智能建造技术创新探索与应用实践研究｜中建三局

习近平总书记指出：“纵观人类发展历史，创新始终是推动一个国家、一个民族向前发展的重要力量，也是推动整个人类社会向前发展的重要力量”。工程建设行业是国民经济的支柱产业之一，对经济社会发展有着重要的意义。1978年全行业实现增加值占国内生产总值的比重为3.8%，而2017年这一比重已增加至6.7%。据预测，未来50年，我国城市化率将提高到76%以上，这说明工程建设行业将拥有更广阔的发展空间。

但是，工程建设行业“大而不强”的现实一直是制约行业进一步发展的短板。尤其是在我国低成本资源和要素投入形成的驱动力明显减弱、人口红利时代即将过去、生态文明发展面临日益严峻环境污染的前提下，行业面临着动力转换、方式转变、结构调整的繁重任务，必须依靠不断创新，为行业发展注入新的动力。

智能建造的可能随着技术的发展、市场的需求、以及政策的指引，智能建造已经成为建筑领域开始探索和尝试的热点。智能建造指在建造过程中充分利用智能技术和相关技术，通过应用智能化系统，提高建造过程的智能化水平，减少对人的依赖，达到安全建造的目的，提高建筑的性价比和可靠性。其包含的智能测绘、智能设计，智能施工、智能运维管理等内容也已经在众多企业中开展不同层面的研发创新工作。模块建筑也在此背景下得到更多跨领域从业者和投资者的青睐。

“后疫情时代”数字技术驱动新浪潮下，建筑“数字化”、“智慧化”成为建筑产业转型升级的核心引擎，驱动建筑行业的变革与创新发展。2018年党中央提出新型基础设施建设的重大战略部署。新基建步伐的加快，将带动数字化、信息化、智慧化技术的研发和应用，迎来装配式建筑发展的新形势。智能建造以数字化、智能化升级为动力，在建造全过程中加大建筑信息模型（BIM）、互联网、物联网、大数据、云计算、移动通信、人工智能、区块链等新技术的集成与创新应用。2016年国务院印发《关于大力发展装配式建筑的指导意见》(国办发[2016]71号)文件，文件明确指出发展装配式建筑是建造方式的重大变革，是推进供给侧结构性改革和新型城镇化发展的重要举措。

模块建筑相比其他建筑体系，具有更高效的制造型生产系统，将在智能建造领域的实践探索中带来更早的实现可能以及更多的创造空间。据国外资料，模块建筑比传统的现场施工系统快20-50％，通过使用模块化库可节省近15％的设计时间。同时，由于大部分的建筑体是在封闭和可控的工厂环境中实现的，使得通过优化建筑体系的构造和工艺来提高生产线自动化水平，进而提高建筑质量降低建造成本，变得更具有可行性。因此，以建筑产业的设计统筹为前提，基于制造业的自动化生产条件，结合智能设计的技术发展与应用，模块建筑在未来的智能建造发展中将发挥更积极的引领作用，给使用者和建设者带来更多的惊喜。

模块建筑的特点归纳起来有三个主要的特征。

1）建筑空间模块化。建筑设计中，可以将建筑物按照模块的特点进行空间模块化的拆分，相比于预制混凝土结构里的预制构件拆分，模块建筑的模块化拆分需要考虑的问题更多，或者说进行建筑一体化和集成化设计的需求更高。在做空间模块化拆分时，不仅要考虑建筑功能，还要考虑设备系统设置、运输条件限值、现场吊装的场地限制、吊装顺序、吊装装置、防水抗渗措施等多种因素。空间模块化在设计中是非常重要的环节，对后期的建造速度、成本节约都有着较大的影响。

2）生产工艺的标准化。模块建筑大部分的构件和部品都是在生产线上生产的，所以工艺的标准化对成本和效率都有较大的影响。同时，因为大部分的主体结构加工、装修和部品安装等都是在流水线上采用工业制造的手段生产出来的，建筑质量的均好性就能得到充分的保证。

3）建筑施工的装配化。模块建筑的优势就在于速度，因此现场的装配化施工是非常重要的，其中最核心的就是连接。模块建筑的连接涉及两个方面。一个是模块与现场工程之间的连接，因为一般情况模块建筑的地下室和交通核是在现场完成的，所以模块如何与现场的结构体系进行连接，现场的精度如何满足模块的安装精度，这个是需要整体考虑和解决的。另一方面就是模块与模块之间的连接，这个连接的受力性能对结构体系的抗震性能有较大的影响，同时其便捷性与精度要求又对建筑体系的建造速度和建造质量有较大的影响，另外连接构造还需要考虑后期的维修检查的便捷性甚至是可更换、拆除的问题。