智能建造技大中的应用与发展研究.pdf
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1、17142023.8BuildingConstructionBUILDINGIAGEMENT管理建筑经济智能建造技术在建筑星中的应用与发展研究程朱关夫嵇威威毛秀明2冯晓建袁俊1.浙江省三建建设集团有限公司浙江杭州310016;2.杭州高新开发建设管理运营有限公司浙江杭州311215摘要:在5 G通信、工业互联网等数据获取技术,云计算、区块链等数据计算技术,以及深度学习、感知识别等数据分析技术的协同发展背景下,建筑工程领域的数字化转型与智能化升级具备了算据、算力与算法支撑。为克服传统建设领域高消耗、低效能建造方式的不足,融合现代化信息技术与建造技术的智能建造成为必然途径。基于此,通过概述智能建造
2、的国内外发展历程,总结了当前建筑工程领域的智能建造技术应用热点。针对当前智能建造技术应用中存在的难题,指出智能建造的发展趋势,包括智能装备技术、3 D打印技术和自动化技术、模块化智能建造等。关键词:智能建造;建筑工程;技术应用;发展趋势中图分类号:TU71文献标志码:A文章编号:1 0 0 4-1 0 0 1(2 0 2 3)0 8-1 7 1 4-0 4DOl:10.14144/ki.jzsg.2023.08.061Research on Applicationand Developmentof Intelligent ConstructionTechnology in Building E
3、ngineeringZHUGuanfuJI WeiweilMAOXiuming2FENGXiaojianYUANJun1.Zhejiang Sanjian Construction Group Co.,Ltd.,Hangzhou 310016,Zhejiang,China;2.Hangzhou High-tech Development,Construction,Management and Operation Co.,Ltd.,Hangzhou 311215,Zhejiang,ChinaAbstract:In the context of the coordinated developmen
4、t of data acquisition technologies such as 5G communicationand industrial Internet,data computing technologies such as cloud computing and blockchain,and data analysistechnologies such as deep learning and perceptual recognition,digital transformation and intelligent upgrading in thefield of constru
5、ction engineering are supported by data,computing power and algorithms.To overcome the shortcomingsof traditional construction methods with high consumption and low efficiency,intelligent construction that integratesmodern information technology and construction technology has become an inevitable a
6、pproach.Based on this,thedevelopment history of intelligent construction at home and abroad is summarized,and the current hotspots of intelligentconstruction technology application in the field of construction engineering are summarized.In response to the currentchallenges in the application of inte
7、lligent construction technology,the development trend of intelligent construction ispointed out,including intelligent equipment technology,3D printing technology and automation technology,modularintelligentconstruction,etc.Keywords:intelligent construction;construction engineering;technology applica
8、tion;development trend近年来,随着我国经济与科技水平进一步提升,建筑行业逐渐朝向数字化、智能化建造转型发展。工业和信息化部、城乡建设部、公安部等十七部门联合印发“机器人十”应用行动实施方案中,进一步强调了建筑工程中智能机器人的应用,提出要进一步加强钢构件下料焊接、混凝土预制构件制作、建筑安全监测等方面智能机器人的应用,并完善机器人在新兴技术领域中应用的产品、方法和安全标准,制定相应规范,并明确到2 0 2 5 年,制造业机器人密度较2 0 2 0 年翻一番,推动建筑机器人应用范围进一作者简介:朱关夫(1 9 6 9 一),男,本科,高级工程师通信地址:浙江省杭州市上城区望
9、江东路中豪望江国际1-1201(3 1 0 0 0 8)。电子邮箱:5 4 3 0 5 0 9 1 2 收稿日期:2 0 2 3-0 5-1 1步扩张。同时,5 G通信、工业互联网等数据获取技术,云计算、区块链等数据计算技术,以及深度学习、感知识别等数据分析技术的协同发展,为数字化转型发展奠定了算据、算力与算法支撑,继而使得基于数字化的智能建造技术迅速发展成为必然趋势。1智能建造技术发展概述近年来,我国建筑行业得到进一步发展,但其发展依旧受限于劳动密集型特性,智能建造的提出和应用对于节约劳动力、提高工程效率具有重要意义。1.1国外发展现状早在2 0 世纪8 0 年代,美国率先进行了智能化建筑建
10、设,而随着数字化技术的不断深入发展与应用,为更好地实现建筑业的绿色高质量发展,提升产业竞争力,国外学者针对建筑施工与管理,开展了大量的数字化与智能化探建筑施工第4 5 卷第8 期1715毛秀明、冯晓建、袁俊:智能建造技术在建筑工程中的应用与发展研究朱关夫、嵇威威、索。Viljamaa等 梳理了施工管理方面的常见问题,并得出结论,认为通过信息集成技术开展施工管理能有效提高管理效果;Flager等2 将互联网技术和BIM技术进行融合,研究建筑工程的一体化集成软件及其应用效果;Hu等3 使用4 D可视化模型和BIM技术解决了装配式建筑结构问题,表明智能化技术的应用能提高现场施工管理有效性;Pearl
11、stonel4分析了建筑工程中不同因素对工程质量、施工安全的影响,结果显示配件、设备和模具具有更大重要性,为提升工效,需强化相关方向的智能化技术研究。Abdelhamid等5 整理了建筑行业施工过程中发生事故的主要类型和频率,通过事故根源追踪模型,探究施工安全的关键因素,人为因素、自然因素、设备因素和管理因素是主要影响因素,并提出智能化管理的开展能有效降低施工风险;Goulding等提出施工培训、施工交底依托虚拟现实技术开展,可取得更优异的效果;Zhong等7 分析了高空塔吊作业中,施工人员和构件之间碰撞事故的成因,并使用物联网技术分析塔吊运转的精准性。1.2国内发展现状20世纪7 0 年代末
12、,我国逐渐开始在建筑工程结构中应用计算机辅助计算,到了8 0 年代,CAD成为建筑设计中的关键技术,而到了9 0 年代,建筑施工管理也开始结合智能技术开展,同时建筑行业开始使用专家系统辅助决策。2 1世纪以来,计算机技术逐渐在建筑运维管理中得到使用,同时建筑设计、管理等过程进一步深入应用计算机技术,有效提高了工程效率8 。赖华辉等9 基于IFC(i n d u s t r y f o u n d a t i o n c l a s s)标准提出一种技术交换、数据共享的方法,解决了建筑工程中不同部门间的信息交流问题;颜勤等1 0 在建设全过程中结合虚拟现实技术开展信息交互,有效提高信息传输效果及
13、不同技术部门之间合作的效果;王淑等使用BIM技术开展PC(p r e c a s t c o n c r e t e)住宅项目,实现了项目的精细化管理;刘金典等1 2 结合3 D激光扫描技术和BIM技术,提出了项目管理结构的新型构建方法,提高了项目信息化程度。2智能建造技术应用热点建筑工程建造过程主要包含设计、生产和施工这3 个阶段,同时建筑后续的运营和维护同样以设计、生产和施工3 个阶段为主,因而将运营阶段并入建造中。根据不同阶段各自特点,可将智能建造具体划分为智能运维、智能设计、智能生产和智能施工4 个方面。当前市场上已经出现了不同方面的具体应用。其中,建筑产业的智能化互联网系统、智能装备
14、具有较强普适性,常为多个方面共同使用,重要性得到进一步凸显。2.1智能设计智能设计结合设计过程的具体特征,可主要分为参数化设计、标准化设计,以及基于BIM的性能化设计、协同设计和智能化审图。2.1.1参数化设计参数化设计具体是指使用不同参数对形状的空间特征、结构特征和形体特征进行描述,通过调整参数即可调整设计结果。建筑行业中参数化设计具有广泛的应用前景,上海中心大厦、国家体育场以及北京大兴国际机场等重大项目中都应用了参数化设计技术,售楼处等小型建筑设计也常常需要使用参数化设计调整设计结果。2.1.2标准化设计标准化设计主要体现在设计元素、设计流程和设计产品的标准化,标准化设计是建筑工程开展的理
15、念之一,当前一部分建筑工程已实现了标准化设计,标准化装修、标准化空间、标准化户型为主的标准化建筑逐渐成为市场青睐的建筑类型2.1.3BIM性能化设计以BIM技术为核心设置分析模型,使用热平衡方程、有限元分析、有限体积分析等仿真建筑性能,进而评价建筑设计结果的整体性能水平。该类设计方式通常用于评估建筑性能水平或者评估建筑室内外环境,并进行性能化设计等方面。2.1.4BIM协同设计通过使用BIM技术构建建筑模型并加入建筑相关数据以实现建筑模型的可视化,设置数据交互平台,基于平台即可开展具有更高协同性的建筑设计,提高设计标准。通常该类设计方式应用于不同专业间实施专业协同设计等场景,能强化不同专业之间
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