YIO无线通讯技术在装配式建筑领域的创新应用
2020-11-18(一) 装配式建筑介绍
装配式建筑是将建筑的部分或全部构件在构件预制工厂生产完成,然后通过相应的运输方式运到施工现场,采用可靠的安装方式和安装机械将构件组装而成的具备使用功能的建筑物。相比于传统的工程建造模式,装配式建筑通过在前期进行深化设计与标准化设计,将建筑物拆分为标准化部品部件,在工厂中提前批量生产部件部品,再运输至工程现场进行组装,从而缩短了现场建造周期。装配式建筑在建造建筑上进行标准化设计、工厂化生产、装配化施工和信息化管理,是建造方式的重大变革,对节约资源能源、减少施工环节污染、提高劳动生产效率和质量安全水平、促进建筑业与信息化工业化深度融合、培育新产业新动能具有重要意义。
当前,我国建筑结构体系以钢筋混凝土现浇结构为主,生产过程与方式较为粗放。大部分施工现场管理无序,一方面造成了钢材、水泥以及水资源的严重浪费;另一方面工地脏、乱、差,生产过程中产生的扬尘也往往成为城市里可吸入颗粒物的重要污染源。近年来,我国各个省市地区均颁布了建筑施工扬尘控制的相关治理方案,建筑施工环保要求不断提高。由于装配式建筑工厂化生产的方式极大程度地减少了现场施工所带来的污染,提高了建筑施工的环境友好性,成为了建筑业变革的主要方向。
装配式建筑的优势
1. 保证工程质量。
传统的现场施工受限于工人素质参差不齐,质量事故时有发生。而装配式建筑构件在预制工厂生产,生产过程中可对温度、湿度等条件进行控制,摒除天气等不确定因素的影响,构件的质量更容易得到保证。
2. 降低安全隐患。
传统施工大部分是在露天作业、高空作业,存在极大的安全隐患。装配式建筑的构件运输到现场后,由专业安装队伍严格遵循流程进行装配,大大提高了工程质量并降低了安全隐患。
3. 提高生产效率。
装配式建筑的构件由预制工厂批量采用钢模生产,减少脚手架和模板数量,因此生产成本相对较低,尤其是生产形式较复杂的构件时,优势更为明显; 同时省掉了相应的施工流程,大大提高了时间利用率。此外,通过前期设计的深化,有效提高建筑物的设计精度,减少由于图纸错误以及施工误差导致的返工与误工,减少材料浪费,提高施工效率。
4. 降低人力成本。
目前我国建筑行业劳动力不足、技术人员缺乏、工人整体年龄偏大、成本攀升,导致传统施工方式难以为继。装配式建筑由于采用预制工厂施工,现场装配施工,机械化程度高,减少现场施工及管理人员数量近十倍。节省了可观的人工费,提高了劳动生产率。
5. 节能环保,减少污染。
装配式建筑循环经济特征显著,由于采用的钢模板可循环使用,节省了大量脚手架和模板作业,节约了木材资源,同时也大大减少了建筑垃圾的产生。此外,由于构件在工厂生产,现场湿作业少,大大减少了噪音。
(二) 发展现状与现存问题
新型装配式建筑是设计、生产、施工、装修和管理“五位一体”的体系化和集成化的建筑,不是“传统生产方式+装配化“的建筑,装配式建筑核心是”集成“,无线智能化方案在装配式建筑中的推广应用,有助于实现项目进度、施工方案、质量、安全等方面的数字化、精细化和可视化管理。
装配式建筑的普及是提高我国建筑行业整体水准与建筑物质量的必要过程,虽然传统的整体现浇存在一体化的优势,但是现场施工会对主体结构造成不可避免的破坏,从而造成屋顶漏雨,卫生间渗水等后期问题,给建筑的维护与住户的日常生活带来极大不便。
同时,发展装配式建筑有利于科技发展的新时代适应5G新基建建设及建筑信息化的要求,是行业转型升级的必要因素。同时,随着BIM技术的深入研究,工业化与信息化融合,也促进了装配式建筑技术走向精细化。
据统计,2019年全国新开工装配式建筑4.2亿m²,较2018年增长45%,占新建建筑面积的比例约为13.4%。2019年全国新开工装配式建筑面积较2018年增长45%,近4年年均增长率为55%。总的来看,近年来装配式建筑呈现良好发展态势,在促进建筑产业转型升级,推动城乡建设领域绿色发展和高质量发展方面发挥了重要作用。
2014年以来,中央及全国各地政府均出台了相关文件明确推动建筑工业化,形成了如装配式剪力墙结构、装配式框架结构、装配式钢结构等多种形式的装配式建筑技术,我国装配式建筑行业终于迎来了新的快速发展时期。
我国装配式建筑行业发展中现存的问题:
1. 标准化程度低:当前,我国装配式建筑构件标准化、模数化程度较低。由于设计环节缺乏标准化和模数化的理念指导,导致实际应用中不同规格尺寸的构件多,模具用量大,通用化生产水平低,生产、堆放、运输、安装等各个环节的管理相对困难,生产效率低,模具摊销成本和人工成本高,未能发挥装配式建筑优势。
2. 建设模式创新不够:目前,应用EPC工程总承包的装配式建筑项目数量较少,工程总承包项目的管理水平也有待提升。多数地区工程总承包相关政策指导文件尚不明确,具有承接工程总承包项目能力的企业数量不足,全产业链各环节协同工作不足,不能实现整体效益最大化。
3. 信息化发展滞后:装配式建筑是建筑信息化发展的重要载体。目前,建筑信息模型(BIM)虽有一定的研发和实践,但总体上推进缓慢,基本还停留在设计或模拟、展示层面,缺少对设计、生产、物流、施工全产业链的统筹应用。多数地区未建立信息化管理平台,信息化、智能化总体水平偏低。
(三) 优化对策
为应对以上发展过程中的问题,并进一步大力发展装配式建筑决策部署,完成装配式建筑的各项目标和任务,未来将深入研究有利于装配式建筑发展的技术和经济政策,加快优化建筑技术体系、创新体制和机制,提高产业配套能力,建设更多装配式建筑示范工程项目,加大推广和宣传力度,引领建筑业转型升级和高质量发展。
在装配式建筑的无线智能化方案中,利用YuOS无线管理系统,可以轻松实现对灯具与开关的无线控制,设备只需供电即可使用。咻享智能研发的YIO/WiFi双模模组可实现在没有外部网络接入的情况下进行设备的调节与设置,满足各种无网络环境下的的设备设置和控制,同时可以不依赖WiFi,利用4G或5G连接到云端,实现对设备的远程管理。
无线智能化应用:
无论住宅、医院、楼宇,利用无线智能系统,在前装时期就能实现以下功能:
1. 照明控制:灯光编组控制、灯光明暗控制、灯光冷暖控制、灯光本地控制
2. 空调控制:远程无线控制、温度自动控制、本地面板控制
3. 窗帘控制:电动窗帘开合度控制、电动窗帘群组控制
4. 配电箱控制:回路远程开关、设备状态反馈、能耗数据统计、设备自动运行
应用场景:
智慧医院:将所有灯具、空调、配电箱设备远程集中管理,提升管理效率。按时段和客流设置智能化的节能模式及场景将能耗合理使用,降低能耗支出。无需大量设备管理检修人员全天满场巡查,减少维护人员投入,保障医疗环境的卫生,预防交叉感染。
智慧校园:精确到单房间的过载保护自动断电,防止单间过载引起火灾和导致整层断电。精确集中管理整个校园的照明、空调、配电箱等用电设备,做到精细化管理,减少能耗浪费和巡检工作,保证学生学习环境的照明亮度
智慧写字楼:在手持软件端集中管控,节省人工,提高效率。可设置设备的分组分时段自动运行、单灯调光调色,集中管控,定时控制。实时监测运行,预防设备异常状态。掌握设备耗电情况,为节能管理提供数字化依据。
无线智能化特点:
1. 无开关回路设计
2. 无需开槽布线施工
3. 管线布置工业化
4. 施工安装标准化
有线与无线区别:
传统总线型方案-布线繁琐,前期布线成本高昂,需要频繁维护,必须前装。
无线智能化方案-总体成本低,省去了前期的布线成本,省去了大量的设计成本。同时,因为少了线路的限制,基本上实现了即插即用,配置也非常方便,大部分用户自己就可以完成。同时,无线的系统扩展起来更为轻松容易。可后装。
可靠性是无线系统常见的弱点,毕竟无线系统依靠电磁波传输信号,而室内的承重墙、地面、金属防盗门等对信号有较强的衰减作用,其他的无线电波也会对信号的传输产生干扰,这也决定了网关距离组件的距离不能太远,也不宜穿两道以上的承重墙。这意味着无线系统在大面积、多设备空间存在着市场痛点。
但是,这并非意味着无线系统在可靠性的比较上不能取得优势。YIO系统的强调频干扰能力就能针对这一市场痛点做出完美的大面积应用场所的物联网解决方案。YIO系统拥有多达百万个节点数量,单节点半径可达200米,并能够实现无限桥接,这解决了行业内实现物联网大面积商业管控遇到的瓶颈问题——无法大面积多节点高效稳定覆盖的问题。
无线智能化方案在装配式建筑行业应用的优势:
1. 节约成本:只需铺设电源线缆,省去了大量弱电网络和控制机房费用投入。同时省去架设主干网络和控制机房,大幅减少铺设工作量,降低所需人工开支。设备无需通过开关回路来控制,避免了回路布线的复杂工序的同时还实现了高度灵活的控制效果,全局设备只需考虑供电,从项目初期降低了设计难度,
2. 节省工期: 相比总线型施工周期,工作量大幅度减少,装修时间也大幅度缩短,交付阶段,房子出品即完成智能化。没有众多交换机和服务器,以及密布的弱电网络,使维修更简单。设备自检预警系统,用更少人员做更多工作。
3. 提高前期效率:在施工阶段,前装阶段就可以本地部署智能化,实现设备的集约管理,提高设计统筹能力,推动装配式建筑产业能力的提升。
无线智能化方案应用的意义:
1. 积极引导装配式建筑技术体系优化和升级,推动技术与产品的创新,加快形成适合中国国情的可复制、可规模推广的装配式建筑体系。合理利用原材料,促进构配件的通用性和互换性,实现建筑工业化,以取得最佳经济效果将标准化理念贯穿于装配式建筑设计主线,并在工程实践中发挥标准化的作用。
2. 推行结构与管线分离,促进集成厨卫、轻质隔墙等材料、产品和设备管线集成化技术的应用。无线智能化方案有助于推动装配化装修的推广力度,装配化装修与装配式结构建造密不可分。
3. 符合行业自身绿色发展的迫切需要,有助于展示装配式建筑带来的经济、社会和环境效益,提高装配式建筑社会认知度和认可度,让更多的行业主体积极转型,为人民群众建设品质优良、性能优越的建筑产品,着力营造各方关注和支持装配式建筑发展的良好氛围。
无线智能化技术在装配式建筑上的应用,能够从计划源头上提升作业的科学化、精细化程度,提升设备的有效利用率,利用物联网无线通讯协议对建筑进行集群化管理,提升行业的数字化与集成化,提升项目的完成精度。