劉焱茹

（中鐵房地產(chǎn)集團(tuán)設(shè)計(jì)咨詢有限公司，北京 102300）

鑒于裝配式建筑的應(yīng)用在我國發(fā)展時(shí)間較短，導(dǎo)致裝配式建筑技術(shù)成熟度略低；在建筑施工過程中，裝配式建筑的應(yīng)用仍然處于問題多發(fā)的狀態(tài)，這就不僅對建筑工程施工產(chǎn)生較嚴(yán)重的負(fù)面影響，并且可能導(dǎo)致住戶居住體驗(yàn)舒適度的大幅降低。此外，裝配式建筑對于模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化的構(gòu)件及材料有著較高的要求，也就意味著，如若對于該項(xiàng)技術(shù)的掌握不全面、不滲透，就很容易產(chǎn)生構(gòu)件尺寸與工程圖紙要求的偏差，從而可能致使裝配式建筑的穩(wěn)定性不足。再者，關(guān)于圖紙形象體現(xiàn)，二維CAD圖紙所顯示的圖紙形象效果是偏差的，并且也不利于各專業(yè)條線的交底溝通；也即，傳統(tǒng)的圖紙?jiān)谑┕み^程規(guī)范及精細(xì)化管理方面略顯不足。BIM技術(shù)的深度應(yīng)用彌補(bǔ)了傳統(tǒng)CAD圖紙的不足，4D虛擬建造技術(shù)的利用，能夠在施工階段對于可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行提前預(yù)警，再逐一針對制定對應(yīng)方案。綜上，對于BIM 技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑施工過程的研究，是必要性的，也會(huì)很大程度上促進(jìn)裝配式的發(fā)展。

1 裝配式建筑概述

就裝配式建筑而言，摒棄以往傳統(tǒng)生產(chǎn)方式，以體系化和集成化為核心，貫穿建筑施工周期；從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)，從施工到裝修，直至最后的管理，五項(xiàng)一體，貫穿始終。實(shí)現(xiàn)了從“建筑工業(yè)化”到“裝配式施工”的進(jìn)化發(fā)展。

上文提到，裝配式建筑是以集成化和體系化為核心的，而BIM 技術(shù)則是該核心的主要干道。BIM技術(shù)這條主干道將建筑施工周期：設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工、裝修及管理貫穿串聯(lián)起來，進(jìn)行虛擬數(shù)字化直觀管理。虛擬數(shù)字利用信息化直觀描述各個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的要素，實(shí)現(xiàn)各板塊協(xié)同，真正做到前期可視化。BIM技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑，在前期階段進(jìn)行模擬、檢驗(yàn)等操作，確?？蓪?shí)施性，規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)；在此過程中，對各項(xiàng)工程的穿插節(jié)點(diǎn)、交互模式進(jìn)行可視化模擬，對建筑施工各條線產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行系統(tǒng)整合。綜上，BIM技術(shù)作為主干道，可謂是實(shí)現(xiàn)了對施工過程全周期、全系統(tǒng)信息化集成。

2 BIM建筑信息化技術(shù)的應(yīng)用

2.1 標(biāo)準(zhǔn)化BIM構(gòu)件庫的建立

在建筑施工過程中，追求進(jìn)度快和施工精準(zhǔn)，那么，標(biāo)準(zhǔn)化和預(yù)制是必須的，裝配式建筑由此應(yīng)運(yùn)而生；采用標(biāo)準(zhǔn)化的部品部件、預(yù)制構(gòu)件是裝配式建筑的最主要的特征。在裝配式建筑設(shè)計(jì)過程中，要適應(yīng)該主要特征，通過應(yīng)用BIM建筑信息化技術(shù)，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化部品部件及構(gòu)件庫的建立，同時(shí)不斷增加輸入標(biāo)準(zhǔn)庫中各個(gè)部品部件及構(gòu)件的數(shù)量、品類和規(guī)格尺寸，逐漸形成標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制構(gòu)件體系庫，為裝配式建筑發(fā)展提供有效的資源儲(chǔ)備及保障。

2.2 BIM與工廠化生產(chǎn)

從標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件庫的建立到工程化地生產(chǎn)，成本成為主要影響因素；文章將從以下兩個(gè)方面分別進(jìn)行闡述。首先則是模板的采買方式，要通過測算數(shù)字比對，來確定租賃和購買的成本差異，從而選取更為合理的采買方式。其次是選取模板的材質(zhì)，現(xiàn)市面上主要有鋁質(zhì)、木質(zhì)及大鋼等材料的模板，在實(shí)際施工中，要根據(jù)具體施工情況，在保證施工質(zhì)量及進(jìn)度的前提下，選取更為經(jīng)濟(jì)的材質(zhì)模板。

2.3 構(gòu)件加工圖設(shè)計(jì)

BIM標(biāo)準(zhǔn)庫的建立提供了一定的基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行構(gòu)件加工圖的設(shè)計(jì)。BIM模型虛擬數(shù)字信息化的直觀表述，可使得構(gòu)件加工設(shè)計(jì)在BIM 模型上直觀生成，補(bǔ)足了傳統(tǒng)圖紙無法表達(dá)各部件二維關(guān)系的缺點(diǎn)，同時(shí)還可以清晰表現(xiàn)出繁雜的空間剖面維度關(guān)系。更深層次地協(xié)同了與預(yù)制工廠化生產(chǎn)的關(guān)系。

2.4 施工模擬碰撞檢測

BIM 技術(shù)的應(yīng)用，可以在設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行各項(xiàng)檢測，比如碰撞檢測，繼而得出數(shù)據(jù)分析；這樣就可以在設(shè)計(jì)階段避免錯(cuò)漏、缺失，保證合理性，這往往是傳統(tǒng)模式無法企及的。細(xì)化到預(yù)制構(gòu)件中，對構(gòu)件中的各部分組成進(jìn)行碰撞檢測，見圖1、圖2。

圖1 斜支撐碰撞

圖2 鋼梁與空調(diào)板碰撞

2.5 復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的施工模擬

BIM 技術(shù)的應(yīng)用，還可以進(jìn)行各項(xiàng)模擬實(shí)驗(yàn)，比如可以對復(fù)雜部位和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行提前施工演習(xí)，通過演習(xí)，提高操作員對于施工技術(shù)和施工環(huán)境的熟練度，以此來提高施工質(zhì)量及進(jìn)度。

3 裝配式建筑發(fā)展存在的問題

裝配式建筑在我國的發(fā)展雖然較晚，但在穩(wěn)定中一直保持前進(jìn)。2015年，《工業(yè)化建筑評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T51129-2015）中明確指出，在2016年在全國范圍內(nèi)全面推廣裝配式建筑。隨后《建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展綱要》《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》（國辦發(fā)（2016）71）、《“十三五”裝配式建筑行動(dòng)方案》《裝配式建筑產(chǎn)業(yè)基地管理辦法》等政策的相應(yīng)出臺(tái)，預(yù)示著裝配式建筑在我國的發(fā)展開始加速起來。

裝配式建筑的發(fā)展一定程度上會(huì)產(chǎn)生很明顯的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)保效益，縱觀其在國際上的發(fā)展水平，裝配式建筑在我國的發(fā)展仍然是處于相對落后緩慢的階段。造成該發(fā)展局面的原因無外乎主要是這幾點(diǎn)，一是前期發(fā)展成本高、二是相關(guān)技術(shù)人才的缺乏、最后是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系尚不完善。大規(guī)模推進(jìn)裝配式建筑在我國的發(fā)展，首當(dāng)其沖應(yīng)先攻克以上三個(gè)難關(guān)。

3.1 成本高

裝配式建筑在我國的發(fā)展，迄今為止，市場雖初具規(guī)模，但并不是很大，主要影響因素便是成本因素。配套技術(shù)不完善、操作人員對于技術(shù)的掌握不滲透、各職能專業(yè)條線溝通交底的不協(xié)調(diào)、不順暢等多方面的原因?qū)е卵b配式建筑發(fā)展的初期成本偏高。

國家大力支持發(fā)展裝配式建筑形式，但受制于多方面的原因，初期發(fā)展成本偏高、建設(shè)方及購房者對裝配式建筑的了解程度不夠、宣發(fā)力度欠缺等多方面的原因?qū)е卵b配式建筑的發(fā)展滯后。而隨著大量試點(diǎn)項(xiàng)目的落成，裝配式建筑的優(yōu)點(diǎn)逐漸體現(xiàn)；比如大大縮短了施工周期，并且有效提高了得房率和使用率，提升了建筑綜合經(jīng)濟(jì)效益。因此，需增大裝配式建筑的宣傳力度，增加社會(huì)對其的認(rèn)知，才可以順利發(fā)展。

3.2 相關(guān)技術(shù)人才缺乏

裝配式建筑在我國的發(fā)展受阻還有一大原因就是相關(guān)技術(shù)人才的缺乏。比如裝配式建筑與鋼結(jié)構(gòu)結(jié)合的技術(shù)應(yīng)用，仍然處于初級階段。裝配式建筑的應(yīng)運(yùn)而生，同時(shí)也預(yù)示著大量新技術(shù)的應(yīng)用。傳統(tǒng)建筑的作業(yè)模式已經(jīng)固化了建筑施工人員的操作習(xí)慣，這就導(dǎo)致了對于裝配式建筑作業(yè)的陌生度以及相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員的缺乏。相關(guān)技術(shù)人才的缺乏，使得裝配式建筑的發(fā)展一直處于緩慢的狀態(tài)。

就技術(shù)層面而言，發(fā)展至今，裝配式建筑的技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)是比較完善的，但要對其進(jìn)行合理的系統(tǒng)性梳理才能更加有效地應(yīng)用。但是，適應(yīng)于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)方式的裝配式結(jié)構(gòu)體系與建筑體系仍然是相對空白的，這就迫使需要對產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的各板塊模式進(jìn)行創(chuàng)新和更新，以便更好地服務(wù)于裝配式建筑的發(fā)展。

3.3 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系不完善，產(chǎn)業(yè)鏈不成熟

裝配式建筑的發(fā)展，除了要以人才為本，更離不開其配套技術(shù)的相輔相成。目前，裝配式建筑的發(fā)展，相較于傳統(tǒng)作業(yè)建筑，雖然在節(jié)能減排、抗震設(shè)計(jì)、承重能力等方面已初具優(yōu)勢；但在某些分項(xiàng)體系的設(shè)計(jì)上，仍存在一定的劣勢；比如維護(hù)設(shè)計(jì)中鋼結(jié)構(gòu)，裝配式建筑技術(shù)與鋼結(jié)構(gòu)主體相匹配的體系仍是不完整的。這種不完整性直接可能導(dǎo)致建筑物使用過程存在諸多隱患問題，比如墻體隔音效果偏差、產(chǎn)生裂縫等等。

裝配式建筑的施工作業(yè)主要是將預(yù)制的構(gòu)件或部件在現(xiàn)場進(jìn)行拼接、安裝等工序；但是在傳統(tǒng)項(xiàng)目進(jìn)行中，設(shè)計(jì)階段是無法綜合考慮到預(yù)制構(gòu)件的施工要求，而且各專業(yè)條線的設(shè)計(jì)也是相對獨(dú)立分散的，難以統(tǒng)籌兼顧，所以經(jīng)常出現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件或部件的生產(chǎn)尺寸與現(xiàn)場不相符的情況。裝配式建筑技術(shù)發(fā)展興起，但是工程項(xiàng)目管理仍然是沿用傳統(tǒng)作業(yè)管理模式，內(nèi)在的矛盾沖突嚴(yán)重滯后了裝配式建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化體系的建立。

4 裝配式建筑發(fā)展對策

4.1 政策宣傳和政策支持

上文中提到，要促進(jìn)裝配式建筑的順利發(fā)展，就要增大其的影響度，對此，我國政府已出臺(tái)一系列相關(guān)激勵(lì)政策。在此基礎(chǔ)上，地方也應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況出臺(tái)更適應(yīng)當(dāng)?shù)厍闆r的激勵(lì)政策，雙管齊下推動(dòng)裝配式建筑的發(fā)展。

4.2 積極培育建筑市場

除了相關(guān)政策的支持，市場基礎(chǔ)也需要提供更為有力的保障。為了更好地促進(jìn)裝配式建筑的發(fā)展，市場基礎(chǔ)的培育是勢在必行的。宏觀層面上，相關(guān)政府機(jī)關(guān)應(yīng)積極加強(qiáng)市場基礎(chǔ)的培育，做好裝配式建筑產(chǎn)能布局的指導(dǎo)工作；相關(guān)企業(yè)應(yīng)致力于裝配式建筑的發(fā)展，提升構(gòu)件或部件產(chǎn)能，擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，形成一定優(yōu)勢。

4.3 提高技術(shù)人員專業(yè)水平

以人才為準(zhǔn)是保障裝配式建筑順利發(fā)展的基礎(chǔ)，相關(guān)企業(yè)應(yīng)培養(yǎng)大量的專業(yè)性人才，保障供應(yīng)需求，才能為裝配式建筑的健康發(fā)展保駕護(hù)航；積極開展相關(guān)培訓(xùn)工作，確保專業(yè)人才對于技術(shù)的高度掌握，從而進(jìn)一步提高裝配式建筑周期各的節(jié)點(diǎn)的技術(shù)水準(zhǔn)。資金投入方面，相關(guān)政府機(jī)關(guān)單位應(yīng)列支專項(xiàng)資金用于技術(shù)研發(fā)投入，保證研發(fā)能力一直處于上升的水平，不斷提升裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化及安裝質(zhì)量等技術(shù)體系。

4.4 創(chuàng)新技術(shù)管理，提高綜合效益

提高建筑綜合效益是裝配式建筑發(fā)展的重中之重，以建筑全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展為目標(biāo)，合理鋪排發(fā)展計(jì)劃、建設(shè)專業(yè)的精良技術(shù)團(tuán)隊(duì)；逐步引導(dǎo)建立構(gòu)件及部件等產(chǎn)品分布布局，提高產(chǎn)業(yè)的聚集度，繼而促使標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化、規(guī)模聚集化互相融合，提高綜合效益。另外，將BIM技術(shù)特有的創(chuàng)新管理理念融入裝配式建筑，使得作業(yè)過程前期可視化、模擬精細(xì)化，既能夠充分保障預(yù)制構(gòu)件及部件在實(shí)際施工中的質(zhì)量安全問題，并在很大程度上提高施工精確度和準(zhǔn)確性。在此基礎(chǔ)上，各職能條線的協(xié)同性越來越順暢，作業(yè)效率得到了大幅度提高，裝配式建筑的綜合效益得到充分發(fā)揮，加快適應(yīng)市場化需求，具備充足的市場競爭力。

4.5 完善配套體系，統(tǒng)籌推進(jìn)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展

推動(dòng)裝配式建筑的發(fā)展，其相關(guān)配套的發(fā)展也是非常必要的。對于人才培養(yǎng)方面，可以與高校強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合進(jìn)行高素質(zhì)高技術(shù)人才儲(chǔ)備培養(yǎng)。人才的儲(chǔ)備，以便更深層次的研究相關(guān)體系標(biāo)準(zhǔn)，通過全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展、深度研究、協(xié)同機(jī)制三位一體共同攻關(guān)，研發(fā)出更匹配裝配式發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)體系，如新型維護(hù)結(jié)構(gòu)體系、構(gòu)件及部品標(biāo)準(zhǔn)化體系等，解決更多匹配不協(xié)調(diào)性問題。通用化產(chǎn)品和標(biāo)準(zhǔn)成套技術(shù)的廣泛推廣，可以促進(jìn)裝配式建筑全周期節(jié)點(diǎn)條線的一體化趨勢；很大程度上推進(jìn)了裝配式建筑產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。

5 結(jié)語

九層之臺(tái)，起于壘土。裝配式建筑的發(fā)展，人才需補(bǔ)齊，先鋒要做好，加以配套法律法規(guī)、財(cái)政稅收等相關(guān)政策支持及科研技術(shù)專項(xiàng)支持，才能真正使其快速發(fā)展起來，充分發(fā)揮其優(yōu)勢。

縱觀全球建筑產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，綠色化、工業(yè)化、信息化成為建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展的三大主流，裝配式建筑正是順應(yīng)了該主流，應(yīng)運(yùn)而生。我國國土廣袤，擁有全球規(guī)模最大的建筑產(chǎn)業(yè)市場，為裝配式建筑的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支持，相信不日，裝配式建筑在我國的發(fā)展定能媲美全球一流水平。