文｜本刊記者 陳昕

利用信息化技術(shù)進行深化設計，有效解決了傳統(tǒng)設計方法中預制構(gòu)件造型復雜、統(tǒng)計難、避讓難、工作量大等問題，使各環(huán)節(jié)減少錯漏、返工，合理規(guī)劃進度，從而節(jié)約了工程成本和周期，提升了工程質(zhì)量。

要實現(xiàn)裝配式建筑的前提條件就是構(gòu)配件的預制化。裝配式建筑中構(gòu)配件的預制化依舊可細分為以預制樓板、預制條板墻等土建結(jié)構(gòu)板塊的預制及機電管線及模塊化的預制。與傳統(tǒng)建造方式相比，裝配式建造方式對施工的計劃性和各部門的協(xié)調(diào)性提出了更高的要求，BIM 技術(shù)、虛擬現(xiàn)實等數(shù)字化技術(shù)為裝配式建筑提供了技術(shù)支撐。

預拼裝是作為檢查設計的合理性、驗證工藝的可靠性、檢核加工構(gòu)件的精確性、保證施工質(zhì)量的一種有效措施。傳統(tǒng)預拼裝往往采取已加工完成后構(gòu)件，在既選定場地進行預拼裝，其拼裝過程需要耗費大量的人力物力，其時間成本、經(jīng)濟成本低下，且存在安全風險。虛擬預拼裝是基于BIM 構(gòu)件模型，包括圖紙信息、物理數(shù)據(jù)、鋼筋信息、預埋件信息、預留孔洞信息等參數(shù)信息，借助BIM 應用軟件將各個構(gòu)件的安裝工藝在計算機中進行的預拼裝。

信息化支撐精準管理

與傳統(tǒng)實體預拼裝相比，基于BIM 技術(shù)的虛擬預拼裝可以極大的節(jié)約時間和成本，避免安全隱患。虛擬預拼裝可針對工程具體精度要求和特點分為兩種形式，一種是以設計圖紙為精確建?；A，另一種是以實際生產(chǎn)構(gòu)件為精確建?；A。前者適用于一般精度要求的工程，例如整體式裝配剪力墻工程或一般鋼結(jié)構(gòu)工程，對于大型復雜鋼結(jié)構(gòu)工程等，有較高的精度要求的工程可先采用以設計圖紙為精確建?；A。再采用以實際生產(chǎn)構(gòu)件為建?；A，前者與后者相比優(yōu)勢在于較大的節(jié)省時間成本，而后者較好的考慮了生產(chǎn)加工誤差對于施工效果的影響。

以北京市北汽順通路保障房項目為例，該項目由中建一局建設發(fā)展有限公司（以下簡稱“中建一局發(fā)展公司”）承建，為國家重點研發(fā)計劃綠色建筑和建筑工業(yè)化重點專項科技示范工程，地上建筑面積約9.2 萬m2，共包含7 棟裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)高層住宅及若干配套設施，各住宅單體預制率達到40%以上，裝配率達到60%以上，主要預制構(gòu)件類型包括預制夾心外墻、預制內(nèi)墻、預制疊合板、預制空調(diào)板、預制樓梯、預制外墻角模等，預制構(gòu)件總計540 種22464 件。

由于各類構(gòu)件總數(shù)較大，各專業(yè)條件較復雜，應用傳統(tǒng)二維設計模式不能很好地適應深化設計的龐雜工作，也無法直觀的判斷碰撞、沖突情況。各類預制構(gòu)件連接節(jié)點較為復雜，二維技術(shù)交底考驗作業(yè)人員的想象力和工程經(jīng)驗，不利于工程的開展。此外，工廠及施工現(xiàn)場堆放構(gòu)件量大，人工很難合理的規(guī)劃生產(chǎn)進度與運輸、堆放進度，一旦出現(xiàn)問題也很難進行責任追溯。

針對上述難點，該項目在建設過程中應用了Autodesk Revit、Revit Live、Navisworks、裝配式混凝土建筑施工管理平臺等系統(tǒng)軟件，有針對性地解決項目困難。

具體來看，Autodesk Revit 系統(tǒng)是美國Autodesk公司一套系列軟件，該系列軟件可幫助設計師構(gòu)建詳盡的建筑信息模型，幫助設計師設計、建造和維護質(zhì)量更好、能效更高的建筑。中建一局發(fā)展公司自2014 年開始依托該系統(tǒng)進行裝配式建筑深化設計的研究，并形成了自主研發(fā)的三維參數(shù)化構(gòu)件、鋼筋、預埋件族庫，建立了基于BIM 進行預制構(gòu)件深化設計的工作方法。在裝配式混凝土建筑施工領域，該系統(tǒng)可用于預制構(gòu)件的精細深化設計、構(gòu)件碰撞檢查、三維展示等，

Revit 系統(tǒng)則能夠精確地再現(xiàn)設計意圖，準確模擬四維施工進度，超前實現(xiàn)施工項目的可視化。中建一局發(fā)展公司自2014 年開始將該系統(tǒng)應用于裝配式混凝土建筑施工領域，可用于預制構(gòu)件校核、模擬施工、三維展示等。同年，中建一局發(fā)展公司還將Revit Live 系統(tǒng)用于遠程同步VR 展示等。

裝配式混凝土建筑施工管理平臺為中建一局發(fā)展公司自行開發(fā)，自2017 年起在公司各裝配式項目推廣應用。該平臺能夠?qū)⒉杉降臄?shù)據(jù)進行整合，提取有用信息，并使各部門能夠順暢地進行信息交流，方便不同企業(yè)對工業(yè)化項目設計、深化、施工全過程的進度、質(zhì)量、安全和人員配置等進行實時監(jiān)測和精準管理，實現(xiàn)不同企業(yè)不同過程不同階段的協(xié)同工作。同時，通過管理平臺大數(shù)據(jù)的整合分析，實現(xiàn)對施工質(zhì)量、安全等各項工作的持續(xù)改進。

深化設計 模擬施工

北京市北汽順通路保障房項目施工全過程采用了信息化技術(shù)。在裝配式建筑深化設計階段，深化設計，利用Revit 平臺高效、高質(zhì)的完成預制構(gòu)件的深化設計，在三維空間精確完成構(gòu)件內(nèi)的鋼筋與埋件的布置和避讓。

預拼裝和碰撞檢查。將在Revit 軟件中制作的預制構(gòu)件模型導入到Navisworks 中拼裝進行碰撞檢查并生成報告，兩種軟件間可以一鍵互導，因此可以在發(fā)現(xiàn)問題后及時修改并進行復查。

構(gòu)件糾錯。在Navisworks 中對預制構(gòu)件進行校核，檢查構(gòu)件是否存在設計錯漏或缺陷。

在裝配式建筑施工階段，可視化交底，利用Navisworsks 生成施工模擬動畫對裝配式建筑工程進行全方位展現(xiàn)，對施工細節(jié)進行可視化的交底和方案論證，及時發(fā)現(xiàn)施工中存在或可能出現(xiàn)的問題。

可視化輔助施工。利用Revit Live 軟件進行沉浸式VR 展示，模擬裝配式建筑關鍵施工工藝和整體流程，精準展示各類型預制構(gòu)件安裝部位和安裝方式，更高效的幫助施工人員領會設計意圖。

同步交互。利用Revit Live 軟件展示功能和設計功能進行交互，項目部實時發(fā)現(xiàn)問題后通過Revit Live 反饋至總部Revit 中心模型，總部技術(shù)人員提出解決方案后及時對Revit 模型進行調(diào)整優(yōu)化，項目部人員再次開啟Revit Live 即可查看更新后的模型。

進度和質(zhì)量管理。利用裝配式混凝土建筑施工管理平臺快速將模型文件中包含的預制構(gòu)件信息錄入，并對預制構(gòu)件的深化設計、生產(chǎn)、運輸、安裝等過程的進度和質(zhì)量進行管控，所有信息均在平臺上體現(xiàn)，進度實時調(diào)控，嚴守質(zhì)量底線。

預制構(gòu)件管理。利用Revit 軟件和裝配式混凝土建筑施工管理平臺對預制構(gòu)件在施工現(xiàn)場存放的情況進行規(guī)劃和管理，保證在安全的情況下使施工現(xiàn)場可以堆放足夠的預制構(gòu)件以滿足快速施工的要求，當堆放構(gòu)件不足或過量時及時通知構(gòu)件廠改變發(fā)貨量。

信息化驅(qū)動質(zhì)量效率雙豐收

北京市北汽順通路保障房項目應用信息化技術(shù)使各環(huán)節(jié)減少錯漏、返工，合理規(guī)劃進度，從而節(jié)約了工程成本和周期，提升了工程質(zhì)量。

在深化設計階段，利用信息化技術(shù)進行深化設計，有效解決了傳統(tǒng)設計方法中預制構(gòu)件造型復雜、統(tǒng)計難、避讓難、工作量大等問題。和傳統(tǒng)設計方法相比，利用信息化技術(shù)進行深化設計工作效率提高55%以上，占用人力減少30%以上，由于人工干預減少，圖紙整體質(zhì)量大幅提升。

利用信息化技術(shù)對預制構(gòu)件進行預拼裝，單層累計發(fā)現(xiàn)鋼筋碰撞80 余處，發(fā)現(xiàn)設計未留洞、留槽30 余處，有效避免了施工現(xiàn)場返工和材料浪費，為項目節(jié)約工期約15 天，為項目節(jié)約直接成本近10 萬元，間接成本數(shù)十萬元。

利用信息化技術(shù)對預制構(gòu)件錯漏情況進行檢查，確保所有預留預埋位置準確無誤，最終施工現(xiàn)場未出現(xiàn)因預制構(gòu)件預留預埋缺漏導致延誤工期的情況。

在施工階段，通過可視化交底，幫助項目工程技術(shù)人員和一線工人更好更快地掌握新工藝、新技術(shù)，促進了項目在諸如套筒灌漿等關鍵技術(shù)節(jié)點的規(guī)范施工，達到了質(zhì)量與效率的雙豐收。

可視化輔助施工。幫助工人快速識別構(gòu)件位置和安裝流程，只需掃描構(gòu)件上的二維碼，即可在三維模型中查看該預制構(gòu)件的位置，避免了吊錯構(gòu)件、吊錯位置，相比不使用信息化技術(shù)，提高了吊裝效率約15%，平均每周減少塔吊吊次5%～10%，空出的吊次可用于吊裝模板、鋼筋等，進一步提高了施工效率。

同步交互。信息化技術(shù)幫助項目部和總部使用統(tǒng)一模型，避免了信息交互的延后性，更保證了信息的真實無損，本工程施工條件變更后，總部技術(shù)人員和項目部技術(shù)人員協(xié)同對模型進行修改，僅用很短的時間就完成了所有調(diào)整，有力保障了該項目的實施。

進度和質(zhì)量管理。預制構(gòu)件可通過信息化平臺全程追蹤，運輸者、驗收者、操作者均可實時查詢，保障質(zhì)量追溯的可行性；工程圖紙及時傳遞，所有信息詳盡準確，平臺對質(zhì)量缺陷零容忍，保障了工程品質(zhì)。生產(chǎn)、出廠、入場驗收、吊裝，每道工序均需掃碼登記確認，哪一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題、影響了工期一目了然，幫助項目及時、合理的調(diào)整進度計劃。

預制構(gòu)件管理。計算機輔助人腦進行預制構(gòu)件排布，讓項目能夠使用最小的面積放置足夠多的預制構(gòu)件；在預制構(gòu)件吊裝期間實時監(jiān)控，及時通知構(gòu)件廠調(diào)整生產(chǎn)計劃或運輸特定型號的預制構(gòu)件至施工現(xiàn)場，保證項目堆場內(nèi)至少存放有1 層所需的全部預制構(gòu)件，最終本工程未出現(xiàn)因缺少預制構(gòu)件影響工期的情況。