什么是数字建造？方法有哪些？主流技术介绍

1、数字建造

数字建造是从制造业引入建造业的概念，是指利用计算机或智能设备进行建造与施工，是数字技术体系与工程建造的有机集成，是在当前背景下工程建造行业寻求发展的一种模式。在实现建筑元素数字化的基础上，通过按照一定的标准和规范建模，网络交互、视觉认知、以及智能化决策支持，实现数字建造管理模式下的工程项目决策、设计、建造管理、运维的高度集成化和协同化管理，不断升级产业结构、优化工程建造管理动态过程，为用户提供以人为本、可持续发展的工程数字产品和服务。数字建造不仅仅是工程建造技术的变革创新，更将从产品形态、建造方式、经营理念、以及行业管理等方面重塑建筑业。

2、数字建造方法

(1)断面(Sectioning)

通过“放样”的手法将多个曲线边界过渡相接形成剖面，加工处理若干剖断面平滑连接，再利用计算机将一系列非线性断面的尺寸、轮廓和节点通过三维模拟控制形体的生成，最终拼装完成预计的完整建筑形体框架。放样(Lofting)与断面(sectioning)的结合应用，以及计算机建模的普遍应用，是构成完整形体的重要手段，也是数字建造的一种重要方法，即断面叠加。

(2)嵌片(Tessellating)

在完整曲面轮廓线上插入若干个细分点，拆分成便于加工的非标准化的近似面，通过计算机对近似面的细分单元进行逐次编号，在工厂加工生产后运送到现场按顺序进行拼装。这些编码后的信息可以在设计过程中进行优化，以最佳的方式排布和划分在板材上，合理减少材料用量。嵌片的形式不单一，可以是面的拼贴、或是线的围合，只要达到紧密拼合构成预定形状即可。嵌片这种建造方法在一定程度上解决了非标准化制造问题，可以应用于工程曲面形式的建造。

(3)折叠(Folding)

折叠使平面变成三维，然而作为一种材料技术，折叠并不局限于作为一个二级系统来表达更大的建筑图。这是一种强大的技术，不仅用于制作形式，而且用于创建几何结构。折叠材料的操作也是一种生成设计工具，在数字建造过程中得到了普及。

(4)轮廓线(Contouring)

在建筑行业中，许多建筑产品可能都是光滑平整且有一定厚度的，但本质上它们是二维平面。轮廓是一种技术，重塑这个表面，并创建一个剔除连续材料层的三维浮雕。可以理解为这是一个减法过程，类似于按规定的模式雕刻。

(5)成型加工(Forming)

成型这种技术最常见的用途是批量生产产品，因为成型采用了一种内在的经济手段，即从少量的模具或形式中产生多个部分。在建筑物中，这属于建筑构件的范畴，如硬件、立面板和窗框。当然，对于预制板、结构构件、建筑装饰、现浇板、墙体，甚至整个建筑来说，建筑施工也采用了更大的规模和更低的再现性。因此，成型在建筑行业是普遍存在的。

3、数字建造技术分类

数字建造技术，是在建造技术数字化的发展中，以数据处理、云计算、虚拟现实、数据库、数字控制、人工智能、BIM 技术等现代通用的信息技术为基础，以互联网、物联网等数字建造领域技术为支撑，全面应用于建筑领域的开发、规划、设计、施工管理、运营管理的全过程，使建筑产品的开发和生产向着智能化、精细化、系统化和数字化的方向发展，从而实现数字建造过程的协同化管理，推动建筑产业的工业化、服务化、和平台化变革。当前，关键的数字建造技术包含以下几种：

(1)数控机床技术(CNC)

数字控制是用数字化信号对机床各运动部件在加工过程中的活动进行控制的一种方法，简称数控(NC)，数控机床以数控系统①作为内置机构，依靠程序控制指令，对程序进行编码及译码，自动地按给定的程序进行建筑构件的加工，其可对工业材料如金属、塑料等进行切削、铣削、打磨、钻孔等，进而生产加工出所需要的建筑构配件。

(2)机器人建造技术

随着时代的进步与发展，建筑业对复杂结构建筑形态精准呈现的需求逐渐提升，需要高精尖技术去实现建造，而机器人建造技术具有精准高效性、人机互动性、数字技术与信息技术相容性等特点，能够更好地去实现高标准的要求转化。数字建造中的机器人建造技术通过建造的过程对传统手工艺建造中关于细部的刻画，加上计算机程序操作体现出的建造的精准性，从整体层面上传达出一种建造的美感。

(3)3D打印技术

3D打印技术是一种在计算机控制下，以数字模型文件为基础，通过粉末状金属或塑料等可黏贴材料，根据材料堆积法则来构造物体的技术，是快速成型技术(Rapid Prototyping Manufacturing, RPM)之一，也被称为“增材建造”(Additive Construction)。同时它具有很多优势，比如更高的结构效率、几何自由度和个性化，减少材料消耗与浪费、简化设计-建造过程等。3D打印技术可打印更加复杂的模具，然后进行浇筑，解决我们结构中的一些特殊要求。

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