侯斯婕 陳 蓉 王 震
(1.中國兵器工業(yè)規(guī)劃研究院,北京 100053;2.陜西國防工業(yè)職業(yè)技術學院,陜西 西安 700300;3.北京辰安科技股份有限公司,陜西 西安 700300)
與其他行業(yè)相比,建筑業(yè)能耗非常大,為了符合當前低碳發(fā)展理念,加強建筑業(yè)綠色生態(tài)化建設十分必要。目前,許多建筑企業(yè)在實際發(fā)展過程中,已經認識到這一點,并將BIM技術、裝配式建筑等綠色生產技術應用于建筑行業(yè),以期實現(xiàn)綠色建筑建設。在此背景下,研究綠色建筑與裝配式建筑的融合發(fā)展具有重要意義。
當前,我國正處在經濟快速發(fā)展階段,從建筑業(yè)發(fā)展狀況來看,傳統(tǒng)的建筑理念和施工方法已不能適應社會發(fā)展的需要。從2008年至2020年,我國建筑業(yè)從最初的高速發(fā)展轉向中速發(fā)展(見圖1),發(fā)展速度放緩迫使建筑業(yè)進行相應的產業(yè)升級和技術轉型。此外,建筑工業(yè)化對信息化的要求也推動了建筑技術的融合。隨著信息化技術的迅速發(fā)展,許多行業(yè)進入加速發(fā)展階段,建筑企業(yè)對信息技術的要求也越來越高。同時,隨著人民生活水平的提高,人們對居住環(huán)境要求也越來越嚴格,希望通過綠色建筑創(chuàng)造一個良好的居住環(huán)境。因此,加強建筑技術融合十分必要。
圖1 2008~2020年全國建筑業(yè)總產值及增速
BIM技術作為一項新技術,在綠色建筑中的應用可以從建筑工程設計階段、施工管理應用階段、施工后期運營階段三個方面來分析。
應用BIM技術可以及時優(yōu)化遇到的問題,從而避免工程后期出現(xiàn)整修、返工現(xiàn)象,減少建筑工程中的浪費,符合綠色建筑理念。同時,BIM技術可以通過對建筑結構進行建模來更好地分析能耗(見圖2)。該過程中,可以優(yōu)化如空調、給排水等不同系統(tǒng),提高空間利用效率。另外,BIM技術還可以進行日照、風能、建筑能耗和聲環(huán)境的設計分析,具體流程如圖3所示。
圖2 建筑BIM模型
圖3 基于BIM技術的綠色建筑設計流程
BIM技術在建筑施工管理中的應用主要表現(xiàn)在模擬場地平面布置、精細管理建筑材料、施工模擬三個方面。首先,設計者在設計階段利用BIM技術就可以模擬場地布置,從而實現(xiàn)辦公場所、道路、出入口等場地的合理布置。其次,設計人員可以根據(jù)工程實際情況,進行BIM5D建模。利用此模型可以精確地生成建筑材料計劃,保證能夠充分準備建筑材料。最后,模擬施工過程。傳統(tǒng)的施工方案多以二維圖紙為基礎,施工與優(yōu)化也是同步進行,一旦施工方案出現(xiàn)問題,會給工程建設帶來很大影響。而利用施工模擬軟件,對項目全過程進行施工模擬,就能夠獲得最佳施工方案,以此降低工程成本。
實踐證明,運用BIM技術,能及時發(fā)現(xiàn)工程后期維護中存在的問題,在快速維修施工現(xiàn)場的同時,實時監(jiān)測與施工有關的設備、設施使用情況,從而保證機械設備處于正常運行狀態(tài),實現(xiàn)全面管理。在施工后期運營階段,BIM技術最主要的應用價值是能管理和利用施工信息,為后期施工維護和管理提供相應的數(shù)據(jù)支持。
我國是一個發(fā)展中國家,在一些行業(yè)的法律、法規(guī)和政策方面還不夠完善,尤其是一些新技術、新概念。作為一種較新的建筑結構形式,裝配式建筑與綠色建筑的融合發(fā)展在與相關政策、法規(guī)的銜接方面還存在一些不足。盡管目前國內許多地區(qū)都出臺了相關政策,對實施裝配式建筑的施工企業(yè)給予扶持,卻無法惠及構件企業(yè)。此外,當前綠色建筑與裝配式建筑的標準化水平較低,缺乏統(tǒng)一的標準,導致裝配式建筑構件在工廠內無法統(tǒng)一生產,影響裝配式建筑的發(fā)展。
建造裝配式和綠色建筑時,不僅要考慮到建筑本身,還要在設計初期考慮到建筑與周圍環(huán)境的關系,比如,建筑工程選址對周圍環(huán)境的影響等等。但在現(xiàn)實中,很多建筑工程設計人員在進行建筑設計時并沒有注意到這一點,也沒有將其納入重點考慮范圍內,從而影響綠色建筑建設。此外,在市場引導和監(jiān)管機制方面也存在機制不健全的問題。目前,各參建單位仍是采用傳統(tǒng)的現(xiàn)澆方式,沒有將預制構件深化設計與現(xiàn)澆部件兩部分有機結合。
裝配式建筑構件施工技術對預制件的質量、結構、尺寸、外觀等都有嚴格的要求。目前,許多模具制造企業(yè)的模具質量還達不到相應要求,往往存在很大誤差,對實際的裝配式建筑建設造成不利影響。同時,部分企業(yè)存在對預制件標識不清晰、預留孔位置不準確等問題,給實際的裝配式建筑施工帶來不利影響。此外,相對于傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土建筑,現(xiàn)今預制構件生產廠家數(shù)量相對較少,這也給裝配式建筑與綠色建筑的融合發(fā)展帶來了不利影響。最后,就是物流體系,完善的物流體系既能實現(xiàn)快速運輸,又能避免運輸過程中發(fā)生部件損壞的情況,以降低工程生產成本,提高建設項目經濟效益。但目前材料運輸體系不夠完善,生產廠家和施工現(xiàn)場兩者配合不到位,導致運輸成本越來越高。
除上述三個方面的影響因素外,在綠色建筑與裝配式建筑的融合發(fā)展過程中,還存在專業(yè)人才不足的問題。作為一項較新的技術,裝配式建筑技術在我國剛剛起步,許多開發(fā)企業(yè)缺乏熟悉裝配式生產管理流程的專業(yè)人才,而施工單位相應的管理人員對裝配式建筑的認識還不夠充分,缺乏相應的人才培養(yǎng)機制,這些都導致該領域人才短缺,影響裝配式建筑與綠色建筑的融合發(fā)展。
通過以上分析可以看出,法律法規(guī)與行業(yè)標準的不完善嚴重制約著裝配式建筑與綠色建筑的融合發(fā)展,因此,要想得到良好發(fā)展,相關部門需要對現(xiàn)行的法律法規(guī)進行完善。在具體操作上,需要國家有關部門給予政策支持,如稅收優(yōu)惠、一次性技術改造補貼等。這樣可以有效地惠及建筑企業(yè),鼓勵企業(yè)努力提升生產工藝水平,實現(xiàn)裝配式建筑與綠色建筑的融合發(fā)展。同時,建筑行業(yè)應了解當前相關技術體系中存在的問題,加以改進,從而形成一個完整的行業(yè)標準體系,以保障裝配式建筑的順利施工。
為使綠色建筑與裝配式建筑更好地融合發(fā)展,相關部門可從以下幾個方面完善協(xié)同機制。一是建立一體化的總承包模式,形成裝配式設計、施工和構建生產三個環(huán)節(jié)一體化承包模式。積極培育集三者于一體的企業(yè),實現(xiàn)裝配式建筑企業(yè)良性發(fā)展。二是提升裝備制造業(yè)的生產能力,以此為整合企業(yè)提供相應的發(fā)展動力,大力提倡綠色建筑總承包責任制,建立一支高素質的專業(yè)技術人員隊伍,同時,全面設計和研究組織系統(tǒng),找出其中缺陷進行完善。
在綠色建筑與裝配式建筑融合發(fā)展過程中,項目管理人員應加強BIM技術應用,結合施工方案應用BIM技術制定構件供應計劃,以確保二者良好配合。生產預制件時,要做好與施工單位的信息交流工作,嚴格執(zhí)行“一層一層使用”的原則,以提高現(xiàn)場與運輸?shù)你暯有?,避免出現(xiàn)運輸效率低下的情況。同時,要做好相應的溝通與協(xié)調工作,盡量保證組件運輸?shù)浆F(xiàn)場直接進行安裝,這樣既能提高施工效率,又能有效避免現(xiàn)場堆料以及在堆料過程中發(fā)生構件損壞的情況。另外,安裝預制構件時施工人員要嚴格按照有關規(guī)定規(guī)范操作,以保證裝配式建筑施工質量。
4.4.1 加強BIM技術人才培養(yǎng)
可從施工單位的各個方面入手,對施工單位全員進行 BIM技術培訓,并將 BIM能力考核作為人才培養(yǎng)的一項重要內容。同時,對新入職員工,施工單位要進行 BIM技術培訓,培訓完成并達到崗位要求后方可允許正式上崗。
4.4.2 加強管理人才培養(yǎng)
通過定期開展培訓活動,提高管理人員對裝配式建筑的認識,幫助施工單位人員熟悉裝配式施工的操作流程,實現(xiàn)對裝配式建筑建設的良好管理。另外,可以聘請相關技術工程師現(xiàn)場指導,快速提升管理人員的業(yè)務水平。
總之,綠色建筑與裝配式建筑的融合發(fā)展是未來建筑業(yè)的發(fā)展方向,對建筑與自然環(huán)境的協(xié)調發(fā)展具有積極意義。建筑行業(yè)要積極轉變傳統(tǒng)生產方式,加大綠色建筑建設力度。為確保二者協(xié)同融合發(fā)展,國家有關部門需要完善現(xiàn)行的政策法規(guī)和行業(yè)標準,通過制定相應的扶持政策,推動建筑企業(yè)向裝配式建筑方向發(fā)展。在此基礎上,完善協(xié)作機制,形成裝配式設計、施工、建造生產三位一體化的承包模式,實現(xiàn)全方位良好協(xié)作。在此過程中,項目負責人要加強構件的質量和物流管理,做好預制工廠化與施工單位的溝通交流,使二者緊密配合。此外,要加強專業(yè)人才培養(yǎng),通過定期開展培訓活動提高員工 BIM技能和管理水平,促進裝配式建筑與綠色建筑融合發(fā)展。