自动化和智能化技术在全球范围内蓬勃发展,但在装配式建筑智能建造领域却鲜有应用,采用的施工机械和现浇结构相差不大,无从体现其优势。构件吊装设备自动化和智能化程度低,精度差;灌浆设备由人工操作完成,过程质量不可保证;临时支撑调整困难,精度不高;大量工作仍依靠人工完成,还未形成标准化体系,效率低。导致装配式建筑施工周期长,成本高和市场接受程度较差。因此,装配式智能建造技术已经成为制约我国装配式建筑发展的关键因素。
装配式智能建造的创新需求
(1)研制PC构件智能抓取、安放、精准微调设备。装配式施工现场构件抓取、安放、微调设备依靠吊钩、斜拉支撑、水平尺等传统设备。研发高精度自适应斜撑系统,可自动测量墙体角度数据,根据测量结果自动调整斜撑系统,不仅大幅度减少调整时间,而且使安装精度等级大幅度提高,对建筑造型适应性更强。
(2)研制结构构件连接过程中的智能化灌浆设备。灌浆作业是装配式混凝土结构施工的重点,直接影响到装配式建筑的结构安全。研发集上料、称重计量、制浆注浆、控制系统于一体,具有自动规划、自动配浆、自动注浆、自动计量、自动清洗、数据交互六大功能的智能灌浆设备。使得注灌施工过程的自感知、自决策、自执行功能,也使注浆过程、注浆结果可视化。
(3)研制现场构件吊装的智能化设备。PC构件属于大型构件,装配式建筑现场主体结构吊装主要依靠汽车吊或塔式起重机。开发智能操控系统,以便进一步提升设备的智能性和操控便利性,实现对构件的精准操控和快速吊装。研发具有PLC编程控制器的智能吊装机械,实现对运行状态全参数监控与故障诊断.
(4)研发适合生产线的建筑3D打印设备。首先,开发与打印硬件设备良好兼容的设计软件是首要解决问题;其次,材料输送系统和打印喷头形式的设计,如何保证混凝土布料的精度;第三,研发具有良好力学性能,保温隔热性能,凝结硬化时间及抗裂性能等的新型打印材料;此外要想打印高层建筑,结构中的配筋问题也急需解决。
结语:装配式建筑是一个系统工程,要想实现工厂化生产、机械化施工和信息化管理,还任重道远。唯有借鉴多方经验,整合各种资源,加大技术研究,努力突破阻碍装配式建筑发展的智能制造和智能建造方面的技术难题。积极推动装配式建筑全产业链发展,不断提高我国装配式建筑设计-生产-施工-管理技术水平,全面实现我国建筑产业的可持续发展及转型升级,完成建筑工业化发展转变
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