什么是數字建造？方法有哪些？主流技術介紹

1、數字建造

數字建造是從制造業引入建造業的概念，是指利用計算機或智能設備進行建造與施工，是數字技術體系與工程建造的有機集成，是在當前背景下工程建造行業尋求發展的一種模式。在實現建筑元素數字化的基礎上，通過按照一定的標準和規范建模，網絡交互、視覺認知、以及智能化決策支持，實現數字建造管理模式下的工程項目決策、設計、建造管理、運維的高度集成化和協同化管理，不斷升級產業結構、優化工程建造管理動態過程，為用戶提供以人為本、可持續發展的工程數字產品和服務。數字建造不僅僅是工程建造技術的變革創新，更將從產品形態、建造方式、經營理念、以及行業管理等方面重塑建筑業。

2、數字建造方法

(1)斷面(Sectioning)

通過“放樣”的手法將多個曲線邊界過渡相接形成剖面，加工處理若干剖斷面平滑連接，再利用計算機將一系列非線性斷面的尺寸、輪廓和節點通過三維模擬控制形體的生成，最終拼裝完成預計的完整建筑形體框架。放樣(Lofting)與斷面(sectioning)的結合應用，以及計算機建模的普遍應用，是構成完整形體的重要手段，也是數字建造的一種重要方法，即斷面疊加。

(2)嵌片(Tessellating)

在完整曲面輪廓線上插入若干個細分點，拆分成便于加工的非標準化的近似面，通過計算機對近似面的細分單元進行逐次編號，在工廠加工生產后運送到現場按順序進行拼裝。這些編碼后的信息可以在設計過程中進行優化，以最佳的方式排布和劃分在板材上，合理減少材料用量。嵌片的形式不單一，可以是面的拼貼、或是線的圍合，只要達到緊密拼合構成預定形狀即可。嵌片這種建造方法在一定程度上解決了非標準化制造問題，可以應用于工程曲面形式的建造。

(3)折疊(Folding)

折疊使平面變成三維，然而作為一種材料技術，折疊并不局限于作為一個二級系統來表達更大的建筑圖。這是一種強大的技術，不僅用于制作形式，而且用于創建幾何結構。折疊材料的操作也是一種生成設計工具，在數字建造過程中得到了普及。

(4)輪廓線(Contouring)

在建筑行業中，許多建筑產品可能都是光滑平整且有一定厚度的，但本質上它們是二維平面。輪廓是一種技術，重塑這個表面，并創建一個剔除連續材料層的三維浮雕?？梢岳斫鉃檫@是一個減法過程，類似于按規定的模式雕刻。

(5)成型加工(Forming)

成型這種技術最常見的用途是批量生產產品，因為成型采用了一種內在的經濟手段，即從少量的模具或形式中產生多個部分。在建筑物中，這屬于建筑構件的范疇，如硬件、立面板和窗框。當然，對于預制板、結構構件、建筑裝飾、現澆板、墻體，甚至整個建筑來說，建筑施工也采用了更大的規模和更低的再現性。因此，成型在建筑行業是普遍存在的。

3、數字建造技術分類

數字建造技術，是在建造技術數字化的發展中，以數據處理、云計算、虛擬現實、數據庫、數字控制、人工智能、BIM 技術等現代通用的信息技術為基礎，以互聯網、物聯網等數字建造領域技術為支撐，全面應用于建筑領域的開發、規劃、設計、施工管理、運營管理的全過程，使建筑產品的開發和生產向著智能化、精細化、系統化和數字化的方向發展，從而實現數字建造過程的協同化管理，推動建筑產業的工業化、服務化、和平臺化變革。當前，關鍵的數字建造技術包含以下幾種：

(1)數控機床技術(CNC)

數字控制是用數字化信號對機床各運動部件在加工過程中的活動進行控制的一種方法，簡稱數控(NC)，數控機床以數控系統①作為內置機構，依靠程序控制指令，對程序進行編碼及譯碼，自動地按給定的程序進行建筑構件的加工，其可對工業材料如金屬、塑料等進行切削、銑削、打磨、鉆孔等，進而生產加工出所需要的建筑構配件。

(2)機器人建造技術

隨著時代的進步與發展，建筑業對復雜結構建筑形態精準呈現的需求逐漸提升，需要高精尖技術去實現建造，而機器人建造技術具有精準高效性、人機互動性、數字技術與信息技術相容性等特點，能夠更好地去實現高標準的要求轉化。數字建造中的機器人建造技術通過建造的過程對傳統手工藝建造中關于細部的刻畫，加上計算機程序操作體現出的建造的精準性，從整體層面上傳達出一種建造的美感。

(3)3D打印技術

3D打印技術是一種在計算機控制下，以數字模型文件為基礎，通過粉末狀金屬或塑料等可黏貼材料，根據材料堆積法則來構造物體的技術，是快速成型技術(Rapid Prototyping Manufacturing, RPM)之一，也被稱為“增材建造”(Additive Construction)。同時它具有很多優勢，比如更高的結構效率、幾何自由度和個性化，減少材料消耗與浪費、簡化設計-建造過程等。3D打印技術可打印更加復雜的模具，然后進行澆筑，解決我們結構中的一些特殊要求。

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