(上海臨港新興產(chǎn)業(yè)城經(jīng)濟發(fā)展有限公司，上海 201306)

引言

對比傳統(tǒng)建造模式，裝配式建筑具有污染少、工期短、成本低等優(yōu)勢，符合未來綠色建筑的發(fā)展趨勢。結(jié)合BIM技術應用現(xiàn)狀及優(yōu)勢，實現(xiàn)建筑預制構件在全產(chǎn)業(yè)鏈中的信息傳遞和共享是裝配式建筑的必然結(jié)果。但目前在裝配式建筑建造過程中，由于上下游銜接不暢、信息不對稱等原因，導致預制構件生產(chǎn)和配備不合理、返工率較高等問題，阻礙其市場發(fā)展，而裝配式建筑預制構件的分類與編碼體系是打通預制構件全產(chǎn)業(yè)鏈信息流、實現(xiàn)預制構件信息在全產(chǎn)業(yè)鏈中高效流通、傳遞和共享的關鍵載體。因此，裝配式建筑預制構件分類與編碼體系是裝配式建筑能夠迅速發(fā)展的關鍵技術之一。

目前，國外一些發(fā)達國家已經(jīng)基于本國建筑業(yè)建立了配套的、成熟的建筑分類與編碼體系，如UniformatII、OmniClass、ISO12006等。而我國起步較晚，為推動我國建筑業(yè)的快速發(fā)展，國家制定了一些建筑產(chǎn)品分類與編碼標準，如《建筑工程設計信息模型分類與編碼標準》、《建筑產(chǎn)品分類與編碼》等，也有一部分省市關于裝配式建筑預制構件分類與編碼做了一些研究和探索，但大都存在一定的不足：如有的研究只提出了編碼規(guī)則，并未提出配套的分類方法，不能使預制構件的分類與編碼進行配套使用，且編碼結(jié)構中采用字母與數(shù)字的組合，或者編碼層級過多，編碼體系顯得過于復雜，在使用中容易出錯，不能有效地打通預制構件全產(chǎn)業(yè)鏈信息流，實現(xiàn)信息的高效流通與共享。

因此，本文將在國內(nèi)外建筑分類與編碼標準及國內(nèi)現(xiàn)有規(guī)范的基礎上，對裝配式建筑預制構件的分類與編碼體系及其應用方案進行研究，并結(jié)合案例分析其可行性及可推廣性，為未來同類型項目的應用實施提供參考和借鑒。

1 基于BIM的裝配式建筑預制構件分類與編碼體系建立

編碼是對某一項事物統(tǒng)一觀點、統(tǒng)一認識和信息交換的一種技術手段，最大限度地減少對信息命名、描述不一造成的誤解與損失，信息編碼直接關系到信息處理、傳遞和檢索的自動化效率與水平[1-4]。

1.1 BIM預制構件庫分類方法選擇

目前，從分類結(jié)構而言，其分類方法一般包括線分類法、面分類法和混合分類法[5]：

(1)線分類法：又稱為層級分類法，依據(jù)對象的某項特征劃分類目，對劃分出的每個類目再進行細化，構建具有若干層級的層次關系，形成具有隸屬關系樹狀結(jié)構分類體系；

(2)面分類法：是一種網(wǎng)狀結(jié)構的分類方法，一般依據(jù)對象的若干特征在不同的分類段中劃分類目，各類目之間相互平行，由各分類段組合起來而形成復合類目的分類體系；

(3)混合分類法：是指對象分類時，不僅使用線分類法而且還使用面分類法，一般會有主次之分，以一種分類方法為主，以另一種分類方法為輔。

三類分類法各有側(cè)重(其對比分析如表1所示)，在應用實施過程中，一般根據(jù)項目特點、分析角度、分類目的等不同，選擇合適的方法對預制構件進行分類。

表1 三類分類法對比分析

表2 裝配式住宅混凝土結(jié)構—預制構件主要面分類

基于上述分析，BIM預制構件庫設計構件的分類采主要采用混合分類法，即以面分類法為主，線分類法為輔。將分類對象沒有隸屬關系的特征或?qū)傩园床煌姆诸惷嬲归_，每個面位置固定，不同的面中類目之間不重復，不交叉，但存在個別面的類目使用線分類法的情況，即該面中的類目有隸屬關系。

1.2 BIM預制構件庫分類清單建立

考慮到預制構件的特征和屬性極其復雜，基于上述選擇的混合分類方法，考慮預制構件主要信息因素，以裝配式住宅混凝土結(jié)構為例，按構件類型進行分類，得到BIM預制構件庫分類清單，如表2。

1.3 BIM預制構件編碼體系設計

1.3.1 設計原理

本文以Omniclass、《建筑信息模型分類和編碼標準》、國內(nèi)現(xiàn)行的裝配式建筑圖集信息等標準、規(guī)范及信息化技術為基本設計原理進行裝配式建筑預制構件編碼體系的設計。

1.3.2 設計原則

在設計原理的基礎上，以構件編碼的唯一性、通用性、可操作性、可擴展性、可與計算機系統(tǒng)相連接性等為設計原則，同時，結(jié)合擬建裝配式建筑預制構件特點及應用目標，對裝配式建筑預制構件分類與編碼體系進行設計[6-7]。其中：

1)唯一性：指一個編碼對應唯一的一個預制構件，一一對應；

2)通用性：指編碼體系包括構件的基本屬性，便于在各階段、各部門進行共享；

3)可操作性：指編碼體系的設計具有便于管理、便于實施等特征；

4)可擴展性：指在實際項目使用時，可根據(jù)項目特點及管理需求，在編碼結(jié)構基礎上進行編碼層次的增加；

可與計算機系統(tǒng)相連接性：指構件編碼在構件信息共享流通過程中，可考慮與協(xié)同管理平臺、運維管理系統(tǒng)等計算機系統(tǒng)相連接。

1.3.3 設計思路

在上述設計原理和設計原則的基礎上，對裝配式建筑預制構件編碼結(jié)構進行合理的設計，綜合運用編碼的唯一性及BIM技術的優(yōu)勢，對裝配式預制構件生產(chǎn)和施工等各階段信息進行管理，實現(xiàn)預制構件信息在全產(chǎn)業(yè)鏈中的高效流通、傳遞和共享，以提高預制構件生產(chǎn)質(zhì)量和效率，減少返工，實現(xiàn)裝配式建筑的價值。

1.3.4 編碼結(jié)構

結(jié)合裝配式建筑預制構件分類及編碼設計原則和思路，以及裝配式建筑預制構件類型、名稱、尺寸等項目數(shù)據(jù)經(jīng)驗，通用的裝配式預制構件分類代碼采用3層代碼，第一層采用2位數(shù)字型代碼，第二層采用3位數(shù)字型代碼，第三層采用4位數(shù)字(長度cm)*4位數(shù)字(寬度cm)*4位數(shù)字(高度cm)型代碼，每層代碼間應用“—”連接。具體結(jié)構如下：

圖1 編碼結(jié)構圖

說明：第一層代碼代表裝配式建筑預制構件的構件類型代碼；

第二層代碼代表裝配式建筑預制構件的構件名稱代碼；

根據(jù)本項目的使用要求及沿線的氣候、水文、地質(zhì)等自然條件和交通量、材料等特點，結(jié)合新疆當?shù)靥厣?，遵循因地制宜、合理選材、方便施工、利于養(yǎng)護、技術上可行、經(jīng)濟上合理的基本原則，進行路面結(jié)構方案的綜合比選。

第三層代碼代表裝配式建筑預制構件的構件尺寸代表；

在實際項目使用過程中可結(jié)合項目實際需求在不違背原編碼原則的基礎上進行增加或者細化，如在項目群建設管理中可增加項目編碼，在預制構件信息管理要求特別清晰的情況下可增加承載力或特殊構造處理編碼等。

1.3.5 編碼規(guī)則

(1)第一層代碼從“00”至“99”按順序排列，不足位用“0”補齊；

(2)第二層代碼從“000”至“999”按順序排列，不足位用“0”補齊；

(3)第三層代碼從“0 000*0 000*0 000”至“9 999*9 999*9 999”，不足位用“0”補齊。

2 基于BIM的裝配式預制構件編碼應用方案

基于上述研究成果，裝配式建筑預制構件分類與編碼體系在全產(chǎn)業(yè)鏈(設計、生產(chǎn)、運輸、倉儲、施工、運維等階段)中應用方案介紹如下：

在生產(chǎn)階段，生產(chǎn)商通過BIM協(xié)同平臺中分享的預制構件庫了解各構件的基礎屬性信息，進行批量生產(chǎn)，在構件生產(chǎn)過程中埋設RFID芯片，并通過Revit添加構件編號、項目信息、生產(chǎn)信息、性能指標等信息，并將BIM構件庫及RFID信息庫進行同步，為每一個預制構件賦予了唯一的身份標簽[8]。

在運輸及倉儲階段，運輸商將預制構件從生廠商運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，根據(jù)要求利用手持掃碼設備添加構件必要的運輸、堆放及吊裝信息，同時掛接構件對應的質(zhì)量合格文件，實現(xiàn)構件信息與RFID信息的同步，通過BIM協(xié)同管理平臺供各參建方共享，以便對預制構件的采購信息及物料管理。

在施工階段會產(chǎn)生大量的預制構件施工信息，如施工工藝、吊裝信息等，施工商通過Revit軟件對預制構件施工信息進行添加，并對構件進行編碼，實現(xiàn)編碼信息與RFID構件信息庫的同步。

在運維階段，運營商主要將必要的安全質(zhì)量監(jiān)測信息及二次維護信息添加在構件BIM模型上，同時與RFID信息庫進行同步更新，通過預制構件編碼查詢其運營維護信息。

表3 裝配式住宅混凝土結(jié)構—預制構件編碼及其類目名稱

綜上，在各個階段，通過信息的錄入，并結(jié)合施工階段錄入的預制構件編碼，實現(xiàn)編碼信息與預制構件BIM模型信息及RFID信息庫的同步，借助BIM協(xié)同平臺實現(xiàn)各階段信息在全產(chǎn)業(yè)鏈中的信息流通與共享，有助于在竣工交付及運維階段以編碼為載體對各預制構件進行統(tǒng)計、查詢與維護管理。

3 案例應用分析

3.1 項目概況

臨港產(chǎn)業(yè)區(qū)“先租后售”園區(qū)公共租賃住房三期項目位于上海浦東新區(qū)臨港重裝備產(chǎn)業(yè)區(qū)內(nèi)，項目西臨E6路，東側(cè)為E62路，南鄰正茂路，北鄰瀟湘路。項目總用地面積約為101 540m2，擬建總建筑面積為258 854.06m2，其中地上為188 321.5m2，地下為70 532.56m2，項目建筑裝配率不小于40%，構件總數(shù)為38 210個，8大類型，項目目前正在施工階段。

3.2 項目應用方案及效果分析

設計階段，構建了8種BIM預制構件庫，制定了本項目構件分類與編碼標準，并上傳至信息平臺供其他參與方參考使用。

圖2 預制構件統(tǒng)計與BIM預制構件庫示例

圖3 預制構件分類與編碼標準示例

圖4 通過編碼檢索查看預制構件信息

生產(chǎn)階段，生產(chǎn)商對預制構件進行批量生產(chǎn)，埋設RFID芯片，將編碼信息和BIM構件庫及RFID信息庫進行同步，并添加生產(chǎn)、性能指標等信息。

圖7 以編碼為載體進行預制構件信息管理示例

在運輸和堆放過程中，運輸商對運輸及堆放信息進行添加，如圖5所示，施工階段，承建方通過預制構件編碼錄入及Revit添加施工信息，實現(xiàn)與RFID構件信息庫的同步。在BIM協(xié)同管理平臺上通過編碼搜索看查看預制構件各階段的完整信息。

圖5 運輸及堆放階段編碼信息添加

圖6 預制構件編碼信息示例

在項目竣工交付階段及運營管理階段，借助BIM協(xié)同平臺通過預制構件編碼對各個構件的相關信息進行統(tǒng)計，并導出Excel清單，便于預制構件施工管理及運營維護管理。

本項目通過對BIM-RFID技術、編碼體系及BIM協(xié)同管理平臺的綜合應用，有效實現(xiàn)了構件信息在全產(chǎn)業(yè)鏈中的流通與共享。

4 結(jié)語

綜上，本文在研究BIM預制構件庫建立及國內(nèi)外建筑信息分類與編碼標準的基礎上，對裝配式建筑預制構件的分類與編碼體系進行了設計，并進一步提出了基于BIM技術的裝配式建筑預制構件編碼體系在項目建設各階段的應用方案，利用BIM-RFID技術實現(xiàn)了預制構件編碼信息的流通與共享，最后結(jié)合案例對預制構件編碼體系及應用方案的應用過程及預制構件信息管理效果進行分析，論證了預制構件編碼體系及應用方案的可行性，為未來同類型項目的應用實施提供參考和借鑒。