装配式建筑就像造汽车,即墙板、楼梯等各类建筑构件都由工厂生产,只是不同于汽车零件能够在车间内完成组装,建筑构件需要被运输至工地现场进行“组装”。也正是因为多了一个出厂运输的环节,某种程度上对构件的全流程管理造成了一定困扰。
建筑产业迈向物联网时代
在装配式建筑的“零部件”——预制构件中,已经开始嵌入可以通过“扫一扫”识别的身份芯片。这种将RFID芯片嵌入物品,并在需要时通过RFID读写器远程识别物品信息的自动化采集技术。之所以广为人知,是因为大家揣在兜里的公交卡或汽车钥匙,实际上就是这种技术的实际应用;而之所以鲜为人知,则体现于当前装配式建筑行业中,许多身处施工一线的操作工人,脑海里还缺乏着对预制构件信息化管理的概念。事实上,RFID在装配式建筑领域的应用,远远不止是扫一扫构件的简单操作,因为驱动着RFID技术不断发展的,是一股足以改变产业现状的庞大力量——物联网。
在2021年,工业和信息化部、中央网络安全和信息化委员会办公室、科学技术部、生态环境部、住房和城乡建设部、农业农村部、国家卫生健康委员会、国家能源局等八部门联合印发的《物联网新型基础设施建设三年行动计划(2021-2023年)》中明确指出,在智能建造方面,要加快智能传感器、射频识别(RFID)、二维码、近场通信、低功耗广域网等物联网技术在建材部品生产采购运输、BIM协同设计、智慧工地、智慧运维、智慧建筑等方面的应用,利用物联网技术提升对建造质量、人员安全、绿色施工的智能管理与监管水平。
换而言之,随着RFID技术的推广应用,未来装配式建筑构件生产、运输、堆放、吊装、维护过程中,对肉眼观测、手动记录等人工劳力的需求将越来越少,建筑的工业化、信息化程度将越来越高,RFID技术就像创造了一套识别构件信息的神经系统,人们只需要稳坐在控制中心,就可以快速了解所有构件从哪里来、到哪里去,并对其中的任意一块进行精准操控。
当芯片以200毫米的深度预埋入预制混凝土构件后,3米内使用RFID便携式读写器,6米内使用RFID固定式读写器,操作者就可以快速读取关于这块构件专属且唯一的“身份”信息——这简直是预制构件的“身份证”!
值得一提的是,RFID电子标签有着比身份证更强大的功能是,RFID芯片上的信息还包括该构件即将运往哪个施工项目,且信息还将同步上传至住建局的监管系统中,从而满足建筑产业现代化企业对混凝土预制构件从生产、出厂、装配、维护等全生命周期信息化管理的需求,助力监管部门对预制构件的智能化管理。对于预制混凝土构件厂而言,RFID读写器可安装在厂内的任何位置,如出厂大门口、地磅处、仓库管理办公区外等,从而方便技术人员随时了解产品的生产量、出货量,及时而高效地进行供货协调。此外,埋入构件的芯片还具有高度稳定性和安全性,工作温度区间为-40℃至85℃,数据保存时间达50年,完全适应混凝土预制件的户外施工条件。
智能建造进行时
可以预见的是,随着智能建造的快速发展,RFID技术将越来越多地与建筑信息模型BIM技术有机结合,成为装配式建筑产业链信息共享的纽带。在构件运输阶段,预埋在预制构件中的RFID标签编码将有效的解决因混淆构件带来的影响;在现场施工阶段,鸿陆RFID读写器将快速把入场构件中芯片所含信息上传至控制中心,控制中心将根据BIM系统中的信息指挥吊装中心进行构件吊装。这将意味着,RFID与BIM的结合一方面可以保证构件信息完整,加速信息传递,减少人工录入信息时潜在的错误,进而实现零失误,另一方面,施工现场的实际进度等相关信息还能通过BIM系统即时反馈到预制构件生产工厂,工厂再根据反馈来的施工现场进度信息调整构件生产计划,使待工待料出现的概率几乎为零,实现上下游企业间信息共享,有利于工程顺利进行。
加快智能建造与新型建筑工业化协同发展,是2022年“十四五”建筑业发展规划提出的首要任务。通过RFID技术、BIM技术等智能技术,设计单位、生产单位、施工单位等得以在同一平台上协同作业,实现资源优化配置,各环节基于平台充分协作,打破企业边界和地域边界的限制,实现有效链接和信息共享,最终形成建筑产业现代化新的生态关系圈。
预制件生命周期追踪管理流程
1、预制件生产阶段
在预制件生产时,将RFID标签安装在构件上,RFID标签主要记录生产厂家、生产日期和记录产品检查记录等基本信息,检查记录主要包括模具、钢筋笼、铝窗、预埋件、机电、产品尺寸、养护、瓦仔以及出货检查等10项内容。同时也应记录与设计图和施工图相对应的构件产品编号(ID),这个产品编号是构件所独有的,这也是构件今后能够被识别的基础。同时,根据之前所进行的各阶段所需信息分析,结合合适的编码原则,将构件信息以编码的形式输入RFID标签,而RFID标签则成为构件的“身份”象征。
2、预制件运输阶段
混凝土预制件运输过程是将在工厂生产的构件运送到施工现场进行安装和拼接的过程。预制构件运输过程应包括装车、运输、卸车和堆放四个环节,这一阶段的管理内容涉及更多的是物流管理方面。由于预制构件是一种较为特殊的产品,需要专业的装卸队伍进行装卸,所以其运输、堆放、吊装往往由构件供应商完成。
3、预制件进场堆放阶段
构件运送到施工现场后需要暂时堆放在堆场,在这一阶段需要对构件的日常养护、监控和定位,堆放顺序应严格按照施工安装顺序。构件到达堆场后需要掌握构件的基本信息,随时检查储存状态。登记构件的具体堆放位置,保证在需要进行安装时能够准确、快速找到目标构件。
4、预制件安装阶段
RFID技术不仅能够实现构件实时定位,还能对构件安装进度和质量进行监控。由于每个构件在安装时都会同时携带与其对应的技术文件和RFID标签,安装工程师可依据技术文件和RFID标签中的信息,将构件与安装施工图一一对应,RFID标签包括构件编号、连接工程项目编号、连接工程技术标准等基本信息。
(部分内容来源:四川省装配式建筑产业协会,侵删)
审核编辑黄宇
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