■ 楊 慧 Yang Hui
近年來(lái),全國(guó)各地的業(yè)內(nèi)人士都在談裝配式建筑,但很多業(yè)內(nèi)人士也常常將裝配式建筑概念混淆了。
裝配式建筑≠裝配式結(jié)構(gòu)≠建筑工業(yè)化≠建筑產(chǎn)業(yè)化≠PC建筑 。
裝配式建筑是一個(gè)系統(tǒng)工程,由結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、外圍護(hù)系統(tǒng)、設(shè)備與管線系統(tǒng)、內(nèi)裝系統(tǒng)四大系統(tǒng)組成,裝配式結(jié)構(gòu)是裝配式建筑的一部分。建筑工業(yè)化首次出現(xiàn)于聯(lián)合國(guó)經(jīng)濟(jì)事務(wù)部發(fā)表的《逐步實(shí)現(xiàn)建筑工業(yè)化的政府政策及措施指南》,其定義是,以工業(yè)化模式對(duì)建筑行業(yè)進(jìn)行改造,使建筑行業(yè)逐漸從傳統(tǒng)勞動(dòng)密集型的手工業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)型為社會(huì)化產(chǎn)業(yè)。裝配式建筑是建筑工業(yè)化的表現(xiàn)形式之一,但不完全等于建筑工業(yè)化。產(chǎn)業(yè)化主要是指生產(chǎn)工業(yè)化、市場(chǎng)化。工業(yè)化生產(chǎn)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的必要前提,通過(guò)產(chǎn)業(yè)化的順利實(shí)施可以提高建筑產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。產(chǎn)業(yè)化的最終目的是通過(guò)部件的生產(chǎn)工廠化、施工裝配化實(shí)現(xiàn)產(chǎn)銷供一體的產(chǎn)業(yè)鏈條,同時(shí)使用現(xiàn)代信息技術(shù)及管理手段,有效實(shí)現(xiàn)各個(gè)環(huán)節(jié)的流暢對(duì)接。建筑工業(yè)化是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化實(shí)施過(guò)程中的重要組成部分與必經(jīng)之路。裝配式建筑可以有各種材料和各種尺寸,鋼筋混凝土是裝配式建筑中的一種材料,簡(jiǎn)稱PC建筑,此外還有鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、輕鋼結(jié)構(gòu)的裝配式建筑。
綜上,裝配式建筑就是用預(yù)制部品部件在工地裝配而成的建筑,不應(yīng)該通過(guò)高大上的描述,為了趕潮流把裝配式建筑的內(nèi)涵搞混了。概念清楚,問(wèn)題和解決方式的途徑才能搞清晰,搞明白。裝配式建筑的發(fā)展要踏踏實(shí)實(shí),不忘初心,不趕時(shí)髦,直視推廣應(yīng)用中的問(wèn)題,依靠市場(chǎng)的自發(fā)調(diào)節(jié),參建各方的自發(fā)需求,促使裝配式建筑更好更快更穩(wěn)地發(fā)展。
本文以上海市閔行區(qū)為例,分析這些年來(lái)裝配式建筑的推廣與應(yīng)用。2014年4月,閔行區(qū)政府轉(zhuǎn)發(fā)了《關(guān)于本區(qū)進(jìn)一步推進(jìn)裝配式建筑發(fā)展的實(shí)施意見》,成立了推進(jìn)裝配式建筑發(fā)展聯(lián)席會(huì)議領(lǐng)導(dǎo)小組,分管副區(qū)長(zhǎng)任組長(zhǎng),區(qū)建設(shè)和管理委員會(huì)主任、區(qū)住房保障房屋管理局局長(zhǎng)為副組長(zhǎng),區(qū)發(fā)展改革委、區(qū)財(cái)政局、區(qū)規(guī)劃土地局、區(qū)行政服務(wù)中心為成員單位,聯(lián)席會(huì)議領(lǐng)導(dǎo)小組下設(shè)辦公室在區(qū)建設(shè)管理委。領(lǐng)導(dǎo)小組明確了各職能部門的職責(zé)分工,落實(shí)編制年度實(shí)施計(jì)劃、土地供應(yīng)征詢意見、加強(qiáng)審批和監(jiān)督管理、加大宣傳力度等具體工作,共同推進(jìn)裝配式建筑發(fā)展。
自聯(lián)席會(huì)議成立后,每年年初,分管副區(qū)長(zhǎng)在召開的全區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量安全工作大會(huì)上,都會(huì)強(qiáng)調(diào)大力推進(jìn)裝配式建筑發(fā)展,并就具體工作進(jìn)行部署。由建管委牽頭,每年年初均會(huì)對(duì)裝配式建筑落實(shí)情況進(jìn)行自查,并編制當(dāng)年度實(shí)施計(jì)劃;年中召開聯(lián)席會(huì)議,總結(jié)上半年推進(jìn)情況,部署下階段工作;每年一次對(duì)裝配式建筑、綠色建筑推進(jìn)情況聯(lián)合檢查。
目前,閔行區(qū)裝配式結(jié)構(gòu)在建在監(jiān)項(xiàng)目共9個(gè),實(shí)施裝配式建筑57.79萬(wàn)m2,其中公建23.32萬(wàn)m2,住宅34.47萬(wàn)m2。2017年度1~5月,已報(bào)建的裝配式建筑項(xiàng)目為17個(gè),實(shí)施裝配式建筑面積83.7萬(wàn)m2,已發(fā)放施工許可證的裝配式建筑項(xiàng)目7個(gè),實(shí)施裝配式建筑面積 33.75萬(wàn)m2。
根據(jù)2016年上海的政策,總建筑面積5 000 m2以上的新建公建、居住建筑,總建筑面積2 000 m2以上的新建工業(yè)廠房、配套辦公、研發(fā)項(xiàng)目都將實(shí)施裝配式建筑。
從上述信息能夠發(fā)現(xiàn),裝配式建筑在今后的項(xiàng)目上占比呈井噴式增長(zhǎng),已經(jīng)從面上推廣發(fā)展到量上的全覆蓋,估計(jì)到2019年,上海幾乎所有的在建土建項(xiàng)目都將實(shí)施裝配式建筑。
意識(shí)有待增強(qiáng)是認(rèn)識(shí)上的問(wèn)題,本文主要闡述開發(fā)商、設(shè)計(jì)單位、施工單位、構(gòu)件廠、物流企業(yè)在實(shí)施中面臨的主要問(wèn)題。社會(huì)化生產(chǎn)不夠成熟,建筑、結(jié)構(gòu)、安裝、裝修脫節(jié),設(shè)計(jì)、加工、裝配脫節(jié),技術(shù)、管理、市場(chǎng)脫節(jié),沒有形成一體化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的合力,產(chǎn)業(yè)鏈的整合明顯滯后于當(dāng)前建筑工業(yè)化快速發(fā)展的需求。傳統(tǒng)的承發(fā)包模式、組織方式、管理模式、流程制度使得參與方之間信息的交互存在障礙,無(wú)法及時(shí)交流共享。
裝配式建筑的產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)且环N社會(huì)化生產(chǎn)要素的集成,包括AEC。A、E、C是指建筑Architecture,工程設(shè)計(jì)Engineering,施工Construction。國(guó)內(nèi)的工程設(shè)計(jì)往往指的是水電、設(shè)備、結(jié)構(gòu)、裝修的設(shè)計(jì)。只有把建筑方案和工程設(shè)計(jì)中的這些領(lǐng)域有效結(jié)合,才能積極推動(dòng)裝配式建筑發(fā)展。AEC的實(shí)質(zhì),就是在設(shè)計(jì)階段要充分考慮后期會(huì)發(fā)生的相關(guān)需求,進(jìn)行無(wú)縫、有效、各專業(yè)之間的溝通和配合,形成有效的成果。這個(gè)成果不僅是圖紙、表格,更重要的是流程和制度。設(shè)計(jì)階段需要A和E的合理鏈接,有效溝通,為后階段的參與者所使用,A和E形成的實(shí)質(zhì)、成果才能真正支撐后面施工的順利完成。C包含了施工中生產(chǎn)和現(xiàn)場(chǎng)兩個(gè)環(huán)節(jié)的項(xiàng)目管理。A、E時(shí)考慮C的合理性、工期的有效性和價(jià)款的最優(yōu)化,C時(shí)考慮設(shè)備和建材采購(gòu)。A、E、C本身還有交互,需要?jiǎng)討B(tài)的信息傳遞與共享,才能滿足施工方案和設(shè)計(jì)要求的統(tǒng)一。
建筑信息模型(以下簡(jiǎn)稱“BIM”)技術(shù)是基于三維建筑模型的信息集成和管理技術(shù), 應(yīng)用于工程規(guī)劃、勘察、設(shè)計(jì)、制造、施工及運(yùn)營(yíng)維護(hù)等各階段,實(shí)現(xiàn)建筑全生命期各參與方和環(huán)節(jié)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)共享及協(xié)同。BIM技術(shù)平臺(tái),利用三維模型,直觀了解實(shí)際構(gòu)造,提出優(yōu)化意見;通過(guò)多專業(yè)協(xié)同,提前發(fā)現(xiàn)圖紙錯(cuò)誤,提高設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性;通過(guò)碰撞檢查,解決錯(cuò)漏碰缺,避免返工窩工;通過(guò)模擬工序,提前掌握各工序同步、搭接效果,提高施工效率;通過(guò)不斷錄入數(shù)據(jù)及修正模型,為運(yùn)營(yíng)維護(hù)提供參數(shù)基礎(chǔ)。同時(shí)BIM技術(shù)在規(guī)劃方面,還可以進(jìn)行外墻日照、戶內(nèi)日光、人流通道、入口位置、人員疏散等工作(圖1、2)。
以閔行區(qū)為例,2016年,已有兩個(gè)公建項(xiàng)目開始了裝配式建筑+BIM的應(yīng)用模索,值得注意的是,兩個(gè)項(xiàng)目都是設(shè)計(jì)未使用BIM技術(shù),而施工總包單位出于自發(fā)需求的應(yīng)用,主動(dòng)建模為施工服務(wù)。
圖1 BIM技術(shù)的全過(guò)程運(yùn)用
圖2 BIM的建設(shè)工程信息交互
(1)項(xiàng)目都非住宅類建筑,個(gè)性化的設(shè)計(jì)需求較難推行標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件,故而構(gòu)件種類較多,涵蓋了框梁、次梁、疊合板、樓梯、板、內(nèi)外墻板等,為確保預(yù)制構(gòu)件數(shù)量準(zhǔn)確無(wú)誤,項(xiàng)目都在設(shè)計(jì)圖紙清單、構(gòu)件廠數(shù)量清單基礎(chǔ)上增加了BIM構(gòu)件明細(xì)表,從而確保構(gòu)件數(shù)量準(zhǔn)確?;贐IM技術(shù)開發(fā)PC構(gòu)件的過(guò)程管理軟件,深化建?!㈨?xiàng)目PC構(gòu)件庫(kù)→移動(dòng)端查看→移動(dòng)端驗(yàn)收,從而實(shí)現(xiàn)全過(guò)程管理的可追溯(圖3)。
(2)通過(guò)BIM的三維建模,將現(xiàn)澆柱與預(yù)制梁連接部位鋼筋節(jié)點(diǎn)建成,并分析鋼筋綁扎最優(yōu)工序以提高施工效率。通過(guò)BIM構(gòu)件明細(xì)表分析各型號(hào)構(gòu)件重量、規(guī)格尺寸等信息,針對(duì)預(yù)制構(gòu)件吊裝技術(shù)方案進(jìn)行三維動(dòng)畫模擬,直觀清晰地展示方案的每道工序,在吊裝施工前,由項(xiàng)目管理人員對(duì)吊裝方案進(jìn)行審核,并提出優(yōu)化意見,確保吊裝作業(yè)高效合理進(jìn)行。
圖3 基于BIM的裝配式構(gòu)件管理程序
(3)有效解決了預(yù)制構(gòu)件碰撞問(wèn)題。施工總包單位為確保預(yù)制構(gòu)件現(xiàn)場(chǎng)吊裝施工的準(zhǔn)確性,在建模期對(duì)圖紙進(jìn)行審查校核,提前發(fā)現(xiàn)圖紙錯(cuò)誤之處并反饋設(shè)計(jì)院審核修改。通過(guò)BIM建模進(jìn)行碰撞檢查,發(fā)現(xiàn)構(gòu)件深化圖紙中錯(cuò)漏碰缺,并生成碰撞報(bào)告反饋設(shè)計(jì)院審核修改,確保預(yù)制構(gòu)件加工生產(chǎn)無(wú)誤,有效地減少了施工階段的錯(cuò)誤損失和返工,并利用碰撞優(yōu)化模型出施工圖指導(dǎo)施工(圖4)。
圖4 基于BIM的項(xiàng)目應(yīng)用流程
A、E、C的無(wú)縫鏈接形成有效的實(shí)質(zhì),BIM平臺(tái)的管理才能形成有效實(shí)質(zhì),BIM平臺(tái)真正的數(shù)據(jù)核心要通過(guò)A、E、C來(lái)實(shí)現(xiàn)。A、E、C交流實(shí)踐的結(jié)果能提供精細(xì)化的數(shù)據(jù),使得后端項(xiàng)目生產(chǎn)施工數(shù)據(jù)化、精細(xì)化管理成為可能。A、E、C構(gòu)成BIM平臺(tái)管理核心流程和內(nèi)容,只有真正實(shí)現(xiàn)通過(guò)A、E、C的無(wú)縫鏈接,有效保證信息傳遞,BIM才能真正落地。
國(guó)務(wù)院19號(hào)文《關(guān)于促進(jìn)建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見》提出,裝配式建筑原則上應(yīng)采用工程總承包方式。A、E、C的無(wú)縫對(duì)接和BIM技術(shù)的應(yīng)用將積極推動(dòng)工程總承包模式的發(fā)展,有利于項(xiàng)目統(tǒng)一管理,解決溝通、效率問(wèn)題,從而有效解決目前裝配式建筑在實(shí)施推進(jìn)應(yīng)用中的問(wèn)題。隨著裝配式建筑市場(chǎng)的逐步形成,EPC模式、AEC模式和BIM技術(shù)會(huì)使越來(lái)越多的建設(shè)單位自發(fā)選用,相信不久以后會(huì)進(jìn)入全面應(yīng)用階段。