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建筑产业现代化设计技术应用研究

2025-05-21 39 上传者：管理员

摘要：本文以某建筑产业现代化设计情况为例，对建筑产业现代化产业概况进行研究，结合产业概况，分析了在施工环节的重难点。采用BIM技术、预制装配式建筑技术、绿色建筑技术、虚拟现实技术、数字化建造技术以及建筑物自动化技术等技术手段，有效提升企业综合实力。

关键词：
建筑产业
建筑产业现代化
技术应用
现代化设计
行业转型
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本文深入解读了建筑领域现代化对建筑设计活动的作用,揭示了企业为顺利面对行业转型,需合理应用建筑产业现代化设计技术,才能促进自身的现代化发展｡因此,相关单位需采取必要手段,以文献研究法､观察法等,合理应用建筑产业现代化设计技术,在保证现代化建筑质量的前提下,展现其所具备的舒适､环保及美观特点[1]｡

1、建筑产业现代化概况

1.1产业概况

建筑产业包含与建筑生产全部服务相关内容,涉及规划､勘察､建筑物生产､设计､安装､施工等｡为促进建筑产业结构转型,案例以装修一体化､装配式钢结构以及使用绿色建材等板块设计内容为主,推动了建筑产业的现代化转型｡据思瀚产业研究院公开数据可知,2023年全年的国内生产总值为1260582.1亿元,同比增长率是5.2%(其中,主要按不变价格进行计算)｡全年建筑业的增加值为85691.1亿元,同比增长率是7.1%(其中,主要按不变价格进行计算),整体增速要比国内的生产总值要高1.9个百分点｡因此,为增加建筑企业的年产值,需要将现代化设计技术应用在各环节,才能推动建筑产业发展[2]｡

1.2施工重难点

(1)在现代化建筑产业中,各单位所应用材料皆为新型材料,但材料质量检测标准及性能是与传统材料有差异,作业人员需要关注材料采购､运输及存储等全过程｡

(2)施工工艺与技术复杂,所应用BIM技术等,需员工具备专业技能及经验,且建筑外墙的饰面砖允许偏差值较小(如表1所示)｡

表1外墙施工饰面砖允许偏差值

(3)所涉及建筑构件,需采用焊接､灌浆以及螺栓等方式连接,但接缝容易出现不平整情况,由于员工操作失误等,也容易增加测量偏差｡建设工期紧,需通过创新设计技术,绿色建筑评价标准,确认绿色建筑总评分,快速组装构件｡通过拉力钢筋连接墙板等地,提高了对产业活动生产建设要求,具体公式如下:

式(1)中,若水资源评价指标权重为0.2;节能评价指标权重为0.3;材料评价指标权重为0.3;环境质量评价指标权重为0.2,则现代化建筑总评分为:

现代建筑总评分=(节能性能得分×0.3)+(水资源管理得分×0.2)+(材料使用得分)×0.3+(室内环境质量得分×0.2)

2、建筑产业现代化设计技术应用

2.1BIM技术

建筑产业现代化设计活动中包含给排水､主体结构､暖通及电气等诸多专业内容,因此,相关人员应用BIM技术,一改建筑剖面及立面绘制方式,根据工程及业主需求,加以整改,降低设计难度｡(1)建设BIM全生命周期信息平台,建设三维模型并采用设计建模､施工建模以及整理运维信息的方式,确认子项目间的联系,实现数据的管理与衔接(如图1)｡

图1BIM技术应用

(2)定位建筑基础位置,在建立好模型后,设计开发并确认模型中所显示建筑物材料等性能满足要求｡通过BIM软件的应用,整理并修改结构模型,统一格式,及时校审,保持结构计算模型和BIM模型之间的一致性｡

(3)模拟管线等区域施工情况,采用预先设计的方法,协调建筑产业中的专业内容(如图2)｡

图2建筑产业现代化设计管道搭设技术

确认设备用房所在位置､管道井及层高等,以BIM技术实现建筑产业的智能化｡

2.2预制装配式建筑技术

(1)按国家标准,设计楼板､墙板､阳台及楼梯等预制构件,避免在构件完成生产后,发生运输损伤｡

(2)绘制施工设计图,避免预制桩配件与现场施工位置不匹配(如图3)｡

图3装配式建筑施工设计图

(3)在吊装环节,优先清理现场,计算吊装点距离,确认吊装位置,公式如下:

根据额定起重量,确认起吊索具直径,然后,利用注浆工具､调整斜撑以及螺栓的方式,增强预制构件结构稳定性,公式如下:

利用盘扣脚手架,在距离地面50cm处,再次检查钢丝绳､吊钩情况,保持吊索水平夹角等于45°,钢丝绳的长度需≥3m并增加垫层,以顺利开展设计活动｡(4)安装层和预制构件间的距离预设为20cm,保证空出区域和套筒是以对齐方式连接的｡(5)叠合板边线和安装层距离应预设为60cm,调整完毕后,设计后浇带,控制接缝宽度≤300mm,选用不容易收缩的水泥砂浆,完成浇筑｡据此,相关人员根据产业情况,加强控制碳排放量,对比分析传统与装配式建设区情况,可以有效把控整体质量(如表2所示)｡

表2建筑产业现代化产业生产活动碳排放量对比

(6)加强防渗设计｡避免外墙砌体发生空隙､开裂等问题,在建设时可选用可为600mm×240mm×200mm为外墙｡设计期间可以近似规划17块砌块,保证含水率<15%,吸水深度范围是8~10｡规划存放区域,结合砌块强度､干湿度以及密度等差异,合理存放｡其中,预制装配式建筑砌块的干燥收缩值需要<0.5mm/m,而含水率应按照下式完成计算:

式(5)中,W为含水率;m1为完成预制装配式砌块喷水完毕的砖块质量;m为砖块质量｡据此,相关人员方能根据门窗梁和砌块的尺寸大小,规划出砌体预埋区,绘制砌筑设计图｡

(7)预留15mm预制构件和混凝土之间的间隙,以整平砌块并控制灰缝深度为10mm,饱满度>50%,实现外墙防渗｡由此可知,相比于传统的现浇技术,相关人员通过装配式建筑技术,既能够提高建筑产业的施工效率,又能以节能环保方式,集成建筑设计内容,以节约近60%的木板材料和25%的作业用水,有效增强了产业的现代化能力｡

2.3绿色建筑技术

绿色建筑技术属于建筑产业中的新兴概念之一,能够促进产业的可持续发展,更可以保障相关单位运用生态环保的绿色建筑设计技术,减少能源消耗,从而推动建筑企业向着现代化的方向发展｡

(1)相关人员应勘查现场条件,根据周围环境､交通并结合气候因素等,选择合适建筑位置｡其中,朝向尽量朝南,能够被太阳直接辐射,以保证产业的采光需求能够得到满足｡

(2)相关人员可以通过分析建筑能耗的方式,按地区及气候等特征,优化设计保温结构,其中基础热传递公式如下:

式(6)中,Q表示热流量,单位(W);U表示热传递系数,单位(W/m2·K);A表示传热面积,单位(m2);T1表示室内温度,单位(k);T2表示室外面积,单位(k)｡由此,相关人员则可计算建筑外墙以及屋顶区域的热量传递情况,优化设计建筑物内的保温结构｡

(3)使用绿色遮阳技术､绿色隔热技术以及绿色采光技术,增加室内照明条件｡比如,设计期间,通过调整太阳辐射度的方式,科学选择遮阳方式及遮阳部件等,从而保障了绿色建筑的设计合理性;优化建筑物内地面以及门窗之间的比例,通过拓宽窗户面积的方式,增加产业中的自然光线;采用绿色隔热技术,有效增强建筑幕墙隔热效果,保持室内温度是稳定的[3]｡

(4)利用复合功能植被顶板技术,相关人员可选择采用特厚网格布､复合层等,增加屋顶复合功能,运用植物屋顶的方式,规划设计人防工程以及地下停车场｡相比于传统屋顶,屋顶隔热较好,具有较强的抗二次扬尘作用｡相关人员运用复合功能植物屋顶时,还需优选材料,控制细节,前期应准备防水卷材､乳胶漆､砂浆及混凝土等材料｡然后,选择合适防水漆,开展封装工作,设计隔离层施工,选择厚为0.8mm的CCCW渗晶型防水涂料,优化施工基面处,减少在后续产业运行期间的瑕疵｡通过增加产业建设区域绿色景观的方式,拓展了建筑区域的面积,从而生成立体的绿化系统,以达成生态建设目标｡

2.4虚拟现实技术

目前,虚拟现实技术已经被广泛应用于建筑设计环节,且能够为相关人员提供不同的建筑设计模拟方案,辅助其评估建筑外观以及功能｡相比于传统的平面设计,相关人员通过虚拟现实技术能够得到更加直观的设计体验｡

(1)相关人员通过虚拟现实技术的应用,借助SketchUp､AutoCAD等软件,叠加设计建筑模型｡根据场地情况,计算建筑物的水平构件承担荷载能力,确认处于静荷载下,层板等构件的自重,公式如下:

式(7)中,G是自重荷载;是材料密度;A是构件的截面积｡据此,确认水平构件重量及承载能力｡预定构件位置的规模､外观､空间布局等,协调环境与建筑物｡

(2)结合设计方案,添加与环境､光源､视觉元素相关的内容,增强虚拟现实的真实感体验,并增加木头､砖块､玻璃等,保证虚拟环境内的建筑元素交互｡相关人员通过手势识别､触控等方式,方能改变虚拟建筑空间结构,从而发现产业的改进区域,设计客户更为满意的施工方案｡

2.5数字化建造技术

为提升建筑产业的现代化水平,相关人员应以数字建筑的方式,合理应用云计算､大数据技术､物联网等,通过先进的数字化建造技术,引领产业升级转型｡通过精益建造方式,集成建筑单位的生产流程､人员､数据､技术以及相关业务系统,根据建筑全过程以及全要素等,方可保障建设活动的数字化､在线化以及智能化｡(1)相关人员可以云计算及大数据技术的配合,依托物联网渠道,实现建筑工地的数字化｡运用智能化改造方式,全面感知工地并运用实时监控的方式,实现对整个产业建设流程的值呢孤寡不努力｡也可通过数控机床技术,让相关人员可以借助数控系统,增加其中的内置机构,按照程序控制指令,翻译程序并进行译码处理,从而实现对建筑加工构件的自动给定,以提高产业的自动化建设效果[4]｡

(2)将机器人建造技术应用于塑料､金属等切削､打磨､铣削等过程,加工建筑物构件,改变了建筑复杂形态｡刻画精细部件并运用计算机程序完成操控可以满足建筑产业生产等活动的高标准要求,以打造完整的建筑形态｡

2.6建筑物自动化技术

在建筑产业现代化设计技术应用期间,相关人员需优化系统､设备并选择合适电力供应技术,才能有效提升建筑物的能源使用频率,增强建筑的舒适度｡其中,所应用建筑物自动化技术是以网络控制为主,通过各种设备,开展调整温度､通风条件及光照等,有效避免能源浪费｡

3、结论

综上所述,为推动建筑产业的发展,相关人员还应根据产业加强了解建筑产业现代化概况,积极利用建筑产业现代化设计技术,以把握未来建筑产业的发展趋势｡进而规划建设活动,满足社会发展需要,进而有效推动了建筑产业的现代化､智能化以及可持续化发展｡

参考文献:

[1]魏偲.建筑产业现代化设计技术研究[J].低碳世界,2019,9(3):122-123.

[2]李逸霞,沈良峰,袁俊.装配式建筑产业生态成熟度影响因素研究[J].中国建筑装饰装修,2023(22):54-59.

[3]宋丹.建筑工程质量管理与控制研究[D].重庆:西南大学,2010.

[4]吴晓楚.以三项名作为例探讨传统建筑之现代化表达[D].长沙:湖南大学,2017.

文章来源:余兆吉.建筑产业现代化设计技术应用研究[J].科学技术创新,2025,(12):120-123.