夏運生 馬三蕊

（黃河交通學(xué)院， 河南 焦作 454950）

0 前言

中國作為全球最大的發(fā)展中國家，儼然已經(jīng)成為全球的經(jīng)濟發(fā)展引擎。中國的建筑也發(fā)展那是突飛猛進，碾壓全球各個國家。我國房屋建設(shè)，路橋建設(shè)、地鐵建設(shè)、鐵路建設(shè)等等都給世界樹立了標(biāo)桿。據(jù)統(tǒng)計，每年我國建筑業(yè)水泥、鋼材的使用量已經(jīng)快占到全球消耗量的二分之一。如此大的工程建設(shè)體量對工程建設(shè)的效率和質(zhì)量是要求非常高的。裝配式混凝土建筑就應(yīng)運而生，它具有環(huán)保、效率高、質(zhì)量好等許多優(yōu)點，但裝配方案的選擇至關(guān)重要。一旦裝配方案錯誤就會造成人力、物力、資源、時間等等的巨大浪費，因此混凝土裝配式建筑施工前的裝配方案設(shè)計、評估很重要。

1 裝配式建筑設(shè)計方案國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

裝配式建筑設(shè)計施工方案關(guān)系到整個工程項目的造價和進度。國外建筑學(xué)家Shadram 等人設(shè)計了一個基于BIM 的方案評估方法，是根據(jù)建筑工程項目材料質(zhì)量和項目運行使用情況來綜合評判各種設(shè)計方案，找到多種因素的一個平衡點去選擇最佳裝配方案，以達到工程質(zhì)量最優(yōu)，項目生命周期最長的目的。我國田東等建筑師，則以預(yù)制構(gòu)件的造型設(shè)計為起點，繼而分析裝配式混凝土預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)效率、施工質(zhì)量以及建造成本和產(chǎn)出等因素，最終得出最優(yōu)裝配方案。

2 裝配式混凝土建筑裝配方案的重要指標(biāo)

2.1 預(yù)制程度

我國政府對裝配式混凝土裝配方式很重視，對工程項目的裝配式施工進行了多維度的要求。比如政府要求工程項目的裝配數(shù)量和規(guī)模達到多少，對新建工程的裝配率和預(yù)制率需要達到多少比例。對于裝配式建筑而言,其中裝配預(yù)制程度是建筑項目的重要指標(biāo)。按照不同工程類別，不同地區(qū)對工程裝配預(yù)制程度要求也不同。目前有些省份對項目的裝配預(yù)制率要求從15%-30%不等，今后可能會要求達到50%以上。為了鼓勵裝配式建筑預(yù)制率，政府也給予各個項目一定補貼和優(yōu)惠，甚至政府強制要求項目必須達到裝配預(yù)制率達到多少，否則項目就不予審批和通過。這樣顯而易見，我國政府對裝配式建筑的預(yù)制率還是非?？粗氐?，預(yù)制程度是裝配式建筑的重要指標(biāo)之一。

2.2 可持續(xù)性

裝配式建筑要與當(dāng)前經(jīng)濟社會發(fā)展相適應(yīng)，在建筑物全生命周期內(nèi)遵循現(xiàn)代可持續(xù)發(fā)展理念，結(jié)合建筑技術(shù)、社會現(xiàn)狀、生態(tài)環(huán)境和制造成本等多個維度建立起一套科學(xué)合理的裝配方案選擇體系?？沙掷m(xù)裝配方案選擇的指標(biāo)體系,可以從定量數(shù)據(jù)和定性指標(biāo)兩個方面獲得，定量方面就是通過數(shù)據(jù)計算和分析得出方案選擇的結(jié)論；定性方面則通過建筑物性能、生命周期、安全性等方面來衡量。定性的指標(biāo)不同定量的指標(biāo)，定性指標(biāo)可以人為判斷和評估。針對不同建筑工程項目我們采用要求專業(yè)內(nèi)國家權(quán)威專家、學(xué)者、主管部門進行專業(yè)評估。評估的對象有很多，對于和建筑工程項目相關(guān)的企業(yè)及產(chǎn)品都要進行評估，比如項目設(shè)計單位、零部件供應(yīng)商、混凝土生產(chǎn)商、施工單位及其他們所生產(chǎn)的商品都要進行評估。因為評估內(nèi)容涉及方面廣，所以專家組成員也涉及各個行業(yè)，是來自于不同領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人才，都屬于業(yè)內(nèi)專家。這樣每位專家給出的評估結(jié)果都是最權(quán)威的，根據(jù)各個專家的評估分值進行權(quán)重配比，最終得出的定性指標(biāo)絕對是當(dāng)今科學(xué)技術(shù)水平下最合理的一個結(jié)論。首先,要求我們?nèi)娴慕o專家們提供混凝土裝配工程的詳盡資料和可供選擇的裝配方案以及工程要求的關(guān)鍵性指標(biāo)，作為工程定性指標(biāo)的初始基本要求。其次,專家們在評估過程中，他們會根據(jù)他們的專業(yè)知識和從業(yè)經(jīng)驗對定性指標(biāo)給以專業(yè)建議，進而會針對具體工程項目給出標(biāo)準(zhǔn)性評價數(shù)據(jù)，讓定性指標(biāo)更具有科學(xué)性，更有利于混凝土裝配方案的優(yōu)化和選擇。最后,雖然混凝土裝配方案是按照性指標(biāo)進行評估的，但結(jié)合數(shù)據(jù)的采集、分析、比較,采用區(qū)分定量矩陣方法發(fā)現(xiàn)冗余的關(guān)鍵性指標(biāo)并對其進行相關(guān)定量指標(biāo)的分析和優(yōu)化,得到裝配式建筑裝配方案的各個關(guān)鍵性初始評價指標(biāo),并通過使用資料和條件評價信息等方法確定各個關(guān)鍵性指標(biāo)的權(quán)重。經(jīng)濟維度的指標(biāo)直接反映了建筑項目對利益相關(guān)者的經(jīng)濟影響,以及對當(dāng)?shù)?、全國以至全球?jīng)濟的影響。經(jīng)濟維度指標(biāo)是通過查詢建筑項目的財務(wù)指標(biāo)或者非財務(wù)指標(biāo)獲得,以了解裝配式混凝土建筑從建造、維護到處置回收的全生命周期過程中,該裝配式建筑的利益相關(guān)者的資金流動以及對社會的主要經(jīng)濟影響。社會維度是指在可持續(xù)發(fā)展理念的底線,社會層面是指裝配式混凝土建筑在規(guī)劃、建設(shè)和使用情況過程中的社會責(zé)任履行情況,及其對企業(yè)、社區(qū)和社會的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生的影響。對于企業(yè)來說,企業(yè)履行社會責(zé)任能夠使企業(yè)更好的協(xié)調(diào)與當(dāng)?shù)厣鐣?、?dāng)?shù)鼐用竦年P(guān)系,為企業(yè)提供更好的發(fā)展環(huán)境,這是社會與企業(yè)共同可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵途徑。

3 裝配方案支持系統(tǒng)軟件實現(xiàn)

裝配方案的最優(yōu)化方案選擇離不開數(shù)學(xué)、管理學(xué)、建筑學(xué)、統(tǒng)籌學(xué)、信息技術(shù)等多門學(xué)科，只是計算機信息技術(shù)為用戶數(shù)據(jù)分析和模型建立提供了重要支持。裝配式混凝土建筑裝配方案支持系統(tǒng)用途在于幫助設(shè)計人員分析裝配混凝土建筑可持續(xù)性等多項指標(biāo),并根據(jù)實際工程情況幫助者獲取最優(yōu)裝配方案。從中可以看出該裝配方案軟件支持系統(tǒng)主要包含三方面：

3.1 參考數(shù)據(jù)

系統(tǒng)軟件在進行數(shù)據(jù)分析時候，必須有大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可以比較，數(shù)據(jù)越多，越真實，比較分析出的結(jié)論就越準(zhǔn)確。這就需要裝配方案體系設(shè)計人員搜集大量的相關(guān)數(shù)據(jù)導(dǎo)入到軟件系統(tǒng)中，經(jīng)過系統(tǒng)軟件比較分析得出正確決策。整個決策過程如圖1 所示：

圖1 裝配方案決策流程

3.2 模型庫的建立

混凝土裝配方案的模型建立過程是個復(fù)雜的過程,需要根據(jù)不同的建筑工程特性采用不同的模型。不同類型的建筑項目裝配方案模型也不一樣，根據(jù)路橋、樓房、水利工程等不同建筑特點，調(diào)用特定模型，提高方案決策效率。傳統(tǒng)的模型庫建立方法是通過結(jié)構(gòu)化數(shù)值算法求解正確模型，這種方法結(jié)論單一，可操作性不強。通過實踐得出三庫結(jié)構(gòu)模型法對于裝配式方案選擇效果更佳。三庫為模型庫、方法庫和數(shù)據(jù)庫。 裝配方案設(shè)計人員通過人機交互系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)庫、模型庫、方法庫中的數(shù)據(jù)進行比較，得出最佳裝配方案。三庫模型圖如2 所示

圖2 三庫模型圖

3.3 數(shù)據(jù)庫的建立

數(shù)據(jù)庫是將之前的模型數(shù)據(jù)通過計算機系統(tǒng)有組織的集合在一起。數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)是按照一定規(guī)則、獨立的存貯于計算機中，可以被多個用戶共享。本文推薦使用ACCESS 數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)存儲量大、操作簡單、界面清晰，使用方便快捷。 數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件，為裝配方案決策者通過應(yīng)用程序快速訪問數(shù)據(jù)庫提供了技術(shù)支撐。

4 總結(jié)與展望

我國建筑行業(yè)已進入快速發(fā)展階段，隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，對建筑業(yè)的要求標(biāo)準(zhǔn)肯定會越來越高。本文就混凝土裝配傳統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)和現(xiàn)代信息科技技術(shù)相結(jié)合，給裝配方案決策者提供方案選擇的思路。混凝土裝配技術(shù)必定會是我國建筑乃至世界建筑行業(yè)發(fā)展的趨勢，希望我國廣大建筑設(shè)計人員繼續(xù)在這一領(lǐng)域不斷探索，為我國建筑事業(yè)發(fā)展貢獻一份力量。