裝配式建筑就像造汽車,即墻板、樓梯等各類建筑構件都由工廠生產,只是不同于汽車零件能夠在車間內完成組裝,建筑構件需要被運輸至工地現場進行“組裝”。也正是因為多了一個出廠運輸的環節,某種程度上對構件的全流程管理造成了一定困擾。
建筑產業邁向物聯網時代
在裝配式建筑的“零部件”——預制構件中,已經開始嵌入可以通過“掃一掃”識別的身份芯片。這種將RFID芯片嵌入物品,并在需要時通過RFID讀寫器遠程識別物品信息的自動化采集技術。之所以廣為人知,是因為大家揣在兜里的公交卡或汽車鑰匙,實際上就是這種技術的實際應用;而之所以鮮為人知,則體現于當前裝配式建筑行業中,許多身處施工一線的操作工人,腦海里還缺乏著對預制構件信息化管理的概念。事實上,RFID在裝配式建筑領域的應用,遠遠不止是掃一掃構件的簡單操作,因為驅動著RFID技術不斷發展的,是一股足以改變產業現狀的龐大力量——物聯網。
在2021年,工業和信息化部、中央網絡安全和信息化委員會辦公室、科學技術部、生態環境部、住房和城鄉建設部、農業農村部、國家衛生健康委員會、國家能源局等八部門聯合印發的《物聯網新型基礎設施建設三年行動計劃(2021-2023年)》中明確指出,在智能建造方面,要加快智能傳感器、射頻識別(RFID)、二維碼、近場通信、低功耗廣域網等物聯網技術在建材部品生產采購運輸、BIM協同設計、智慧工地、智慧運維、智慧建筑等方面的應用,利用物聯網技術提升對建造質量、人員安全、綠色施工的智能管理與監管水平。
換而言之,隨著RFID技術的推廣應用,未來裝配式建筑構件生產、運輸、堆放、吊裝、維護過程中,對肉眼觀測、手動記錄等人工勞力的需求將越來越少,建筑的工業化、信息化程度將越來越高,RFID技術就像創造了一套識別構件信息的神經系統,人們只需要穩坐在控制中心,就可以快速了解所有構件從哪里來、到哪里去,并對其中的任意一塊進行精準操控。
當芯片以200毫米的深度預埋入預制混凝土構件后,3米內使用RFID便攜式讀寫器,6米內使用RFID固定式讀寫器,操作者就可以快速讀取關于這塊構件專屬且唯一的“身份”信息——這簡直是預制構件的“身份證”!
值得一提的是,RFID電子標簽有著比身份證更強大的功能是,RFID芯片上的信息還包括該構件即將運往哪個施工項目,且信息還將同步上傳至住建局的監管系統中,從而滿足建筑產業現代化企業對混凝土預制構件從生產、出廠、裝配、維護等全生命周期信息化管理的需求,助力監管部門對預制構件的智能化管理。對于預制混凝土構件廠而言,RFID讀寫器可安裝在廠內的任何位置,如出廠大門口、地磅處、倉庫管理辦公區外等,從而方便技術人員隨時了解產品的生產量、出貨量,及時而高效地進行供貨協調。此外,埋入構件的芯片還具有高度穩定性和安全性,工作溫度區間為-40℃至85℃,數據保存時間達50年,完全適應混凝土預制件的戶外施工條件。
智能建造進行時
可以預見的是,隨著智能建造的快速發展,RFID技術將越來越多地與建筑信息模型BIM技術有機結合,成為裝配式建筑產業鏈信息共享的紐帶。在構件運輸階段,預埋在預制構件中的RFID標簽編碼將有效的解決因混淆構件帶來的影響;在現場施工階段,鴻陸RFID讀寫器將快速把入場構件中芯片所含信息上傳至控制中心,控制中心將根據BIM系統中的信息指揮吊裝中心進行構件吊裝。這將意味著,RFID與BIM的結合一方面可以保證構件信息完整,加速信息傳遞,減少人工錄入信息時潛在的錯誤,進而實現零失誤,另一方面,施工現場的實際進度等相關信息還能通過BIM系統即時反饋到預制構件生產工廠,工廠再根據反饋來的施工現場進度信息調整構件生產計劃,使待工待料出現的概率幾乎為零,實現上下游企業間信息共享,有利于工程順利進行。
加快智能建造與新型建筑工業化協同發展,是2022年“十四五”建筑業發展規劃提出的首要任務。通過RFID技術、BIM技術等智能技術,設計單位、生產單位、施工單位等得以在同一平臺上協同作業,實現資源優化配置,各環節基于平臺充分協作,打破企業邊界和地域邊界的限制,實現有效鏈接和信息共享,最終形成建筑產業現代化新的生態關系圈。
預制件生命周期追蹤管理流程
1、預制件生產階段
在預制件生產時,將RFID標簽安裝在構件上,RFID標簽主要記錄生產廠家、生產日期和記錄產品檢查記錄等基本信息,檢查記錄主要包括模具、鋼筋籠、鋁窗、預埋件、機電、產品尺寸、養護、瓦仔以及出貨檢查等10項內容。同時也應記錄與設計圖和施工圖相對應的構件產品編號(ID),這個產品編號是構件所獨有的,這也是構件今后能夠被識別的基礎。同時,根據之前所進行的各階段所需信息分析,結合合適的編碼原則,將構件信息以編碼的形式輸入RFID標簽,而RFID標簽則成為構件的“身份”象征。
2、預制件運輸階段
混凝土預制件運輸過程是將在工廠生產的構件運送到施工現場進行安裝和拼接的過程。預制構件運輸過程應包括裝車、運輸、卸車和堆放四個環節,這一階段的管理內容涉及更多的是物流管理方面。由于預制構件是一種較為特殊的產品,需要專業的裝卸隊伍進行裝卸,所以其運輸、堆放、吊裝往往由構件供應商完成。
3、預制件進場堆放階段
構件運送到施工現場后需要暫時堆放在堆場,在這一階段需要對構件的日常養護、監控和定位,堆放順序應嚴格按照施工安裝順序。構件到達堆場后需要掌握構件的基本信息,隨時檢查儲存狀態。登記構件的具體堆放位置,保證在需要進行安裝時能夠準確、快速找到目標構件。
4、預制件安裝階段
RFID技術不僅能夠實現構件實時定位,還能對構件安裝進度和質量進行監控。由于每個構件在安裝時都會同時攜帶與其對應的技術文件和RFID標簽,安裝工程師可依據技術文件和RFID標簽中的信息,將構件與安裝施工圖一一對應,RFID標簽包括構件編號、連接工程項目編號、連接工程技術標準等基本信息。
(部分內容來源:四川省裝配式建筑產業協會,侵刪)
審核編輯黃宇
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