工业化建筑论文范文

2022-05-14

以下是小编精心整理的《工业化建筑论文范文(精选3篇)》,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。摘要:为了响应十八的号召发展建筑工业化的生产,就需要对工业化有深刻的认识与了解。本文论述了建筑工业化生产的特点,分析了发展工业化存在的潜在问题,并提到了目前推动建筑工业化采用的关键技术。

第一篇:工业化建筑论文范文

基于建筑信息化模型的建筑工业化发展探讨

摘要:建筑信息化模型技术是一种新型建筑工业化生产模式,对于促进工程建设实现信息化具有重要的作用。我国新型建筑工业化生产模式面临普及程度低、研究投资力度小、企业缺乏强烈的外部革新动机等困难,推进建筑信息化模型技术的应用,需要发挥自身优势、加大研发投入的力度和完善法律法规与建设标准。

关键词:建筑信息化模型建筑工业化实施途径

当前,我国仍以传统模式生产建筑产品,建筑领域工业化生产的水平与发达国家相比有较大差距。充分利用信息技术的优势,提升现代建筑产品制造水平,推进新型建筑工业化,对提高施工效率,提升建筑品质,降低工程造价,促进节能环保,实现低碳施工以及实现建筑业的可持续发展,必将提供有力地支撑。

一、建筑信息化模型技术的内涵和运作体系

(一)建筑信息化模型的内涵

建筑信息化模型(Building Information Modeling,简称BIM)是以三维数字的形式展示工程项目中每个对象的内在成分和外在特征的工程技术。利用BIM的可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性等五大特点,可将信息技术应用于项目的全生命周期过程中,使得建筑工业化的优势大大提升,从而使工程建设真正实现信息化。与传统模式相比,基于BIM技术的新型建筑工业化的生产模式具有四大特性。

一是生产过程的可模拟性。BIM模型可提供工程项目全寿命周期的过程模拟,建筑工业化生产的每项施工效果都可以提前预览。二是施工装配的高效性。建筑工业化的施工本身具有快速、安全、低能耗的特点,BIM模型的装配模拟强化了其过程管理,大大提高了施工效率。三是规范设计的准确性。建筑工业化设计可产生大量标准、规范且重复的数据,将其导入BIM模型,有利于促进工业化建筑的规范设计。四是建设成本的可控性。基于BIM模型的建筑工业化生产模式,其过程可实现透明化,各阶段中各项费用信息一览无遗,增强了成本的可控制性。

(二)建筑信息化模型运作体系

一是基于BIM技术的物流管理系统。在项目全寿命周期内的各个阶段,BIM技术在物料追踪中具有一定的潜力。通过建立一个由精益思想和实践经验支撑的实时观测平台,能把物流、资金流和信息流统一起来,使工程的供应链管理受益。二是基于BIM技术的施工协调系统。在项目实施阶段,BIM技术与增强现实技术(AR)相结合,可以将数字信息融入于物理构件中,从而把BIM技术扩展到施工现场,为项目管理者呈现虚拟的施工情况。三是基于BIM技术的设施管理系统。在使用阶段,可通过BIM技术进行设施管理。当建筑中采用BIM技术和GIS进行信息提取、转换和下载时,几何信息可以从相关属性中被分离出来,使所需的数据得到有效的整合,从而成为支撑BIM与GIS相结合的设施管理系统的基础。

二、我国应用建筑信息化模型面临的障碍

(一)BIM技术应用在我国的普及程度低

目前,我国工业化建筑在全部在建建筑中的比例僅在3%—5%左右。据一项调查显示,我国大约有68%的设计人员了解BIM技术,还有相当一部分比例的设计人员从对BIM技术丝毫不了解,而使用过BIM技术的设计人员不到4%。建筑工业化思想与BIM技术在我国应用的普及程度相当低。由此可见,虽然新型建筑工业化生产模式具有绝对优势,但在我国的普及依然存在着相当大的距离。

(二)国内对BIM技术的研究投资力度小

由于BIM被引进我国的时间不长,国内对于BIM技术的研究力度较小。目前,仅有中国建筑研究院等科研机构,同济大学、华中科技大学等高校以及鲁班、广联达等企业致力于BIM应用的研究。尽管通过他们的努力在一定程度上推进了我国建筑业引入BIM技术的进程,但还远远不够。目前,制约BIM技术研发与应用的最大难题,是政府的重视程度不够,缺少给这些科研机构、高校及企业研发经费的支持,不足以推进BIM技术研究与发展。

(三)企业缺乏强烈的外部革新动机

由于BIM应用的前期研发投入较大,在BIM技术的普及程度较低的时期,率先进行变革的收益较大,然而相对的投入也较大。而且对于大多数企业尤其是中小企业来说,选择将BIM技术应用于建筑生产还面临着革新失败的风险,而将BIM技术运用于建筑工业化对他们更是一种极大的挑战,沉重的革新资金成本成为阻碍企业进行新型建筑工业化生产模式的革新的不利因素。此外,BIM的优势更多地在于其被运用于建筑工程的全寿命周期,当中涉及了诸多的利益相关者,单单是个别参与方在部分环节运用了BIM技术,不能充分发挥BIM技术的优势,甚至会因为设计与实施的新旧技术衔接不当而导致技术失误。因此,大多数企业更倾向于选择原有的建筑生产方式,宁愿牺牲成本与进度,也不愿“大动干戈”进行变革。

(四)缺乏基于BIM技术的建筑工业化标准

建筑工业化生产模式的发展不能缺少建筑工业化标准体系,我国目前虽然有工业化建筑的标准化参数,但是强制该参数标准实行的规定却迟迟没有出台,行业内的建筑工业化标准也未能统一。然而,一旦建筑行业运用了BIM技术,对于建筑工业化标准的依赖更为明显,预制组件之间的接口集成对预制组件尤其是装配式混凝土结构的统一标准有了更高的要求。在BIM技术的建筑工业化标准缺乏的情况下,整个预制组件生产行业就无法实现协调与统一,也不能对预制组件的规范生产与市场秩序提供有效监督。

(五)相关的法律法规不完善

在我国,与BIM技术运用相关法律法规的不完善,严重影响了BIM技术的推广运用。相比于传统的建设生产模式,新型建筑工业化生产模式不仅项目中的各个参与方工作内容发生了变化,存在的不确定因素增多,出现不同纠纷和争端情况的可能性也更大,但我国目前未向工程项目提供规范的合同范本,也未对此出台相关的法律法规进行规范。此外,政府对于知识产权的保护力度和对于盗版软件的打击力度过小,仅依靠各企业在建设中的互相监督远远不够,这一现实极大地影响了企业的创新动力。

三、应用BIM技术推动新型建筑工业化发展的对策建议

(一)把握时代机遇,发挥自身优势

我国应以“中国制造2025”战略计划为依托,快速发展新型建筑工业化。建筑业作为特殊的制造业,且中国作为全球最大的建筑市场之一,应该把握机会,使我国在建筑工业化与建筑信息化方面也走在世界前列,也为“中国制造2025”的实现提供强大推动力。同时,随着我国“一带一路”战略的提出,为国内的施工企业走出国门承揽国际工程提供了机遇,也为基于BIM技术的建筑工业化生产模式的发展提供了全面落实与推广的平台。应该利用这个契机,发挥该生产模式的建筑设计标准化、构件生产工厂化、施工安装装配化、生产经营集成化、项目生产集成化五大优势,建设出一批高效率、高质量的项目,既能为国内的过剩产能提供出路,又能加速我国建筑工业化的发展,提高国内施工企业的信息化水平和整体实力。

(二)加大建筑业技术研发投入的力度

目前科研机构对BIM及建筑工业化的研究难以长期持续和建筑企业缺乏改革的动力,究其根源,主要是由于BIM和建筑工业化的前期研究需要大量投资。因此,国家应增加对建筑业先进技术研发的投资,增加政府对科研机构和高校的科研经费,加强BIM产品等技术成果的输出,加大政府对BIM成果的宣传与推广的力度,培养一批大型企业成为行业中技术创新的榜样,形成示范效应,带动企业采用新型建設模式,加快追赶技术强国的步伐,尽快改善我国BIM技术落后的局面。

(三)完善法律法规与建设标准

要建立起规范化生产建设的框架,必须完善法律法规与建设标准。为了避免采用新型建筑工业化的生产模式的工程项目无标准可依的混乱现象,相关部门应完善新型建筑工业化生产的统一标准和BIM应用的统一规范。此外,还需要提供基于BIM技术的新型建筑工业化生产的实施指南和合同范本,并尽快完善相应的法律法规,加强对BIM技术安全性、真实性和可靠性及知识产权的研究,为工程实施和后期纠纷的处理提供保障,真正实现有理可据,有法可依。

参考文献:

[1]穆雪中国建筑业BIM发展的对策方案探究[J].山东工业技术,2015(24):95—96

[2]李云贵,邱奎宁我国建筑业BIM研究与实践[J].建筑技术开发,2015(4):3—10

[3]许炳,朱海龙我国建筑业BIM应用现状及影响机理研究[J].建筑经济,2015(3):10—14

[4]龙玉峰,焦杨,丁宏BIM技术在住宅建筑工业化中的应用[J].住宅产业,2012(9):79—82

[5]李勇,管昌生基于BIM技术的工程项目信息管理模式与策略[J].工程管理学报,2012(4):17—21

(龙春,青海民族大学。)

作者:龙春

第二篇:浅析建筑生产工业化

摘要:为了响应十八的号召发展建筑工业化的生产,就需要对工业化有深刻的认识与了解。本文论述了建筑工业化生产的特点,分析了发展工业化存在的潜在问题,并提到了目前推动建筑工业化采用的关键技术。

关键字:工业化;预制装配;模数

1、建筑生产工业化概念

1.1建筑生产

建筑生产就是指建筑产品在建设施工的过程。建筑生产具有的特征:单件性,是由于建筑产品的设计差异和多样化施工造成的;外部的制约因素较多,相关城市建设规定了与产品的固定性用途;生产过程不均衡,是由于受到投资规模以及生产条件的直接影响;较长的周期,是由于建筑工程量、结款时间长等造成的。

1.2建筑生产工业化

建筑生产工业化是指用现代工业化的大规模生产方式代替传统的粗放式建设方式来建造建筑产品。但其生产过程与工业中流水生产线的产品制造截然不同。这里的工业化主要是指在建筑产品的生产过程中,有大量的部品可以通过工业化的标准化生产方式生产;其次是运用先进的技术与施工工艺加快建设速度,减少资源损耗,提高劳动生产率和工程综合质量。

建筑工业化的生产主要体现在建筑设计标准化、中间产品工厂化、建设施工机械化等。建筑设计标准化也就是在设计中按照一定的模数标准设计构件和产品,减少设计时的随意性,并且简化了施工手段,使建筑产品能够进行成批生产。中间产品工厂化是建筑生产工业化的核心。它是将建筑产品形成过程中需要的中间产品生产由施工现场转入工厂化制造。建设施工机械化,即提倡机械化使各部分生产施工的质量安全和效益得到有效的提升。机械化更是推进建筑生产工业化的前提,为了响应政府推进建筑工业化生产的号召,进几年企业对机械的使用以及技术的装备也越来越重视。

2、推行建筑生产工业化的原因

2.1提升质量和品质

与传统住宅建筑体系相比,工业化生产减少了湿作业,而且在采用预制装配整体式混凝土剪力墙结构技术后,所有的结构构件都是在工厂内生产预制,施工现场只需要进行装配,从而基本上消除了墙体经常出现的的渗漏、开裂等质量问题,从而可以最大限度的保证产品部件的质量。在工厂中加工,就可以不受环境、施工场地的影响利用最先进的现代技术,进行高科技全自动化生产并由计算机控制及管理。达到综合质量的提高。

2.2降低成本

随着近几年建筑业廉价劳动力的减少建筑行业的人员工资开始大幅攀升,人工成本在建筑项目综合造价中所占的比重越来越大。不断上涨的人员工资使利润不断减少,这也在无形中给建筑企业带来了巨大的压力。近几年建筑行业的人员工资总额见表1-1

表1-1 2008-2012年建筑行业的人员工资总额

2008年 2009年 2010年 2011年 2012年

建筑业工资总额(单位:亿元) 2313.6 2837.9 3471.5 5596.4 7392.7

工业化的生产方式直接节省了大量的现场人工成本以及相应的管理费用。采用现场整体式装配也使后期的废弃材料减少了,节约材料成本。

2.3保护环境、文明施工

废弃的材料减少也是节能保护环境的一种体现。在建筑工业化的生产中有力的减少了建筑垃圾的产生、施工中污水的排放、建筑生产过程中产生的噪音的干扰、有害气体和粉尘对周围居住者及环境的影响,使现场施工更加文明。

2.4缩短工期

提倡机械化使用是直接提高生产率的方法,预制装配整体式混凝土剪力墙结构技术也进一步的缩短了工期。在装配式钢筋混凝土体系中,只要我们规定统一的模数,一个单元构件则可由多个小部件拼装而成,再由多个单元构件组合成主体。正如建筑主体结构的梁、板、柱均可以完全在工厂加工,然后在施工现场将其拼装起来即可。最为明显的是钢结构的建筑工程,建筑主体只需要在一个极短的时间就能完工。但是由于它的成本较高和养护等问题,目前在建筑行业发展还比较局限。

3、推行建筑生产工业化存在的问题

3.1建设项目独特性与工业标准化之间存在矛盾

建设项目的独特性是建筑业生产管理的最基本特征,在各类建筑施工组织管理的教材中,都作为最基本的需要强调的原则。因此企业在施工组织中,就需要采用专门的方式来应对不同的项目。

而工业化中的标准化是大批量生产的前提,大批量是低成本的保证。因此,单一独特的建设项目与大批量生产之间必然存在着相应的矛盾,这些矛盾也就使建筑工业化的发展受到制约。到目前为止,在建筑业依旧是项目管理而不是生产流程的系统化管理,把以单一项目为核心的建设管理思想作为主流。

3.2技术达不到要求

传统的建设项目建设是由单一的企业来完成的,为了承担大型建设项目、承担工艺构成复杂的项目,施工企业需要不断的扩大规模,扩充专业,这使得施工企业如果采用新技术、新工艺或实现建筑工业化的生产方式,就必须在企业内部组建专门的部门,形成类似于纵向一体化的企业集团。但随之的问题也会产生,首先专门成立的部门难以仅仅基于企业内的需求形成规模经济,从而不能达到降低成本目的;其次是市场周期性波动、建设项目的独特性,作为建设施工企业而言,必须依赖于社会力量,与专业技术承包商、供应商建立稳定的合作与协作关系,以确保在能够具有更多的、更完善的技术力量。只有这样,才能以工业化的生产组织方式,适应于建筑工业化的发展需要。

4、结语

建筑生产工业化在其发展的初期,还未制定出统一的模数开始规模化的生产、形成规模经济。如果只是单个项目的采用反而会使生产成本的增加。工业化的基本形式在本文中已经有了较深入的论述,为了推动其发展,还需要各方面的支持。

参考文献:

[1] 王清汉.浅议建筑生产工业化及其实践[J]. 建筑监督检测与造价,2012.8.

[2] 孙德俊,孙成扬 . 浅谈建筑工业化与工业建筑化 [J]. 科技信息, 2007(30).

[3]刘东卫.日本集合住宅建设经验与启示[J]. 住宅产业,2008.6.

[4]王戈.深圳万科工业化楼设计思考[J]. 建筑学报,2010.

[5]俞水荣.建筑经济角度的建筑产品与建筑生产[J]. 财经界,2013.

[6]高瑜.建筑工业化趋势与发展措施[J]. 产业与科技论坛,2010.

作者:李俊俐

第三篇:建筑工业化和施工机械化在建筑工程中的应用

摘 要:近年来,随着我国建筑业的快速发展一些传统型的生产及施工方式已经发展到了一定的高度,在未来,不能满足建筑业的发展需要,随着国家节能减排战略的实施和新型城镇水平的的不断提升,要求传统建筑业加快转型升级的呼声也越来越高。在此背景下,积极研究新型建筑工业化和施工机械化的发展方向,无疑对加快建筑业适应国家可持续发展战略具有重要的意义。

关键词:建筑工业化;施工机械化

一、未来建筑的研究背景

随着全球工业4.0时代的到来,全球工业信息化和自动化带来计算机技术与建筑领域的不断融合,新型建筑和新的施工工艺目标被不断的提出,人们将会越来越重视未来建筑对人的行为和环境变化的回应,未来建筑业应基于自然规律而存在,用最合理的方式,最少的资源,实现最高的性能。高性能建筑作为由多种技术打造的建筑必将成为未来建筑性态的主流。而当今不断发展的建筑技术与工艺材料所带来的建筑设计,施工,建筑外形,建筑生态等方面的崭新面貌,同时也为我们对未来建筑工业化和施工机械化提供了新的起点。

二、建筑工业化和施工机械化概述

1.建筑工业化概念及其意义

建筑工业化:是指通过现代化的制造、运输、安装和科学管理的大工业的生产方式,来代替传统建筑业中分散的、低水平的、低效率的手工生产方式。他的主要标志是建筑设计标准化、构配件生产施工化,施工机械化和组织管理科学化。

2.建筑工业化及其意义:建筑业的工业化是社会生产力发展的必然产物。他与传统的建造方式根本区别在于把社会生产力从手工业的小生产方式向工厂化流水方式转化。它是采用现代大工业生产来建造建筑物,运用现代技术、先进生产方式、智能机械施工的方式推动建筑业发展的文明。

3.基本内容:是采用先进、智能、适用的技术、工艺和装备科学合理地组织施工,发展施工专业化,提高机械化水平,减少繁重,复杂的手工劳动和湿作业;发展建筑构配件制品、设备生产和智能施工机械并形成适度的规模经营,为建筑市场提供各类建筑使用的系列化的通用建筑构配件、制品和智能机械施工制品;制定统一的建筑模数和重要的基础标准(模数协调、公差与配合、合理建筑参数、连接、智能施工机械的AI程序及算法等),合理解决标准化和多样化的关系,建立和完善产品标准、工艺标准、企业管理标准、工法等,不断提高建筑标准化水平;采用现代管理方法和手段,优化资源配置,实行科学的组织和管理,培育和发展技术市场和信息管理系统,适应发展社会主义市场经济的需要。

(1)建筑设计的标准化与体系化

建筑设计标准化,是将建筑构件的类型、规格、质量、材料、尺度等规定统一标准。将其中建造量大、使用面积广、共性多、通用性强的建筑构配件及零部件、设备装置或建筑单元,经过综合研究编制成配套的标准设计图,进而汇编成建筑设计标准图集。标准化设计的基础是采用统一的建筑模数,减少建筑构配件的类型和规格,提高通用性。

体系化是根据各地区的自然特点、材料供应和设计标准的不同要求,设计出多样化和系列化的定性構件与节点设计(也包括施工机械的设计及选用)。建筑师在此基础上灵活选择不同的定型产品,组合出多样化的建筑体系。

(2)建筑构配件生产的工业化

将建筑中量多、面广易于标准化设计的建筑构配件,由工厂进行集中批量生产,采用机械化手段,提高劳动生产率和产品质量、缩短生产周期。批量生产出来的建筑构配件进入流通领域成为社会通用的商品,促进建筑产品质量的提高并降低生产成本。

(3)建筑施工的装配化和机械化

建筑设计的标准化、构配件生产的工厂化和产品的商品化,使建筑机械设备和专用设备得以充分开发应用。减少低技术人力,培养并增加高技术人力,通过掌握智能施工机械的操作,完成建设任务,并推动施工机械化的大面积应用。

(4)组织管理科学化

生产要素的合理组织,即按照建筑产品的技术经济规律组织建筑产品的生产。提高建筑施工和构配件生产的社会化程度,也是建筑生产组织管理科学化的重要方面。针对建筑业的特点,一是设计与产品生产、产品生产与施工方面的综合协调,使产业结构布局和生产资源合理化。二是生产与经营管理方法的科学化,要运用现代科学技术和计算机技术促进建筑工业化的快速发展。

三、机械化施工

施工机械化是指在建筑施工中将手工操作转变为机器操作的过程。它是建筑业生产技术进步的一个重要标志,是建筑工业化的重要内容之一。其发展有三个阶段:第一阶段是部分机械化,主要采用机械操作,其他相联系的作业仍用手工;第二阶段是综合机械化,各种作业都用机器来完成,工人只操作机器;第三阶段是机械自动化,各种机器的运行由专门的仪表来控制,不需要人来操作。

实现施工机械化,有利于提高劳动生产率,节约劳动量;加快工程进度,缩短建设工期;保证和提高工程质量,降低工程成本。

四、3D打印技术

3D打印技术是利用光固化和纸层叠等方式实现快速成型的技术。它是将内装有金属、陶瓷、塑料、砂等特殊“打印材料”组成的3D打印机耗材,有机械臂叠层出建筑构件,与电脑连接后,通过多层打印方式,把计算机上的蓝图变成实物。

3D打印耗材可二次利用建筑产生的垃圾,3D打印机所用的油墨原料是从建筑垃圾、工业垃圾和矿山尾矿,以及水泥、钢筋和特殊的助剂所组成的材料。建筑垃圾通过处理、加工和分离形成油墨,最终成为3D打印机的原材料,有效进行了建筑垃圾的二次利用,节省了建筑原材料的部分费用。这种材料的理论强度和使用年限上大大超过了钢筋混凝土结构,但在刚度和耐久性等综合性能上,还需要长期使用的过程中加以验证。对于结构的稳定性上,3D打印可任意设计墙体结构,一次性解决墙体的承重结构问题,可用于桥梁,简易工房、剧院、高层等建筑中。目前国内外均有3D打印建筑的试点工程,未来此技术能大面积应用,将会是建筑业的革命。

五、BIM技术

BIM(Building Information Modeling)技术是应用于工程设计、建造、管理的数据化工具,通过对建筑的数据化、信息化模型整合,在项目策划、施工、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递,使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对,为设计团队以及包括建筑、运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础,在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。BIM技术有5个特点,可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性。与传统的二维图纸不同,BIM可以说是三维、四维甚至更多维度的设计,可以构件建筑物的三位模型,同时还加入了时间的维度。基于BIM技术,可以更好的使建筑工业化和施工机械化发挥其效用和把控,充分发挥装配、3D打印、机械的控制、项目全过程管理等技术的优点。

现阶段下建筑工业化和施工机械化在实际工程中的应用

六、设计阶段

设计阶段是整个施工过程中最为重要的一步,它的主要任务是:完成基于三维模型多专业协同工作,保证建筑构造与结构一致,建立各专业可视化建筑空间设计模型,确定各专业预留、预埋的重点区域及相关预制构件的拼接,3D打印构件的确定和模型的建立,预制构件初步模型搭建及名称确定,模拟施工和碰撞检查及施工方案的优化等。

七、结语

结合以上所诉,以及对现有技术掌握的情况下一步到位实现新技术的普及还有一定的时间,但就现有的技术而言,可结合以上的所有的技术包括目前使用广泛的现浇技术,综合发挥其在建设过程中最有效的部分结合使用使之实现快速、精确、节约、环保等优点,为将来实现建筑工业化和施工机械化的技术普及奠定基础。

作者:王德杰

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