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装配式建筑资源智能调度与低碳建造管理关键技术与示范
2022-05-03 09:32  

1 项目简介

由于装配式建筑一体化的建造方式具有跨地域、非同步的特点,资源之间相互牵制以及项目管理过程中调度混乱等缺点,导致有关装配工程的各项专业不能有效协同,装配资源产生浪费,从而导致建筑成本与碳排放量升高,难以体现出比传统现浇建筑工期短、资源利用率高等优点。

基于以上研究问题,本项目在“BIM+”与物联网技术研究基础上,提出构建基于BIM+物联网的管理装配式资源调度和低碳信息管理平台,以期对装配式建筑资源调度进行优化,提高装配式建筑工程资源调度的可靠性、安全性、高效性及低碳性。

项目在已有研究基础上提出以下创新内容:

1)在现有技术水平基础上,将BIM建筑信息模型与物联网技术进行整合,构建BIM+物联网的管理平台,优化装配式物化阶段的资源调度,对装配式建造过程的碳排放进行合理控制。

2BIM技术在施工过程中应用广泛,但在低碳信息管理方面运用尚浅。本项目将在6D BIM技术基础上,构建低碳信息集成管理平台,对装配式施工阶段的碳排放进行可视化检测。

3)本项目在6D BIM的基础上设计开发碳排放“测---"技术体系,研制装配式建筑工程碳测平台,将装配式建筑工程碳排放相关的人---环数据监测、碳排放核算、评估和管控功能集成于一体。开展"碳盘点”,科学量化装配式建筑工程各阶段的碳排放量,实现装配式建筑工程碳减排行动评估有据可依、有数可查、有物为证。

2.应用前景

2016222日国务院出台《关于大力发展装配式建筑的指导意见》要求要因地制宜发展装配式混凝土结构、钢结构和现代木结构等装配式建筑。自2016年来我国装配式建筑新开工建筑面积快速增长,到2019年全国新开工装配式建筑面积达到4.18亿 m2,较2018年增加12900 m2,同比增长44.6%2020年新开工装配式建筑共计6.3亿m2,较2019年增长50%。随着我国装配式建筑行业持续向好发展,市场规模也稳定提升,预计到2025年中国装配式建筑市场规模将突破15000亿元,达到15750亿元左右。

《河北省“十四五”公共机构节约能源资源工作规划》提出到2025年全省公共机构单位建筑面积能耗下降5%、人均综合能耗下降6%,人均用水量下降5%,单位建筑面积碳排放下降7%。绿色发展的紧迫性要求生产制造行业必须加快技术革新和生产方式转型,推进生态文明建设,绿色低碳发展已成为国家和行业发展的必然趋势。绿色建造推动城市更新和高质量发展是建筑业发展的重要方向。2030年前碳达峰和2060年前碳中和目标的提出,更加强调了绿色低碳发展时间表的强制性。对于建筑行业,在强调设计单位对建筑能耗计算的前提下,施工及施工管理企业如何在建造过程中强化和体现绿色低碳,更加要求施工主体采用先进合理的绿色建造技术。

目前针对装配式建筑资源调度优化与低碳建造的综合研究并不多,基于BIM和物联网的装配式建筑资源调度研究较为鲜见。通过对国内外装配式资源调度研究的调研,发现国内现有的设计装配式资源调度问题也有着部分缺陷,使得装配建筑工程出现低收益、超预算、装配材料浪费等局面,我国虽然已经有一些有关装配式建筑工程资源调度问题的优化研究,但装配式建筑资源调度阶段中获取的信息滞后,不能根据实时状态信息来对计划进行调整。

本项目构建基于BIM+物联网的管理装配式资源调度和低碳信息管理平台,通过该平台可以优化解决传统装配式资源调度存在的壁垒,更大程度的发挥装配式建筑的优势。

1)研究装配式建筑施工调度优化问题可以帮助管理者兼顾制作、运输及装配三个阶段,通过合理配置资源,安排工作顺序,得到最优调度方案。不仅可以达到缩短工期、节约成本、绿色环保的目的,推进建筑产业化的发展。

2)本项目的研究成果可用于指导建筑碳排放的定量分析计算与评价、建筑业碳排放的宏观与微观控制以及低碳建筑结构的设计与优化,并结合碳排放“测---谋”等关键技术,从而对我国低碳建筑体系和低碳建筑经济的发展具有重要价值。

3)基于BIM与物联网技术能够有效地对装配式建筑的建造过程进行管理,通过对预制构件进行监控和统筹规划,能有效提高装配式资源调度效率,降低建设过程中的碳排放量,提高装配式建筑整体的建造质量。

4)建筑施工阶段应用6D BIM技术,可以提高管理效率、减少调度资源浪费,从而项目利益达到最大化,同时也实现了BIM 与低碳建筑的双赢发展。


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