楊忠治

中國建筑科學(xué)研究院天津分院

基于BIM技術(shù)的建筑工業(yè)化發(fā)展研究

楊忠治

中國建筑科學(xué)研究院天津分院

新型建筑工業(yè)化是指采用標(biāo)準化設(shè)計、預(yù)制化生產(chǎn)、機械化裝配式施工和信息化管理為主要特征的生產(chǎn)方法和理念，實現(xiàn)建筑施工的標(biāo)準化、工廠化和社會化，從而以較高的建筑工程質(zhì)量和精細化人文化的管理手段，實現(xiàn)節(jié)能減排與資源節(jié)約，達到經(jīng)濟效益和社會效益雙贏的目的。而將BIM技術(shù)應(yīng)用到建筑工業(yè)化發(fā)展過程中有著重要的現(xiàn)實意義?；诖?，本文將著重分析探討基于BIM技術(shù)的建筑工業(yè)化發(fā)展，以期能為以后的實際工作起到一定的借鑒作用。

建筑工程；BIM技術(shù)；建筑工業(yè)化

1 、建筑工業(yè)化發(fā)展概述

如果說建筑工業(yè)化的發(fā)展是一場從“建造”到“制造”的革命，那么新型建筑工業(yè)化的創(chuàng)新則是一次由“低維制造”向“多維制造”的突破。與以往單純強調(diào)以預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)體系為主導(dǎo)的工業(yè)化模式不同，新型建筑工業(yè)化著重強調(diào)項目整體成套的集成生產(chǎn)技術(shù)，以實現(xiàn)建筑產(chǎn)品全壽命周期價值最大化的可持續(xù)發(fā)展生產(chǎn)方式，它是工業(yè)化與互聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù)的深度融合，有助于建筑業(yè)綠色化的轉(zhuǎn)型升級。新型建筑工業(yè)化強調(diào)“新型”二字，主要突出以下“五化”的整體驅(qū)動：①建筑設(shè)計的標(biāo)準化即建筑項目相關(guān)部品、構(gòu)件、單元和戶型等的標(biāo)準化；②主體結(jié)構(gòu)及部品、構(gòu)件的工廠化建筑業(yè)生產(chǎn)過程的工廠化早已不止于建筑構(gòu)件部品的工廠化，更是主體結(jié)構(gòu)的工廠化，同時還有裝修部品的標(biāo)準化等；③施工安裝裝配化生產(chǎn)方式的真正轉(zhuǎn)變的保證在于裝配化施工技術(shù)和裝配化施工管理兩個關(guān)鍵層面的變革；④生產(chǎn)經(jīng)營信息化即以BIM、云計算、大數(shù)據(jù)處理等現(xiàn)代信息技術(shù)為主導(dǎo)平臺的建設(shè)項目全過程協(xié)同；⑤生產(chǎn)集成化即項目設(shè)計、制造和施工3個過程由獨立向集成狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。

我國現(xiàn)階段工業(yè)化生產(chǎn)采用的方法主要有“設(shè)計主導(dǎo)型”和“制造主導(dǎo)型”2種。前者能夠在很大程度上滿足設(shè)計師多樣化的構(gòu)思需求，卻脫離了后期構(gòu)件的工廠生產(chǎn)和施工現(xiàn)場安裝的實際情況，當(dāng)生產(chǎn)前后出現(xiàn)矛盾，最初設(shè)計就需要進行調(diào)整，甚至需要變動已經(jīng)成功安裝的部分，嚴重影響項目的經(jīng)濟性、合理性。反之，如果以制造環(huán)節(jié)作為主控因素，雖然其對項目工期、成本、質(zhì)量的控制能力相比前者有較大優(yōu)勢，卻可能引起比第一種設(shè)計主導(dǎo)情況更為嚴重的結(jié)果，一般情況下業(yè)主偏向選擇傳統(tǒng)的“設(shè)計主導(dǎo)→現(xiàn)場施工”的方案?？傊?，新型建筑工業(yè)化的推進必須協(xié)調(diào)好以上三者之間的關(guān)系，在前期規(guī)劃設(shè)計階段就要充分考慮后期制造和安裝的需求，從而以全過程乃至全壽命周期的角度為項目考慮。

2 、基于BIM技術(shù)的建筑工業(yè)化實施路徑

2.1 BIM技術(shù)下構(gòu)配件的生產(chǎn)

為了實現(xiàn)建設(shè)產(chǎn)業(yè)化必須首先實現(xiàn)配件廠生產(chǎn)，工廠預(yù)制樓板、墻板、樓梯配件，不僅可以使規(guī)則和標(biāo)準的標(biāo)準化是可以實現(xiàn)的，并能使生產(chǎn)效率提高，勞動力成本大大降低，縮短了生產(chǎn)周期。同時，它可以在很大程度上避免不必要的原材料的浪費，從而使建筑實現(xiàn)綠色目標(biāo)。然而，因為一個一致的生產(chǎn)技術(shù)對生產(chǎn)裝置的建設(shè)缺乏系統(tǒng)的各個部分，為了促進銷售，對標(biāo)準件生產(chǎn)注意單調(diào)的生產(chǎn)單位，使經(jīng)濟效益的生產(chǎn)單位是可以實現(xiàn)的，它在很大程度上促進了設(shè)計的標(biāo)準化，先將應(yīng)用于住宅設(shè)計。但在信息技術(shù)下的配件生產(chǎn)可以提供更詳細的零件生產(chǎn)技術(shù)系統(tǒng)的生產(chǎn)，使零部件生產(chǎn)單位將更加多樣化的產(chǎn)品生產(chǎn)，以滿足市場需求。

2.2 BIM技術(shù)下的施工操作

建筑的核心是實現(xiàn)施工機械化的工業(yè)化、施工機械化，不僅可以減少人工施工現(xiàn)場裝配要求，大大減少施工工作量，施工周期可縮短，和工人的勞動強度可以減少時間，合理化，并能使建筑達到節(jié)能安全耐久性。然而，建筑的外觀和質(zhì)量將是不同的，因為不同的施工方法。指導(dǎo)信息化施工技術(shù)在信息技術(shù)的操作可以更詳細的提供施工作業(yè)人員，包括如何根據(jù)機械設(shè)備的操作和施工程序，選擇各部分的住房需求設(shè)計，為了防止機械和材料施工現(xiàn)場不必要的浪費，使施工質(zhì)量和安全保證。

2.3 一體化的裝修

在BIM模型中，業(yè)主可以看到各種管線的排布方式，設(shè)計方可在模型中經(jīng)過多次模擬，增加有限空間的利用率。當(dāng)業(yè)主的要求達到廣泛認可時，可按照業(yè)主的要求改動管線布置，諸如墻體顏色及墻體裝修方式、窗戶的改動與否等，業(yè)主只需購買少量家具即可拎包入住，無需等待冗長的裝修時間和避免裝修導(dǎo)致的化學(xué)氣體。

2.4 協(xié)同施工模式

作為工業(yè)化項目全壽命周期最為復(fù)雜的環(huán)節(jié)，施工安裝階段是建筑產(chǎn)品逐漸形成的過程，對施工現(xiàn)場場地的安排及安裝操作的技術(shù)均有特定要求，需要進行周密的事前考慮和規(guī)劃，否則就會對項目的質(zhì)量、工期和成本等造成嚴重影響。BIM 技術(shù)環(huán)境下，工業(yè)化項目的協(xié)同施工模型依然是借助同一個云端集成平臺進行具體施工過程的指導(dǎo)，設(shè)計工程師、施工項目經(jīng)理和施工技術(shù)人員都可運用 BIM技術(shù)在該平臺上進行施工模擬，分別針對本專業(yè)的問題與其他專業(yè)領(lǐng)域進行溝通和指導(dǎo)具體施工工作。并且，項目各專業(yè)的工程師均可通過該平臺檢索、獲取對自己有用的施工數(shù)據(jù)和信息，以此進行相關(guān)質(zhì)量、功能指標(biāo)的分析，這樣就可以在很大程度上避免施工現(xiàn)場安裝操作人員由于對施工圖紙的不理解或者誤解而引起施工工藝技術(shù)的操作流程錯誤或者構(gòu)建的不合格安裝等。

結(jié)束語

總而言之，目前對中國建筑業(yè)的發(fā)展目標(biāo)是成為一個新型的建筑產(chǎn)業(yè)化高效節(jié)能。為了實現(xiàn)中國建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，必須結(jié)合建筑業(yè)和信息技術(shù)，BIM和其他新興技術(shù)完全采用以促進企業(yè)更好更快發(fā)展建設(shè)。

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