健全的管理和監(jiān)督機制，可確保企業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。想要預制裝配式建筑在現(xiàn)代化建筑模式中得到快速的發(fā)展，相關企業(yè)要提高智能化機械設備應用的意識，構建完善的管理體系和質量管理制度。在預制構件的生產工程中，生產單位應加大先進生產設備和生產工藝的投資，嚴格控制預制配件的質量。技術人員應對生產現(xiàn)場進行全面監(jiān)督管理，及時了解生產過程中的問題，根據(jù)生產工藝的要求、標準，做好生產的調整和優(yōu)化，發(fā)揮企業(yè)管理的能效。

在裝配式建筑的具體施工過程中，安裝操作難度和精度度較高，需要有專業(yè)的施工人員進行操作。但在當下的施工過程中，由于安裝人員的操作水平參差不齊，操作不夠規(guī)范標準，導致建筑外觀或尺寸出現(xiàn)質量缺陷等問題。所以，施工企業(yè)應結合施工現(xiàn)場的實際情況和質量相關要求，建立完善的施工質量管理體系，制定明確、合理的質量管理制度和考核激勵制度，以此提高施工人員對施工質量和操作規(guī)范重要性的認識，明確其崗位目標和責任，調動其工作積極性，約束其施工操作行為，保障裝配式建筑施工的順利進行。

裝配式建筑的施工企業(yè)應根據(jù)行業(yè)標準相關要求，從預制配件生產、運輸、到裝配完成，對建筑的全過程進行技術監(jiān)督，建立完善的驗收制度。同時要對建筑工程施工成本進行合理的控制，合理進行資源配置，避免出現(xiàn)資源浪費，確保裝配式建筑企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

裝配式建筑企業(yè)應結合企業(yè)自身的經(jīng)濟情況和企業(yè)發(fā)展的具體目標，加大預制裝配式建筑體系、智能機械設備、關鍵工藝以及相關產品的研發(fā)和因境內，推進預制裝配式建筑的一體化建設，強化建筑全過程的統(tǒng)籌化管理。裝配式建筑企業(yè)應不斷引進兼具信息化、工程造價、施工技術等專業(yè)知識的綜合性人才，定期對其進行智能信息化等工程類專業(yè)知識培訓，不斷壯大企業(yè)自身的人才隊伍。

技術人員應不斷進行總結并學習新設備、新工藝，熟練掌握裝配式建筑各個工作環(huán)節(jié)的技術工藝，結合工程項目的實際情況，對裝配式建筑施工工藝進行創(chuàng)新和優(yōu)化。在確保施工質量的基礎上，提高施工效率，合理降低施工成本，保證企業(yè)的經(jīng)濟效益最大化。

3.2 構建裝配式建筑一體化信息共享平臺

預制裝配式建筑工程整個過程涉及到多方參建，包括建設業(yè)主、構件供貨商、設計單位、施工單位等，以建設業(yè)主的基本要求條件為基礎，各個參建方針對自身施工環(huán)節(jié)進行優(yōu)化調整，達成共同一致的建設目標是工程順利施工的關鍵。

因此，為了保證各個參與環(huán)節(jié)都能保質保量按照工期完工，建筑企業(yè)必須構建裝配式一體化信息共享平臺，使各個參建單位都能夠在一體化平臺商進行數(shù)據(jù)上傳、采集、共享，加強各方的溝通、交通和協(xié)同合同，實現(xiàn)設計、生產、施工一體化，進而推進預制裝配式建筑工程項目全過程的穩(wěn)步開展[4]。

3.3 加大智能化機械施工設備的投資力度

預制裝配式建筑企業(yè)應把握當下的行業(yè)政策，結合企業(yè)自身的實際情況，加大智能化機械施工設備的投資力度，并規(guī)范其設備操作。當下，裝配式建筑行業(yè)出現(xiàn)了很多“黑科技”的智能機械施工設備，比如裝配式造樓機、高精度控制裝置、振動臺降噪房等。

3.3.1 自動化裝配空中造樓機

自動化裝配空中造樓機是裝配式建筑現(xiàn)場構建吊裝安裝的新型設備，它采用模塊化、輕量化設計，利用數(shù)字化智能系統(tǒng)進行分析。采用機器人、造樓機等先進設備實現(xiàn)對裝配式建筑主題結構的自動化施工，進而形成少人化、類工程形式的施工作業(yè)環(huán)境，可使裝配式建筑施工由半機械化施工邁向智能化施工。

3.3.2 裝配式構件高精度控制裝置

該項施工技術裝置主要使針對裝配式建筑的預制墻板安裝精調機異性預制構件模具進行優(yōu)化升級，它有效克服了預制構件生產中的精度差等得不到控制的問題，使裝配式建筑施工更為精準、高效、環(huán)保。而異形預制構件模具可實現(xiàn)磨具的快速組建和拆卸，其拼裝簡單，鋼筋定位精準，不僅可以有效提高磨具剛度和承載力，還可以保證預制構件質量和生產效率。

3.3.3 振動臺降噪房

振動臺建造房是各種機械設備集成的多功能設備，是針對大型混凝土構件震動密實需求而研發(fā)的新型智能機械設備。其主要是通過垂直振動和水平振動相結合的原理，利用隔音材料組織噪聲泄露，并采用數(shù)字化智能控制系統(tǒng)，實現(xiàn)混凝土高效震動密實。

3.4 構建信息一體化施工場景

BIM技術是當下建筑工程領域較為先進的智能化技術之一，從以下3點對BIM 技術在預制裝配式建筑的全過程應用進行簡析。

3.4.1 BIM技術在預制裝配式建筑設計環(huán)節(jié)的應用

在預制裝配式建筑設計環(huán)節(jié)中，使用BIM 技術，可以有效防止傳統(tǒng)建筑二維構圖設計中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)信息錯誤、工作量繁瑣、工程量計算誤差等問題。在預制裝配式建筑設計環(huán)節(jié)，通過BIM 技術，根據(jù)建設業(yè)主的需求以及可行方案進行建筑信息模型的構建，通過虛擬的3D模式將建筑的整體直觀展現(xiàn)出來。同時可以通過BIM 技術對建筑信息數(shù)據(jù)進行檢查、糾正以及設計方案的優(yōu)化調整，規(guī)避不同專業(yè)和施工環(huán)節(jié)之間的沖突，保證預制裝配式建筑在設計階段的可行性[5]。

3.4.2 預制裝配式建筑構件生產中的BIM 技術應用

在預制裝配式建筑構件生產中，科學合理地利用BIM 技術，通過對生產構件數(shù)據(jù)庫的設定，可以快速、精準地獲取建筑預制構件的具體尺寸和材質要求。結合實際建筑工程的具體情況來制定構件生產計劃，并將其信息共享與BIM 信息平臺商，使建筑施工單位可以根據(jù)建筑構件生產的實施進度，合理安排施工工期、施工進度等。

3.4.3 預制裝配建筑安裝施工過程中BIM 技術的應用

在預制裝配建筑安裝施工的具體過程中，不同的預制構件安裝的方法方式也不盡相同。同時因為預制裝配構件種類、數(shù)量過多，在實際安裝過程中常會出現(xiàn)丟件、漏件、錯用件或安裝位置錯誤等現(xiàn)象。因此，在進行預制裝配式建筑施工過程中，施工現(xiàn)場應做好施工質量和安裝操作規(guī)范的全面監(jiān)控，通過BIM 技術與計算機技術有機融合，將施工全過程通過模擬的方式可視化的展現(xiàn)出來，對實際的施工過程的現(xiàn)場部署、施工質量、施工進度等進行管理，規(guī)避施工中的各種風險隱患和資源浪費，有效提供施工質量和效率。

4 結語

基于當下低碳、環(huán)保、節(jié)能的社會發(fā)展訴求，預制裝配式建筑的發(fā)展前景一片大好。因此，相關企業(yè)應提高對智能化機械設備的重視，并在其施工過程中科學合理應用智能化機械設備。要結合企業(yè)自身的經(jīng)濟情況和發(fā)展方向，加大智能化機械設備的資金投入，引進BIM技術等技術的有效應用，構建完善的工程信息一體化共享平臺，使預制裝配式建筑工程施工更為規(guī)范化、標準化，從源頭規(guī)避施工過程中出現(xiàn)的各種風險隱患，全面提高預制裝配式建筑整體安裝施工質量和施工效率，并有效合理控制建筑工程施工成本，最大限度提高預制裝配式建筑企業(yè)的經(jīng)濟效益。

參考文獻

[1] 占升，賈瀟，劉剛.BIM在預制裝配式建筑住宅設計中的應用分析[J].智能建筑與智慧城市，2022（9）：130-132.

[2] 陳東勇.預制裝配式建筑結構施工技術現(xiàn)狀與問題研究[J].陶瓷，2022（9）：156-158.

[3] 趙本省.基于智能建造的裝配式建筑施工關鍵技術研究與應用[D].鄭州：鄭州大學，2020.

[4] 高鑫.BIM技術在裝配式建筑工程全生命周期中的應用研究[J].磚瓦，2022（9）：48-50.

[5] 張蕊，季圣杰，王練杰，等.裝配式建筑施工智能輔助工具的研發(fā)及應用[J].建筑技術開發(fā)，2021，48（14）：42-43.