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工業4.0、中國制造2025和裝配式建筑

發布時間:2018/3/26 10:00:25

德國工業制造 4.0中國制造 2025新一輪科技革命和產業變革背景下,正在給世界建筑業帶來新的變革和重大影響,各種新概念和新模式不斷涌現,諸如產業鏈有機集成、并行裝配工程、低能耗預制、綠色化裝配、機器人敏捷建造、網絡化建造和虛擬選購裝配等;世界未來裝配式建筑的建造系統與產業體系必將超越現有企業模式與工業形式的范疇。其革新方向與發展趨勢有:

一、裝配式建筑的開放化目前各國的裝配式建筑技術仍是閉鎖體系(CS)的,現有的生產重點為標準化構件,并配合標準設計、快速施工。但 CS 缺點是結構形式有限、設計缺乏靈活性,也沒有推廣模數化。

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世界未來裝配式建筑的技術發展趨勢是從封閉體系(CS)向開放體系(OS)轉變發展。德國建筑師夏埃爾 · 密斯認為,"OS 發展趨勢可致力于發展標準化的功能塊、設計上統一模數;這樣易于統一又富于變化,方便生產和施工,也給設計者與建造者帶來更多更大的裝配性自由。"

二、結構預制化與內裝修系統化集成目前裝配建筑的模塊式結構設計在各國的發展相對比較快。未來的世界裝配建筑將向結構預制式(PS)和內裝修系統化(SID)的 "PS/SID" 集成方向發展。

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日本建筑師文彥牧指出,因為裝配式建筑既是主體結構的工業化也是內裝修部品的產業化,兩者相輔相成,互為依托,片面強調其中任何一個方面均是錯誤的。"

三、裝配式連結體系更新換代德國建筑師華根·菲爾德表示:"運用最先進的技術方法開發一種連結點,已成為未來裝配建筑業一項最基本的創新任務,這將在很大程度上決定一個結構的最終特征。"

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現在德國裝配建筑界,有關連結裝配的施工作業方式主要是濕體系與干體系。但是濕體系作業的標準較低,所需勞力較多;而干體系就是螺絲螺帽的結合,其缺點是抗震性能較差,沒有濕體系防滲性能好。

德國裝配建筑界正在創新發展采用現澆和預制裝配相結合的萬能柔性連結體系(UFCS)。采用UFCS可利用虛擬激勵等方法分析并確定連結構件的頻率比、阻尼比和質量比等參數,其顯著效果是:能按裝配作業配套需要,及時安排所需零件的預制生產,從而縮短生產周期,減少毛坯和制品的庫存量,也提高裝配構件的利用率,減少直接勞動力,提高裝配構件與建筑質量的一致性,因而顯著提高經濟效果。

四、全產業鏈信息平臺化

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今后世界裝配建筑必將實現全產業鏈信息化的管理與應用,通過 LAE、CAE、BIM 等信息化技術搭建裝配式建筑工業化的咨詢、規劃、設計、建造和管理各個環節中的信息交換平臺,實現全產業鏈信息平臺(WICIP)的支持。意大利建筑師勒 · 柯布西耶指出,"現代信息化促進可持續裝配建筑工業化,是實現裝配建筑產業全生命周期和質量責任可追溯管理的重要手段。"

五、裝配結構體系的綠色化綠色化結構裝配體系(GSAS)是標志裝配建筑產業工業化、現代化的發展水平,新型的綠色化結構裝配體系必然在未來裝配式住宅與建筑中廣泛應用。

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當前發達國家正在重視發展以復合輕鋼結構、鋼/塑結構、生物質/木結構等為主的新型綠色化裝配構件體系,其目標是使裝配式住宅與建筑從設計、預制、運輸、裝配到報廢處理的整個住宅生命周期中,對環境的影響最小,資源效率最高,使得住宅與建筑的構件體系朝著安全、環保、節能和可持續發展方向發展。

六、裝配模式的智能化目前世界建筑業對勞動力資源的需求越來越緊缺,特別是裝配建筑的施工現場,需要吊裝、搬運、裝配和連接等大量工人。

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日本、德國和美國建筑界正在致力發展智能化裝配模式(IAM),以大量減少施工現場的勞動力資源;其出路是不斷發明推廣機器人、自動裝置和智能裝配線等,同時創新采用附加值高的裝配式構件與部品,使施工現場不再需要更多大量臟而笨重的體力勞動,這種智能化裝配模式比以往建造模式大大節約了人力資源,同時可以縮短工期提高施工效率。



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