構筑產(chǎn)業(yè)新生態(tài) 增強發(fā)展新動能

裝配式建筑的四大系統(tǒng)結構系統(tǒng)、外圍護系統(tǒng)、內裝系統(tǒng)、設備管線系統(tǒng)，不是孤立的系統(tǒng)，而是裝配式建筑的有機組成部分。裝配式建筑協(xié)同設計可以綜合四大系統(tǒng)，綜合不同設計平臺，用于設計和管理裝配式建筑。

基于平臺的裝配式建筑協(xié)同設計

與一般建筑的設計相比，裝配式建筑設計涉及的專業(yè)更多，除了建筑、結構、給排水、暖通、電氣5個專業(yè)外，還需要增加室內、幕墻、部品部件和造價等4個專業(yè)，進行同步協(xié)同設計。

裝配式建筑的設計應按照項目管理的理論，采用項目管理的工具和方法進行組織和協(xié)調。由于裝配式建筑的部品部件主要在工廠生產(chǎn)，這就要求在生產(chǎn)之前部品部件的設計必須完成，一旦生產(chǎn)啟動，臨時變更就會因為代價高昂而不具備可行性。因此，部品部件的設計成為生產(chǎn)之前最重要的一個制約因素。相反，一般的現(xiàn)澆建筑，只要還沒有施工，更改就有可能。裝配式建筑不能隨意更改的特點，恰恰是工業(yè)化生產(chǎn)的基本要求。因此，設計工作必須同步協(xié)同進行。

對裝配式混凝土建筑來說，預制混凝土構件受到設備管線預埋的制約，要求在構件深化設計進行之前，室內裝修的施工圖設計應該完成。同樣在主體結構上需要為外墻部件預留和預埋的連接件，也應在預制混凝土構件生產(chǎn)前做好設計，這就要求外墻的深化設計也要在結構構件的深化設計之前確定下來。一般來說，在建筑概念方案設計時，室內裝修和外墻的設計工作就要開始啟動；建筑初步設計開始前，室內裝修方案應該確定。

裝配式建筑設計組織可以利用專門的項目管理軟件，將相關專業(yè)的工作流程進行協(xié)同管理。需要重點關注的是專業(yè)之間的互提條件接口，控制好這些關鍵點，裝配式建筑的設計就會比較順暢。

設計標準化、生產(chǎn)工業(yè)化、安裝機械化

以北京建誼投資發(fā)展（集團）有限公司（以下簡稱“建誼集團”）的鋼結構+SI體系+BIM技術百年宅系統(tǒng)解決方案為例，該系統(tǒng)采用先進工業(yè)化集成技術和居住模式，以空間創(chuàng)新和技術創(chuàng)新賦予住宅全新概念。該產(chǎn)品體系主要包含三大核心內容：一是空間可變，打造全生命周期住宅。室內減少承重墻結構，實現(xiàn)大跨度空間，為將來戶型的可變調整預留可能性和自由度，實現(xiàn)在不同家庭人口模式下，空間可以根據(jù)需要進行自由分割，從而滿足不同人生階段的家庭生活需要。二是干式技術，實現(xiàn)內裝改修的便捷安全。改變了傳統(tǒng)內裝將各種管線埋設于結構墻體、樓板內的做法，通過采用SI 分離工法，如墻體與管線分離、輕鋼龍骨隔墻等干式技術，保證結構與設備管線維護和更換的便利性。三是工業(yè)化集成部品選用，通過采用整體廚衛(wèi)等工業(yè)化的部品系統(tǒng)，既順應了產(chǎn)業(yè)化發(fā)展方向，同時保證了建筑品質要求。

北京建誼投資發(fā)展（集團）有限公司是一家涉及科技創(chuàng)投、資本運作、智慧城市、BIM大數(shù)據(jù)云平臺服務、互聯(lián)網(wǎng)科技、地產(chǎn)開發(fā)、設計施工總承包一體化（EPC）、裝備制造、智慧物業(yè)運維等多業(yè)態(tài)的綜合型集團公司。具有地產(chǎn)開發(fā)、技術研究、設計、加工制造、施工總承包、運營維護全生命周期產(chǎn)業(yè)鏈條，具備國內、國際深度開發(fā)及技術推送能力，目前參與編制多本裝配式住宅相關規(guī)范，并參與多項裝配式鋼結構課題研發(fā)。

建誼集團在裝配式建筑，尤其是鋼結構住宅產(chǎn)業(yè)化方向不斷創(chuàng)新、勇于實踐，打造Sino Living Steel品牌，依托世界建筑大數(shù)據(jù)工業(yè)4.0商業(yè)平臺ChinaBIM網(wǎng)，逐漸形成了自己的核心技術和配套產(chǎn)品技術。

裝配式鋼結構建筑產(chǎn)品，包括結構系統(tǒng)、外圍護系統(tǒng)、內裝系統(tǒng)、設備與管線系統(tǒng)。

世界建筑大數(shù)據(jù)工業(yè)4.0商業(yè)平臺(EPC實現(xiàn)模式)。實現(xiàn)從部品資源配置、策劃、設計、施工與安裝、驗收、運營與維護全生命周期的同平臺工作。裝配式鋼結構住宅的生產(chǎn)涉及全產(chǎn)業(yè)鏈不同的資源廠家和建筑全生命周期各階段的復雜工況，平臺應用和信息化體系建立非常重要。包括基于互聯(lián)網(wǎng)云技術的協(xié)同平臺建立及協(xié)同機制；BIM模型體系、標準；基于BIM模型數(shù)據(jù)的應用分析技術；基于BIM和云協(xié)同技術的大后臺小前臺、設計施工一體化工作模式實現(xiàn)的技術路徑。

建誼集團以產(chǎn)品為基礎，以平臺為手段進行資源整合及產(chǎn)業(yè)化布局與推廣。一方面，BIM和云協(xié)同技術的出現(xiàn)為裝配式鋼結構住宅的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供了信息化工具。涉及全生命周期各階段虛擬部品、模塊化綜合部品、BIM軟件模板、前期方案模型及投資模型、施工圖模型、設計深化模型、模型4D/5D應用、竣工模型、運維模型、BIM軟件插件管理等。

另一方面，實現(xiàn)了虛擬營造。即在建筑真正實施前，在電腦虛擬環(huán)境中模擬設計結果和建造過程，為項目決策提供依據(jù)、降低風險。虛擬營造之“營”即是建筑系統(tǒng)模型與構件裝配模型的建立過程；虛擬營造之“造”，是對建筑系統(tǒng)模型、構件裝配模型以及非實體模型的應用過程。虛擬營造完成之后的數(shù)據(jù)信息，將指導項目現(xiàn)場實施，大大降低了傳統(tǒng)模式帶來的風險和成本浪費。

此外，實現(xiàn)了構件級異地協(xié)同。由于鋼結構裝配式住宅涉及多種部品資源，各部品商在虛擬營造過程中，基于BIM模型的在線協(xié)同非常重要。在設計階段是基于建筑、結構和機電系統(tǒng)的協(xié)同以解決系統(tǒng)矛盾。在部品深化階段，各生產(chǎn)商在同一模型上若能在線時時溝通進行部品深化、協(xié)調工藝和構造方式，將大大降低錯誤和風險。在虛擬建造階段，需要建立各種施工工具、場地布置、安全模型等，模擬施工建造過程。因不同部品商處于異地，多方基于互聯(lián)網(wǎng)和BIM技術實現(xiàn)多方同臺工作的模式；在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，各生產(chǎn)商虛擬部品可基于互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)共享，設計師、工程師可快速選擇合適的建筑部品。

具體而言，在設計階段，各專業(yè)基于同一個BIM模型進行協(xié)同工作，并在線基于模型數(shù)據(jù)進行協(xié)同對話。同時通過部品部件的研究，將建筑產(chǎn)業(yè)化工作前置到設計端，直接輸出工廠部品部件模型，對接生產(chǎn)。施工時，各方根據(jù)平臺上模型進行工序安排、工藝規(guī)劃等工作，做到先虛擬后施工。建筑師、結構工程師、生產(chǎn)廠家協(xié)同安裝工程師從方案階段直到實施的全過程密切配合、共同創(chuàng)作，實現(xiàn)設計生產(chǎn)施工的一體化。

在生產(chǎn)階段，依托BIM技術，利用BIMcloud云平臺，可視化的管理技術，協(xié)同構件廠共同制定生產(chǎn)工藝流程、品質管控流程，實現(xiàn)設計生產(chǎn)的無縫對接。

在施工階段，通過虛擬施工，完成施工模型搭建、安裝工藝流程、品質管控流程、施工組織設計、技術交底、質量驗收等，由產(chǎn)業(yè)化工人完成現(xiàn)場裝配作業(yè)。通過BIM云平臺，提升業(yè)主項目的管理能力，標準化部件、標準化流程形成了多部門協(xié)同工作的無縫對接。項目現(xiàn)場通過移動設備即時獲取BIM模型信息，構件信息與現(xiàn)場實際施工進行比對，解決圖紙疑難問題，降低各參建方的溝通成本。

依托BIM技術，利用BIM云平臺，可以打通設計標準化、生產(chǎn)工業(yè)化、安裝機械化的數(shù)據(jù)鏈，實現(xiàn)現(xiàn)場的施工進度同物流配送、安裝施工的可視化管理，以及部品部件跟蹤。

構建裝配式建筑開放生態(tài)平臺

裝配式建筑是一個完整的、系統(tǒng)的集成部品，是各專業(yè)的集成。從全產(chǎn)業(yè)鏈的角度統(tǒng)籌考慮，協(xié)同設計、生產(chǎn)、運輸、施工、安裝、維護，只有通過基于智能經(jīng)濟的產(chǎn)業(yè)化能力和基于平臺經(jīng)濟的社會化分享模式，才能使企業(yè)以更低的成本開展裝配式建筑的建設和運營。裝配式建筑開放生態(tài)平臺的出現(xiàn)，將徹底改變目前建筑建設、運營、使用粗放的問題，通過開放的大眾創(chuàng)新賦能平臺，實現(xiàn)跨企業(yè)、跨領域的大規(guī)模開源協(xié)作創(chuàng)新。

以建誼集團鋼結構裝配住宅實施項目——北京市豐臺區(qū)成壽寺定向安置房為例。根據(jù)鋼結構裝配式住宅內在特點，在BIM軟件體系選擇中，建誼集團經(jīng)過全球考察比選，選定內梅切克GRAPHISOFT ARCHICAD 作為主模型建立平臺，采用其BIMcloud 平臺作為基于構件級的異地協(xié)同平臺。各階段、各參與方均在BIMcloud 上基于不同階段模型開展工作。業(yè)主、建筑師、施工方等多方通過BIMcloud 上的ARCHICAD模型進行數(shù)據(jù)和信息共享。

BIM模型存儲云服務器上，可實現(xiàn)模型的建立、調用、信息加載與提取，各參與方通過不同的權限獲取對模型和信息的參與權。方案階段開始，全部在ARCHICAD 中完成方案設計，通過不同單元間的嵌套，又衍生出多種戶型。施工圖階段，全部在ARCHICAD 中完成建筑專業(yè)設計，并將TEKLA 鋼結構模型通過IFC 格式導入ARCHICAD 進行精細化協(xié)調。

鋼結構裝配住宅是裝配化率最高的住宅，涉及多種不同生產(chǎn)商的部品，如何協(xié)同各方共享信息模型、協(xié)同工作，處理好不同部品間的構造和工藝關系，是設計的關鍵。采用GRAPHISOFT ARCHICAD和BIMcloud模型協(xié)調平臺，提出了虛擬營造的工作模式，虛擬營造完成后，將形成指導現(xiàn)場實施的精確數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)基于增量傳輸技術的構件級異地協(xié)同，大大提高了信息共享和協(xié)同的效率，實現(xiàn)建筑產(chǎn)業(yè)化與建筑信息化的高度結合。這一協(xié)同設計的方法，改變了傳統(tǒng)基于二維CAD 圖紙的外部引用的設計方法，各設計參與方可直接在云平臺上基于建筑構件進行協(xié)同設計。