智慧城市建设中装配式建筑的发展及应用

期刊: 建筑监督检测与造价 DOI: PDF下载

赖俊杰

江西智慧海绵城市建设发展投资有限公司 萍乡市鼎鑫置业有限公司 337000

摘要

随着人口的增长和城市化进程的不断加速,装配式建筑因其高效、快速、可持续和环保的特点在智慧城市建设中得到了广泛应用。文章分析了智慧城市的建设现状及其与装配式建筑的关系,提出了装配式建筑在智慧城市建设中的优势,包括时间成本、资源利用效率、智能化应用三个方面,探讨了智慧城市建设中装配式建筑的应用方式,以及装配式建筑在智慧城市建设中的四个应用场景,如智慧社区、智慧医疗、智慧交通、智慧环保,旨在为相关研究提供一定的参考。


关键词

智慧城市;城市建设;装配式建筑

正文

1引言

BIM技术是以建筑、结构、施工、暖通等生命周期各项信息数据为基础打造的模拟实体建立模型。在BIM技术的作用下,能够对建筑工程施工设计和施工管理进行优化,从而增强整个工程施工设计和施工方案的可行性。智慧城市的建设发展对装配式建筑工程施工也提出了更高的要求,将BIM技术应用到装配式建筑施工中,能够打造出满足智慧城市建设的装配式工程,提高工程建设水平,降低工程建设的成本消耗。

2装配式建筑在智慧城市建设中的优势

2.1时间成本优势

传统建筑方式需要在现场施工,工期长,且易受天气等自然因素的影响,给工程带来了不确定性。装配式建筑采用工厂化生产方式,将建筑生产过程标准化和规模化,避免了现场施工的各种限制,可以大幅度缩短施工周期。此外,装配式建筑生产过程中的各道工序都可以进行严格的质量控制,确保建筑质量的稳定性和可靠性。这种时间成本优势非常符合智慧城市建设需求,可以大幅度提高工程效率,缩短建设周期,降低建筑成本。

2.2资源利用效率优势

采用预制构件生产和组装建筑物的主体结构,可以最大程度地节约原材料和能源,减少浪费。装配式建筑的施工过程显著减少了人工操作环节,降低了对自然资源的破坏和污染,也避免了大量建筑垃圾的产生。其生产周期短,可以快速成型,有效降低人力资源和时间成本,提高建筑效率和产能,还可以采用太阳能和风能等可再生能源,实现建筑自给自足,减少对传统能源的依赖,降低能源消耗和碳排放,更符合智慧城市建设的环保理念。

2.3智能化应用优势

在生产过程中采用自动化设备和机器人等技术手段,可显著提高建筑构件的生产效率,降低生产成本。同时,智能传感器和监控系统等技术手段也能实时监控建筑质量和进度,以及工人的安全状态。建筑完成后,可以通过物联网技术和智能控制系统等技术手段,实现建筑设备的远程监控和控制,以及楼宇智能化管理,提高建筑的能源利用率和管理效率。

3智慧城市建设中装配式建筑的应用方式

3.1模块化设计

模块化设计是将建筑构件按照标准化、规范化的模块进行设计和生产,以实现组装和快速拼装的建筑模式。具体操作内容如下:首先,对建筑进行全局规划和设计,确定建筑的总体结构和功能布局。其次,根据建筑的功能需求将其分为若干个独立的模块,确定各模块的尺寸、形状和功能。再次,设计和生产各模块的建筑构件,包括墙板、楼板、梁柱等。设计时要考虑构件的标准化和规范化,以保证其快速组装(见图1)。最后,现场完成建筑的组装和搭建。其设计优势在于可以大幅度缩短建筑周期,降低建筑成本,提高建筑的质量和安全性。此外,还可以提高建筑的灵活性和可重复性,快速响应城市变化和更新需求。

3.2施工生产

装配式建筑预制构件的生产阶段是装配式建筑生产周期的重要环节,也是连接整个工程施工的重要环节。将BIM技术应用到装配式建筑施工中,能够实现构件设计信息和装配式建筑预测构件生产的有效对接,从而提高整个装配建筑预制构件生产的自动化程度。BIM技术在装配式建筑预制构件生产阶段中的应用具体表现如下。第一,构件的编码。以BIM设计模型为基础,根据施工现场实际情况和Revit软件中标记的内容来对每一个构件进行编码操作,编码操作完成后在构件上打上编码,实现模型和构件的有效对接,提高构件信息的安全性和准确性。第二,可视化交底。利用BIM技术还能够制作出可视化交底图纸,通过可视化交底节点图纸来对车间工人进行施工技术和施工质量交底,实现对工程量的有效统计,从而提升整个工程的施工效率和施工质量。预制构件的生产厂家也可以从装配式建筑BIM中直接获取预制构件的尺寸,根据预制构件的大小来制订对应的构件生产计划。第三,施工进度反馈,在预制构件生产的过程中生产厂家还可以向施工单位传送构件生产的进度信息。第四,构件的运输和堆放。在装配式建筑施工过程中,为了避免车体晃动对各个构件造成不利影响,可以借助BIM技术对构件设定专用支架。

3.3智能化控制

首先,通过使用自动化机器人、智能化设备和无人机等技术,实现装配式建筑的自动化安装和维护,提高工程效率和质量。其次,运用物联网、GPS等技术监控和控制建筑材料的运输路线、时间和温湿度等参数,提高运输效率和安全性。最后,使用传感器、监控摄像头等技术实时监测和分析装配式建筑的温度、湿度、能耗等数据,优化建筑能源管理和维护。

4装配式建筑在智慧城市建设中的应用场景

4.1智慧社区

装配式建筑是智慧社区建设的重要组成部分,可以用于各种场景,如建造智能化的物业管理中心、社区服务中心、文化活动中心等公共设施。这些设施可以通过装配式建筑的快速组装和灵活调整,更好地适应社区管理的需要,并提供高效、智能的服务。同时,装配式建筑也可以用于社区住房建设。城市化进度加快后,社区居民人数剧增,房屋的需求量加大,传统建筑需要耗费大量时间和人力,建造过程也易影响社区环境和居民生活,装配式建筑的高效性和可控性可以更好地满足住房需求,减少对社区环境的影响。

4.2智慧医疗

传统医疗机构需进行现场施工,投入大量人力和物力,施工周期长。装配式建筑采用工厂化生产,可以节约大量时间和资源,且质量可控。在智慧医疗建设中,采用装配式建筑可以缩短建设周期,提高效率,尤其对应急场景的搭建和扩建有重要意义。装配式建筑可以实现智慧医疗的快速响应和变化。随着医疗服务需求的变化,传统医疗机构需要拆除和重建,装配式建筑采用模块化设计,方便拆卸和重组,可随着医疗需求的变化灵活调整和扩建,实现资源的最大化利用。此外,装配式建筑可以实现智能化控制,如智能门锁、智能照明等,提高医疗服务的智能化程度和效率。装配式建筑可以提高智慧医疗的医疗服务质量和安全性。装配式建筑采用的材料可以回收再利用,能减少浪费和对环境的污染。此外,装配式建筑可以实现空气净化、噪声隔绝等,提高医疗服务环境的质量和舒适度,保证医疗服务的安全性。

4.3智慧交通

智慧交通指在智慧城市中构建交通运输信息化、智能化系统,实现交通运输的智能化管理、智能化服务、智能化应急等,提高交通效率、安全性和可持续性。合理使用装配式建筑,可以有效促进智慧城市的快速发展。它能提高智慧交通的设施建设效率和质量,实现智能化控制,提高交通设施的智能化程度和效率。随着交通流量的变化和交通事故的发生,传统交通设施需拆除和重建,装配式建筑采用模块化设计,方便拆卸和重组,可随着交通需求的变化灵活调整,实现资源的最大化利用。此外,装配式建筑可以实现智能化控制,如智能交通信号灯、智能路况监测等,提高交通流量的智能化程度和效率。

5结束语

综上所述,装配式建筑的深化发展对工业化城市建设有着十分重要的现实意义,但是从实际发展情况看,我国装配式建筑发展仍然处于初级阶段,虽然国家出台了一系列政策支持装配式建筑发展,但是其发展完善还存在着技术落后的问题。将BIM技术应用到装配式建筑施工管理中,能够有效提升整个建筑的管理成效,更好地促进我国建筑工程事业的发展。

参考文献

[1]邬樱,李爱群.“城市-建筑-耦合视角下数字孪生技术应用与分圈层场景构建[J].工业建筑,2023,53(4):180-189.

[2]陈曦.装配式建筑的发展及应用探析[J].智能建筑与智慧城市,2022(5):119-121.


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