導(dǎo)語：智能建造技術(shù)城市更新探索一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

【摘要】城市更新過程普遍伴有施工周期長(zhǎng)，設(shè)計(jì)要求高，建設(shè)難度大等問題。結(jié)合當(dāng)下建筑業(yè)信息化發(fā)展要求與城市更新的難點(diǎn)問題，本文基于城市更新理論與智能建造關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用，結(jié)合當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)更新政策，從不同角度開展城市更新利用模式的探究，從而促進(jìn)城市更新在更多城市的推廣。

【關(guān)鍵詞】城市更新；智能建造；建筑信息模型

引言：近年來，隨著全面推進(jìn)城市更新工作的部署，老舊小區(qū)的改造成為當(dāng)前熱點(diǎn)。但相較于傳統(tǒng)工程，城市更新項(xiàng)目設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)維難度都高于基礎(chǔ)土建工程。在現(xiàn)代科技不斷發(fā)展的時(shí)代背景下，我國(guó)更加注重智慧化建筑施工過程，因此，信息化技術(shù)的融合推動(dòng)了建筑業(yè)邁向建筑信息模型（BIM）與5G、大數(shù)據(jù)、人工智能[1]等現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)新興技術(shù)為支撐的智能建造新道路，也為城市更新提供了新思路。本文基于我國(guó)目前城市更新的發(fā)展情況，結(jié)合各地的相關(guān)體制政策，綜合考慮引入智能建造關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)行城市更新的全周期應(yīng)用分析，探討智能建造關(guān)鍵技術(shù)在城市更新系統(tǒng)化、精細(xì)化管理上的優(yōu)勢(shì)。

1智能建造關(guān)鍵技術(shù)在城市更新中應(yīng)用

本文所指的智能建造關(guān)鍵技術(shù)是采用大數(shù)據(jù)、建筑信息模型、數(shù)字化設(shè)計(jì)與施工，提高設(shè)計(jì)與施工效率，統(tǒng)一建筑方案，實(shí)現(xiàn)各階段數(shù)據(jù)的流通。具體場(chǎng)景包括利用傾斜攝影測(cè)量技術(shù)[3]對(duì)城市更新中復(fù)雜區(qū)域進(jìn)行測(cè)量；應(yīng)用BIM技術(shù)對(duì)復(fù)雜建筑進(jìn)行三維建模；借用軟件模擬三維模型的受力情況；施工過程中新型建筑材料與智能設(shè)備的使用；使用智能建造機(jī)器人等設(shè)備對(duì)復(fù)雜構(gòu)件或有危險(xiǎn)性的施工過程實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)安裝；施工全過程實(shí)現(xiàn)施工過程的可視化管理。交付后，城市更新項(xiàng)目還可立足于智能物業(yè)實(shí)現(xiàn)安防、能耗、設(shè)施設(shè)備等綜合平臺(tái)管理。

2智能設(shè)計(jì)階段

2.1傾斜攝影測(cè)量技術(shù)

該階段城市更新項(xiàng)目可利用傾斜攝影技術(shù)測(cè)量獲取建筑量，根據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)三維建模設(shè)計(jì)。針對(duì)城市更新中出現(xiàn)的建筑物集中分布，周邊建筑影響多，監(jiān)測(cè)器環(huán)境復(fù)雜等特點(diǎn)，以及現(xiàn)有數(shù)據(jù)測(cè)量效率低，精度不高等問題，利用傾斜攝影測(cè)量技術(shù)，通過設(shè)備搭載的攝像頭，多方位獲取影像，結(jié)合外業(yè)數(shù)據(jù)采集與內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理技術(shù)，快速獲取并處理同名點(diǎn)信息，采用多基元、多視影像匹配算法，得到各點(diǎn)云數(shù)據(jù)，從而處理得到三維模型。傾斜攝影技術(shù)[2]也可對(duì)更新區(qū)域?qū)嵭腥S實(shí)時(shí)化監(jiān)控，快速獲取更新區(qū)域建筑量，推動(dòng)更新項(xiàng)目進(jìn)展。該方法具有提高工作效率與精度，降低人工成本，同時(shí)對(duì)城市更新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的調(diào)查提供新途徑的優(yōu)勢(shì)。

2.2三維建模過程

對(duì)更新項(xiàng)目進(jìn)行建筑信息模型的運(yùn)用，協(xié)同建筑、結(jié)構(gòu)、水電等多領(lǐng)域的工作，通過三維建模與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，針對(duì)不同季節(jié)，不同時(shí)段的特點(diǎn)，加載環(huán)境參數(shù)，模擬建筑物的自然采光與通風(fēng)情況，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)建模，如圖1所示。除此之外，基于Revit軟件的碰撞檢測(cè)方式也可對(duì)模型進(jìn)行自動(dòng)沖突檢查，生成沖突報(bào)告并對(duì)沖突位置進(jìn)行修改，優(yōu)化管線排布方案，降低結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師工作量，進(jìn)而提高項(xiàng)目更新的工程進(jìn)度。尤其是隨著建筑構(gòu)件數(shù)量的增加，該方法的檢測(cè)速度明顯優(yōu)于傳統(tǒng)方法。同時(shí)使用漫游技術(shù)可觀察建筑物中細(xì)節(jié)部分，以動(dòng)態(tài)交互的方式使后期施工人員更深入理解設(shè)計(jì)者意圖。結(jié)合小區(qū)模型，將建筑物的樁、柱、墻使用情況及其規(guī)格、數(shù)量輸出表格數(shù)據(jù)，根據(jù)參數(shù)化對(duì)象的活化設(shè)計(jì)，建立建筑物的形狀、材料、物理特性等信息建立類別，并根據(jù)其關(guān)聯(lián)性等邏輯關(guān)系建立參數(shù)化建筑模型，從而在計(jì)算機(jī)中仿真不同參數(shù)下建筑的模型，配合建模全生命周期不同需求的動(dòng)態(tài)化管理。

3智能施工階段

1）施工生產(chǎn)要素

智能設(shè)備的應(yīng)用使得城市更新施工生產(chǎn)要素更為智能化，如BIM放樣機(jī)器人可負(fù)責(zé)施工現(xiàn)場(chǎng)控制點(diǎn)的捕捉，自動(dòng)建立現(xiàn)場(chǎng)坐標(biāo)系，結(jié)合裝配式建筑施工，提高預(yù)制構(gòu)件安裝的精準(zhǔn)率，提高施工效率。整個(gè)施工層僅需1至2名人員完成，減少人力資源的投入，每層構(gòu)件的安裝平均工期可縮短近30%。

2）更新建造過程

與現(xiàn)澆方式相比，裝配式建筑構(gòu)件由工廠加工完成后運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行裝配。同時(shí)通過創(chuàng)建數(shù)字化模型，實(shí)現(xiàn)信息交互，統(tǒng)籌裝配式建筑全過程。經(jīng)由該統(tǒng)一平臺(tái)，管理者可對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行模擬布置，合理安排現(xiàn)場(chǎng)，防止安裝過程出現(xiàn)鋼筋、管道碰撞，實(shí)現(xiàn)有限空間管線的合理布局，并可以在平臺(tái)將所需購買進(jìn)場(chǎng)的材料錄入，便于供應(yīng)商提前生產(chǎn)，提高建造效率，進(jìn)一步縮短建造周期。

3）實(shí)施監(jiān)測(cè)技術(shù)城市更新項(xiàng)目多處于城市中心地帶或人口密集區(qū)，周圍施工環(huán)境復(fù)雜。相對(duì)于傳統(tǒng)施工存在的作業(yè)面交錯(cuò)，物料管理混亂等現(xiàn)象，智能監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用可根據(jù)施工狀態(tài)及其安全情況，對(duì)建筑物進(jìn)行受力分析，建立施工過程的時(shí)變結(jié)構(gòu)分析模型。利用RFID技術(shù)[4]進(jìn)行探測(cè)實(shí)現(xiàn)工程管理與現(xiàn)場(chǎng)施工交互，尤其是BIM可視化特性可對(duì)潛在危險(xiǎn)進(jìn)行分析，提高建筑物的安全性，降低對(duì)周圍建筑物的施工影響。實(shí)現(xiàn)施工數(shù)據(jù)采集的自動(dòng)化、實(shí)時(shí)化。

4）項(xiàng)目信息化管理

智慧工地系統(tǒng)利用信息化技術(shù)，將人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)、RFID技術(shù)等高新技術(shù)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)工程管理與現(xiàn)場(chǎng)施工交互，使施工管理更為智能化。在建造過程中，運(yùn)用信息技術(shù)提高建筑成本管理水平，精準(zhǔn)確定工程量、價(jià)格數(shù)據(jù)與消耗量等工作。城市更新項(xiàng)目全周期過程變動(dòng)多，尤其是數(shù)量、位置、價(jià)格調(diào)整時(shí)，可根據(jù)內(nèi)置算法自動(dòng)計(jì)算造價(jià)，實(shí)時(shí)更新，利于項(xiàng)目持續(xù)推進(jìn)。BIM技術(shù)在伴隨施工進(jìn)度的推進(jìn)時(shí)，可提前應(yīng)用5D技術(shù)模擬施工進(jìn)度，預(yù)估各階段施工成本，達(dá)到進(jìn)度與成本相對(duì)應(yīng)，具有實(shí)時(shí)性和可靠性特征。

4智能運(yùn)維階段

運(yùn)維作為城市更新全生命周期的最后階段，主要由安防管理、空間管理、能耗管理、設(shè)施設(shè)備管理四方面組成。城市更新本質(zhì)是提高人民生活質(zhì)量，在有限空間內(nèi)最大化的實(shí)現(xiàn)居住環(huán)境地升級(jí)改造，故整體更新運(yùn)維過程應(yīng)體現(xiàn)以人為本的準(zhǔn)則。因城市更新的對(duì)象用戶多為年齡較大的當(dāng)?shù)鼐用?，?xiàng)目完工后運(yùn)維管理上要重點(diǎn)以安全、高效、舒適為目的進(jìn)行配套的建設(shè)?？稍诔浞掷梦锫?lián)網(wǎng)、傳感器等高新技術(shù)的基礎(chǔ)上，建立具備管理、安防、環(huán)境、通信功能的系統(tǒng)[5]。該系統(tǒng)分為基礎(chǔ)構(gòu)建層、管理服務(wù)層、綜合應(yīng)用層、業(yè)主使用層四個(gè)層面。其中基礎(chǔ)構(gòu)建層作為智能運(yùn)維系統(tǒng)的核心，主要由感知識(shí)別層與網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層組成，網(wǎng)絡(luò)識(shí)別層通過傳感器獲取城市更新小區(qū)內(nèi)的設(shè)施設(shè)備狀態(tài)并進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層主要由互聯(lián)網(wǎng)、無線寬帶網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)傳遞各種信息；管理服務(wù)層側(cè)重于建筑的主體維護(hù)、設(shè)施維護(hù)、居民服務(wù)反饋等方面，通過對(duì)收集到信息的加工處理，傳送給相關(guān)部門進(jìn)行決策，旨在于解決居民生活問題；綜合應(yīng)用層是聯(lián)系居民和管理方的基礎(chǔ)，尤其針對(duì)居住群體老年人，可提供個(gè)性化服務(wù)，解決日常困難并達(dá)到豐富其生活的目的；業(yè)主使用層作為面向多層主體用戶的紐帶，包括系統(tǒng)管理人員、小區(qū)管理員工、業(yè)主等，可應(yīng)用App、公眾平臺(tái)、小程序等實(shí)現(xiàn)各層用戶的互聯(lián)互通。

5智能建造技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

5.1信息傳遞加速

整個(gè)城市更新過程，包括設(shè)計(jì)、預(yù)算、施工運(yùn)維過程，經(jīng)由智能建造關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用將使傳統(tǒng)的全生命周期中等待交接的時(shí)間大幅下降，如圖2所示。通過梳理設(shè)施設(shè)備系統(tǒng)，以BIM模型為載體，統(tǒng)籌管理建筑物全生命周期信息，建立BIM模型數(shù)據(jù)庫，可進(jìn)一步提升設(shè)施設(shè)備管理能力，減少建筑信息在各個(gè)階段的損失，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維信息數(shù)據(jù)一體化。

5.2安防管理智能化

通過智能監(jiān)控設(shè)備，以物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用為核心，監(jiān)測(cè)更新后小區(qū)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，其中包括小區(qū)道路通行情況、消防設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)、視頻聯(lián)動(dòng)等?？紤]到更新項(xiàng)目居住主體老年人占比較大，投入紅外探測(cè)器可對(duì)小區(qū)人員進(jìn)出進(jìn)行監(jiān)測(cè)，提高老年人居住環(huán)境及其安全性。搭建居民社區(qū)網(wǎng)絡(luò)，通過一鍵報(bào)警功能提醒住戶危險(xiǎn)發(fā)生的定位及狀況，保障住戶尤其是獨(dú)居老人的人身財(cái)產(chǎn)安全。更新后的小區(qū)運(yùn)維時(shí)可建立本小區(qū)安全管理平臺(tái)，將各類設(shè)施包括電表使用、天然氣表數(shù)據(jù)等各類生活數(shù)據(jù)傳輸至平臺(tái)，通過建立自學(xué)習(xí)模型，探究居民出行規(guī)律，結(jié)合圖像識(shí)別技術(shù)，對(duì)車輛進(jìn)出入、小區(qū)危險(xiǎn)地段進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)異常情況實(shí)時(shí)給予上報(bào)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理問題。

5.3能耗管理可視化

在碳達(dá)峰、碳中和的背景下，城市更新過程也應(yīng)將減少能源消耗列為指標(biāo)之一。能耗管理主要應(yīng)用BIM技術(shù)，運(yùn)用電力傳感器、壓力傳感器、流量傳感器等設(shè)備，進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取、統(tǒng)計(jì)、分析。智能建造技術(shù)采用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、數(shù)字傳感等高新技術(shù)，準(zhǔn)確實(shí)時(shí)地獲取各類異常能耗數(shù)據(jù)，并利用人工智能技術(shù)分析并制定節(jié)能方案。

6結(jié)語

本文基于城市更新的特征與以人為本的建設(shè)要求，通過將城市更新全過程基于智能建造關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用，進(jìn)一步提升設(shè)施設(shè)備管理能力，減少建筑信息在各個(gè)階段的損失，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維信息的數(shù)據(jù)一體化。城市更新的本質(zhì)是為讓人們的生活變得更加美好，智能建造關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用本質(zhì)上是服務(wù)于人的需求體現(xiàn)。我國(guó)未來城市更新的建設(shè)方向應(yīng)在面對(duì)各種復(fù)雜環(huán)境進(jìn)行更新時(shí)，合理地利用智能建造全周期的關(guān)鍵技術(shù)，建設(shè)綠色可持續(xù)的現(xiàn)代化智慧小區(qū)，進(jìn)一步推進(jìn)城市更新的良性發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]曾妮紅，劉江.傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在城市更新建筑量快速獲取中的應(yīng)用[J].北京測(cè)繪，2019，33（5）：498-501.

[2]毛超，彭窯雁.智能建造的理論框架與核心邏輯構(gòu)建[J].工程管理學(xué)報(bào)，2020，34（5）：1-6.

[3]劉子逸.大數(shù)據(jù)背景下的智慧城市管理系統(tǒng)的構(gòu)建研究[J].智能城市，2021，7（2）：51-52.

[4]包勝，楊淏欽，歐陽笛帆．基于城市信息模型的新型智慧城市管理平臺(tái)[J]．城市發(fā)展研究，2018，25（11）：50-57+72．

[5]袁勝強(qiáng)，胡程，歐陽君濤．智慧城市云平臺(tái)構(gòu)建研究[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2018，10（1）：22-26．

作者:董宇婷 余佳 單位:南京理工大學(xué)紫金學(xué)院