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(1)生產(chǎn)工廠化,施工裝配化
2017 年,國務(wù)院辦公廳在《關(guān)于促進(jìn)建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見》中指出,要堅持標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工、一體化裝修、信息化管理、智能化應(yīng)用,推動建造方式創(chuàng)新,不斷提高裝配式建筑在新建建筑中的比例。
2016年,中共中央、國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步加強城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見》,明確了在 10 年內(nèi)全國建筑裝配化率達(dá)到 30%的發(fā)展目標(biāo)。2022 年,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《“十四五”建筑業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,明確指出要大力發(fā)展裝配式建筑,構(gòu)建裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計和生產(chǎn)體系,推動生產(chǎn)和施工智能化升級,擴(kuò)大標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件和部品部件使用規(guī)模,提高裝配式建筑綜合效益。
縱觀我國幕墻行業(yè)發(fā)展的歷程,從將原材料全部運到項目現(xiàn)場進(jìn)行生產(chǎn)及安裝,到實現(xiàn)半工廠化組織半單元式玻璃幕墻生產(chǎn),再到目前實現(xiàn)的全單元式幕墻構(gòu)造,我國建筑幕墻行業(yè)向著工廠化生產(chǎn)、裝配化施工的方向不斷發(fā)展。
裝配式幕墻有利于以統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量,充分發(fā)揮工廠作業(yè)集成化在加工精度、加工速度等方面的優(yōu)勢,避免施工現(xiàn)場出現(xiàn)過度的施工噪聲與粉塵污染,使得施工更具環(huán)保性。此外,裝配式幕墻在單元板塊之間采用插接方式連接,對溫度變形、層間變位、地震變形等具有很強的吸收能力,對主體結(jié)構(gòu)位移的適應(yīng)能力強。
(2)智能化轉(zhuǎn)型
在幕墻需求增長、勞動力成本上升的背景下,幕墻行業(yè)的加工制造企業(yè)亟需對傳統(tǒng)制造生產(chǎn)加工模式進(jìn)行革新,向智能化制造的方向轉(zhuǎn)型。
智能化制造強調(diào)技術(shù)、人、管理和信息的四維集成,以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn),提高產(chǎn)品對動態(tài)多變市場的適應(yīng)能力和競爭力為目標(biāo)。智能化制造不僅局限于制造工藝的智能化,更覆蓋了市場分析、生產(chǎn)管理、加工裝配、維修服務(wù)、回收再生等全過程。建筑幕墻的智能化制造方向主要體現(xiàn)在以下方面:
①產(chǎn)品智能化。對幕墻的結(jié)構(gòu)連接方式、立柱橫梁及面板組成的支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)一后,形成標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品,并編制完整的數(shù)字編碼識別系統(tǒng),使其能夠被自動化生產(chǎn)線有效識別、定位、追溯,實現(xiàn)自動生產(chǎn)、自動制造加工、自動識別的功能。
②裝備智能化。通過在工廠各區(qū)域主要設(shè)備聯(lián)網(wǎng)安裝傳感器,系統(tǒng)可以收集設(shè)備運行的轉(zhuǎn)速、溫度、壓力等數(shù)據(jù),并對數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存和分析,最終以可視化的方式呈現(xiàn)于控制人員。
③生產(chǎn)流程智能化。生產(chǎn)加工的指令通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)郊庸ぴO(shè)備上,由初始加工設(shè)備自行完成工序并實時打印條碼,對每個幕墻工件進(jìn)行身份配置。后續(xù)加工工序通過掃描工件條碼,調(diào)取對應(yīng)的加工程序進(jìn)行加工。工序之間實現(xiàn)上下料的自動抓取與物料的自動傳送。
(3)發(fā)展節(jié)能低碳建筑,助力實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和
2021 年 9 月,中共中央、國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》,明確要求把碳達(dá)峰、碳中和納入經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展全局,大力發(fā)展節(jié)能低碳建筑,加快推進(jìn)超低能耗、近零能耗、低碳建筑規(guī)模化發(fā)展,大力推進(jìn)城鎮(zhèn)既有建筑和市政基礎(chǔ)設(shè)施節(jié)能改造,提升建筑節(jié)能低碳水平。
建筑幕墻行業(yè)在節(jié)能減排方面具備先天性優(yōu)勢,可以充分發(fā)揮其降低太陽輻射負(fù)荷強度、提高建筑物外立面氣密性等方面的功效,構(gòu)建節(jié)能低碳建造體系,助力節(jié)能低碳建筑發(fā)展。建筑幕墻的節(jié)能低碳效果同時體現(xiàn)在“建筑物化”(即建筑材料生產(chǎn)和建筑施工)階段及“建筑運行”階段。
在“建筑物化”階段,以單元式幕墻為代表的裝配式幕墻能避免施工現(xiàn)場出現(xiàn)過度的施工噪聲與粉塵污染,有效實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保、降低碳排放的目的,使得施工更具環(huán)保性;在“建筑運行”階段,通過物聯(lián)網(wǎng)、光伏等技術(shù)與建筑物的深度融合,衍生出以節(jié)能為目標(biāo)的新型幕墻應(yīng)用方式,例如:智能幕墻通過網(wǎng)絡(luò)對室內(nèi)的光線、溫度等建筑配套設(shè)施進(jìn)行自動控制和調(diào)節(jié),光伏幕墻通過嵌入多個太陽能光電池的特制低鐵玻璃實現(xiàn)主動產(chǎn)能等。
(4)以 BIM 為核心的新技術(shù)得到廣泛應(yīng)用
BIM(Building Information Modeling)即建筑信息模型,以建筑工程項目的各項信息數(shù)據(jù)作為模型基礎(chǔ),通過數(shù)字信息模擬建筑物的真實信息。憑借其可視、協(xié)調(diào)、模擬、優(yōu)化以及可出圖的優(yōu)勢,BIM 已在歐美國家引發(fā)了工程建設(shè)領(lǐng)域的巨大產(chǎn)業(yè)變革,并在亞洲國家逐步普及。
在產(chǎn)品及工程方案設(shè)計領(lǐng)域,BIM 的參數(shù)化設(shè)計將建筑幕墻構(gòu)件的真實屬性通過參數(shù)的形式進(jìn)行模擬、計算與統(tǒng)計。BIM 使設(shè)計方案中的建筑幕墻構(gòu)件不再局限于幾何形態(tài),還附加了構(gòu)件材料的熱工性能、構(gòu)件造價、采購信息、安裝編號等非幾何屬性信息,具備可控、精確、三維可視的特征,使設(shè)計師、工程師可以針對不同的設(shè)計參數(shù),快速開展造型、布局、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、疏散等各類工作,制定最優(yōu)設(shè)計方案。特別是在異形幕墻的設(shè)計方面,BIM 顯著強化了復(fù)雜工程的可行性和便捷性。
在信息化生產(chǎn)領(lǐng)域,建筑幕墻企業(yè)可以通過 BIM 分解項目,快速、準(zhǔn)確地獲取過程中工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)拆分實物量,結(jié)合工作面和資源供應(yīng)情況分析后,精確組織施工資源,并為采購計劃的制定和限額領(lǐng)料提供及時、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。
(5)建筑幕墻材料多元化
幕墻材料的豐富多元提升了幕墻整體的美觀性、實用性與節(jié)能性。傳統(tǒng)的幕墻材料以各類玻璃、金屬板、石材為主。近年來,各類新型板材涌現(xiàn),如:千思板、陶板、超高性能混凝土板(UHPC)、保溫一體板、泛彩板、陽極氧化板、人造石材板、仿石材鋁板等。薄膜光伏板、光電玻璃、光電玻璃貼膜等材料在幕墻領(lǐng)域得到了日益廣泛的應(yīng)用,光伏類材料的應(yīng)用將幕墻的節(jié)能環(huán)保性提升至新的發(fā)展水平。