一种基于构件分类和组合的建筑协同构建系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于构件分类和组合的建筑协同构建系统和方法，本发明专利技术中，房屋是由各类构件组成的，用构件进行结构体、围护体、内装修、设备的设计和组合，即用构件限定空间、形成性能、实现功能，进而对构件进行艺术和人文化的装饰，使房屋具备人文属性，成为建筑。该方法基于房屋是由各类构件组合而成的定义，首先构建房屋构件分类系统库，然后根据拟建房屋的建造和设计要求，按照以下流程进行构件选择和建筑设计。本发明专利技术推进了建筑工业化、信息化，实现了基于建筑、结构、材料、装饰、设备、能环构件工业化生产的建筑协同构建系统和模式，能够优化房屋的设计、生产、装配、建造、维修、拆除流程，并使得整个工程项目管理更加高效、精准。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于建筑设计和建造领域，涉及一种基于构件分类和组合的建筑协同构建系统和方法。
技术介绍
房屋的建造方法，是指导建筑施工并保证建筑设计按照相关要求顺利实现的关键性技术手段和方法。在建筑设计，建造，施工，管理，维护，拆除的建筑全寿命周期是至关重要的环节，承载着工程质量和进度，承载着生命，财产安全。在很大程度上标志着工程建设和技术装备的先进程度。房屋的设计方法，是指建筑师在拿到项目任务书后，根据要求，将其转变为建筑方案图纸的技术手段和方法。建筑设计是建筑建造，施工，管理，维护，拆除的建筑全寿命周期中是最开始的一步，设计的合理与否直接决定着后续的建造，施工，管理等各个环节能否顺利开展。目前房屋的设计流程可以总结为，建筑师拿到项目任务书，在与甲方的沟通中，根据要求，结合个人的专业技能，最终形成建筑方案。设计是人们有意识，有目的地寻求尚不存在的事物进行专利技术和创造的过程。由此可见意识很难捕捉和参照的，而不同建筑师面对不同的设计要求，意识活动也是千差万别，通常依靠积累项目经验，提高审美素养，完善和扩充设计手段和技能来保证建筑方案的合理。目前房屋的建造流程可以总结为，在建筑方案敲定后，建筑师或设计单位出具建筑施工图纸并交付给建筑施工单位，施工图纸的交付通常标志着房屋建造过程的开始，施工图纸是指导房屋建造的依据。目前的房屋建造方法，采取的是施工单位指派项目工地负责人对施工图纸进行解读，匹配符合施工图要求的建筑材料，采购相应的房屋构件，并将其分配给相应的工种班组，在房屋的建造过程中由项目工地负责人负责协调并组织相关的施工工作，进而确保房屋按照最初建筑施工图的要求建成和交付使用。我国目前的房屋设计建造方法，存在如下的问题：一、房屋设计建造方法没有实现房屋的全寿命周期质量保障目前房屋的设计与建造流程并没有有效实现建筑全寿命周期的理念和控制方法，没有完善、有效、系统的控制房屋的设计、建造、施工、维护、拆除各个流程的技术手段和方法。以设计建造方法为例，施工单位在拿到建筑施工图纸以后，在实际建造与施工过程中，可能遇到各种不能参照施工图纸解决的棘手问题，在这种情况下，为了保证项目顺利的建造和施工，项目负责人通常会根据自己的施工经验对施工图纸进行调整，带来的后果就是调整的越多，建造的结果离房屋的设计初衷越远，宏观上来说，缺乏有效控制房屋设计和建造本身的载体和方法，更缺乏有效控制房屋设计和建造流程之间的载体和方法，微观来说，其一建筑师自身对房屋的建造和施工工艺相关的知识匮乏，导致在房屋施工图纸的绘制过程中与实际的房屋建造和施工工艺脱节，不得不使项目负责人在现场临时调整，其二目前的房屋的施工图纸通常是依靠建筑师个人或建筑设计单位完成，深度停留在静态的建筑施工细部说明的层面上，对房屋建造和施工工艺并没有做阐述和说明，而在这个过程中，施工单位通常也无法介入，从而造成脱节的问题，在整个设计建造过程中，缺乏系统性。二、房屋设计建造流程管理混乱，房屋质量难以保证通常在房屋的建造过程中，由项目的工地负责人对建造过程，施工工艺进行组织协调和质量把控，分配施工图纸给相应的工种班组，而在建造工程中如果遇到建筑施工图不能很好的指导建造的情况下，项目负责人通常依靠个人的项目工地经验进行现场补救，所带来的问题就是施工管理效率低下，建造过程不可控，施工质量得不到保证。从施工人员的角度来说，建筑业是劳动密集型行业，就业容量大，这一特征使建筑业成为接纳农村劳动力的重点行业，大批进城务工人员专业水平较低，整体素质较低，教育程度较低，工作时间长，超负荷左右现象严重，这种现状目前没有有效的手段和方法来改变，施工人员作为建造过程中重要的参与者和实施者，在目前这种情况下，并不能很好的保证房屋的施工质量，建造过程中施工质量完全依靠劳动者在项目负责人的统筹管理下，依靠个人的质量意识和技术水平，完成建造过程，然后在这种情况下，施工质量是难以保证的。目前房屋设计大量依据的是各种相关建筑规范，房屋建造和施工大量的依据是各种技术规程。在实际工程项目中很难完全遵从，不管是项目的工地负责人，还是施工人员，不同的个体的经验和专业水平参差不齐，这也导致了目前房屋的设计与施工之间缺少一个重要环节，也导致房屋整个设计与建造过程具有主观性，随意性，不可控性，从而产生上面提到的问题。解决上述一系列问题的根本方法在于找到一种能将设计过程中的意识、经验、修养、专业技能，建造过程中的意识、经验、专业技能转变为一种可以捕捉的、标准化的、程式化的流程设计与建造方法，旨在有依据、有标准、科学和高效的开展房屋的设计建造工作。这就要求转变在设计和施工中仅参照规范和规程的设计和建造模式，转变为在设计和施工的前端，就采用协同构建系统，选择符合规范和规程的产品来进行设计和建造模式。三、房屋造价难以控制，依据图纸的项目预算与实际花费出入较大目前的设计与建造方法，通常工程的项目的估算依据是项目各个专业相关的技术图纸，如建筑方案图纸，建筑施工图纸等，目前的图纸存在两大问题：1在整个工程项目的设计、建造、施工、管理过程中，图纸存在盲点，并不能作为造价控制的完整依据。2在工程项目的设计、建造、施工、管理过程中，经常会在现场遇到各种调整问题，在处理问题的过程当中，会产生无法估算的机动费用，导致工程项目造价难以控制。综上所述，目前房屋建造过程中存在的问题可总结为：相关技术图纸的运用方式是“边建造边修改”；工程项目管理方式是“边组织边协调”；遇到技术问题的处理方式是“边处理边施工”。可以看出，这种模式下的工程项目在进展过程中无法提前预测问题，无法有效处理问题，解决问题的总体方式是“遇到什么处理什么”，继而产生上面提到的三大问题。而这三大问题产生的根本原因是房屋的设计和建造过程缺乏系统性，以及和房屋其它全寿命周期相关流程(维护，拆除，再利用)的关联性，缺乏有效控制房屋全寿命周期中各个流程的关键性技术手段和方法。
技术实现思路
技术问题：本专利技术提供一种实现了基于建筑、结构、材料、装饰、设备、能环构件工业化生产的建筑协同构建系统和模式，能够优化房屋的设计、生产、装配、建造、维修、拆除流程，并使得整个工程项目管理更加高效的基于构件分类和组合的建筑协同构建系统和方法。本专利技术中，基于构件分类系统库的建筑设计和建造流程更加标准化、理性化、科学化，减少现行各专业之间(以及专业内部)由于沟通不畅或沟通不及时导致的错、漏、碰、缺，提升工作效率和质量，从而实现房屋工程项目的协同设计、协同建造。技术方案：本专利技术的基于构件分类和组合的建筑协同构建方法，包括以下步骤：步骤1构建房屋构件分类系统库：查找并搜集所有符合相应规范和技术规程的房屋构件的技术资料，所述技术资料包括房屋构件的类型图纸、技术图纸、产品说明书、制备工艺及施工工艺，将每个房屋构件的技术资料组成一个构件信息，并对所有构件信息逐个进行特异性编码，然后用所有构件信息及其特异性编码组成房屋构件分类系统库；步骤2根据拟建房屋的建造和设计要求，按照以下流程进行构件选择和方案设计：1)根据结构设计要求，从房屋构件分类系统库中选择结构构件，进行结构体设计；2)从房屋构件分类系统库中选择围护结构，进行空间单元的限定和设计；3)从房屋构件分类系统库中选择性能构件，将其与空间单元结合，得到具有性能的空间单元；4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于构件分类和组合的建筑协同构建方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1构建房屋构件分类系统库：查找并搜集所有符合相应规范和技术规程的房屋构件的技术资料，所述技术资料包括房屋构件的类型图纸、技术图纸、产品说明书、制备工艺及施工工艺，将每个房屋构件的技术资料组成一个构件信息，并对所有构件信息逐个进行特异性编码，然后用所有构件信息及其特异性编码组成房屋构件分类系统库；步骤2根据拟建房屋的建造和设计要求，按照以下流程进行构件选择和方案设计：1)根据结构设计要求，从房屋构件分类系统库中选择结构构件，进行结构体设计；2)从房屋构件分类系统库中选择围护结构，进行空间单元的限定和设计；3)从房屋构件分类系统库中选择性能构件，将其与空间单元结合，得到具有性能的空间单元；4)根据各类建筑的设计原则和功能要求，对所述空间单元进行组合与布局，从而得到建筑整体构建方案模型；步骤3如果步骤2得到的建筑整体构建方案模型满足建造、性能、功能、审美以及相关规范的要求，则记录所选构件的特异性编码，并按照所选构件的组装过程对所选构件的特异性编码进行排序，形成与房屋构建相匹配的特异性编码序列，完成建筑整体构建方案模型；否则，进入步骤4；步骤4查找出导致建筑设计方案模型不满足要求的房屋构件，研发并设计新房屋构件，得到新房屋构件的类型图纸、技术图纸、产品说明书、制备工艺及施工工艺，用所述新房屋构件替代不满足要求的房屋构件，再重新进行构件选择和构建方案模型设计，如果新的建筑整体构建方案模型仍不满足建造、功能、性能、审美以及相关规范的要求，则调整新的建筑整体构建方案模型，直至满足建造、功能、性能、审美以及相关规范的要求；步骤5对新构件信息逐个进行特异性编码，并用新房屋构件及其特异性编码更新房屋构件分类系统库，最后按照所选构件的装配和组装过程对所选构件的特异性编码进行排序，形成与房屋设计相匹配的特异性编码序列，即得到建筑整体构建方案模型。...

【技术特征摘要】
1.一种基于构件分类和组合的建筑协同构建方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1构建房屋构件分类系统库：查找并搜集所有符合相应规范和技术规程的房屋构件的技术资料，所述技术资料包括房屋构件的类型图纸、技术图纸、产品说明书、制备工艺及施工工艺，将每个房屋构件的技术资料组成一个构件信息，并对所有构件信息逐个进行特异性编码，然后用所有构件信息及其特异性编码组成房屋构件分类系统库；步骤2根据拟建房屋的建造和设计要求，按照以下流程进行构件选择和方案设计：1)根据结构设计要求，从房屋构件分类系统库中选择结构构件，进行结构体设计；2)从房屋构件分类系统库中选择围护结构，进行空间单元的限定和设计；3)从房屋构件分类系统库中选择性能构件，将其与空间单元结合，得到具有性能的空间单元；4)根据各类建筑的设计原则和功能要求，对所述空间单元进行组合与布局，从而得到建筑整体构建方案模型；步骤3如果步骤2得到的建筑整体构建方案模型满足建造、性能、功能、审美以及相关规范的要求，则记录所选构件的特异性编码，并按照所选构件的组装过程对所选构件的特异性编码进行排序，形成与房屋构建相匹配的特异性编码序列，完成建筑整体构建方案模型；否则，进入步骤4；步骤4查找出导致建筑设计方案模型不满足要求的房屋构件，研发并设计新房屋构件，得到新房屋构件的类型图纸、技术图纸、产品说明书、制备工艺及施工工艺，用所述新房屋构件替代不满足要求的房屋构件，再重新进行构件选择和构建方案模型设计，如果新的建筑整体构建方案模型仍不满足建造、功能、性能、审美以及相关规范的要求，则调整新的建筑整体构建方案模型，直至满足建造、功能、性能、审美以及相关规范的要求；步骤5对新构件信息逐个进行特异性编码，并用新房屋构件及其特异性编码更新房屋构件分类系统库，最后按照所选构件的装配和组装过程对所选构件的特异性编码进行排序，形成与房屋设计相匹配的特异性编码序列，即得到建筑整体构建方案模型。2.根据权利要求1所述的基于构件分类和组合的建筑协同构建方法，其特征在于，该方法还包括步骤6，具体内容为：基于最终得到的特异性编码序列，装配、组装包括墙、柱、梁、板在内的结构构件，并将所述结构构件进行整体装配施工，得到建筑结构体。3.根据权利要求2所述的基于构件分类和组合的建筑协同构建方法，其特征在于，所述步骤6中，按照以下方式进行结构构件的装配、组装和整体装配施工：采用分级装配的工艺，将所选择的房屋构件装配成预制剪力墙钢筋笼构件、预制柱钢筋笼构件、预制梁钢筋笼构件、预制楼板钢筋笼构件，然后根据设计和施工要求，将所述预制剪力墙钢筋笼构件、预制柱钢筋笼构件、预制梁钢筋笼构件、预制楼板钢筋笼构件分别吊装至施工工位并组合拼接为预制组合钢筋笼构件，浇筑混凝土后，得到现场成型钢筋混凝土结构体。4.根据权利要求1所述的基于构件分类和组合的建筑协同构建方法，其特征在于，所述特异性编码是赋予每个房屋构件一个唯一的编码，具体内容为：首先将房屋构件划分成四类，每一类构成一种构件库，分别为结构构件库、围护结构构件库、内部装修与性能构件库、装备库，并分别给每个子构件库一个特异性编码，分别形成结构构件基本码、围护结构基本码、内部装修与性能构件基本码、装备基本码；所述结构构件库包括梁、板、柱、剪力墙、连接件及加固件，所述围护结构构件库包括外围护构件和内分隔构件，所述内部装修与性能构件库包括室内装修和水、暖、电、燃气设备及管线，所述装备库包括各种施工装备、工装工具、转运装备、模板和支架系统。5.根据权利要求4所述的基于构件分类和组合的建筑协同构建方法，其特征在于，所述步骤1的特异性编码中，按照构件形成阶段不同，进一步将所述结构构件库、围护结构库、内部装修与性能构件库、装备库分别划分为两级或三级，即划分为一级子库和二级子库，或一级子库、二级子库和三级子库，并分别给一级子库赋予一个含有基本码的特异性编码，形成一级码，分别给二级子库赋予一个含有基本码和一级码的特异性编码，形成二级码，分别给三级子库赋予一个含有基本码、一级码和二级码的特异性编码，形成三级码；所述构件形成阶段包括工厂生产制作、吊装到工位之前装配、工位装配，对于划分为两级子库的情形，一级子库对应工厂生产制作，二级子库对应吊装到工位之前装配或工位装...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宏，张军军，丛勐，罗佳宁，张莹莹，王海宁，印江，冯世虎，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32