基于BIM和多維集成管理的裝配式建筑推廣研究

(沈陽建筑大學(xué)　遼寧　沈陽　110168)

一、引言

項目工程的成功主要取決于項目參與各方(設(shè)計方、業(yè)主方、施工方、監(jiān)理方等)之間信息交流的及時性和有效性。建筑施工領(lǐng)域的大多數(shù)問題，如管理錯亂、質(zhì)量參差不齊、建設(shè)成本增加等都與項目各方管理人員之間管理、信息交流有關(guān)。由于裝配式建筑管理的特殊性、復(fù)雜性和建筑工程信息的多變性，因此項目管理人員需做好裝配式建筑信息創(chuàng)建、集成管理和信息共享工作，并在BIM技術(shù)和多維集成管理理論協(xié)調(diào)管理下，推動裝配式建筑向前發(fā)展。

二、研究現(xiàn)狀

建設(shè)工程信息的創(chuàng)建過程，由建筑信息模型化(building information modeling，BIM)，即從3D到nD(n Dimensions，多維)的集成管理，進(jìn)一步實現(xiàn)多專業(yè)和多階段已創(chuàng)建數(shù)據(jù)的共享。Bim技術(shù)具有信息完備性、關(guān)聯(lián)性、一致性等優(yōu)勢[1]。對于多維集成管理，n D的含義是指建設(shè)工程隨生命周期而表現(xiàn)出的多個方面，包括空間三維、時間或進(jìn)度維、費用維、質(zhì)量維、安全維、能維、光維、熱維等，可解釋為運用工程管理理論和信息技術(shù)等手段，將工程多維集中在一起管理[2]。

2015年末，政府出臺《建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展綱要》，決定全國全面推廣裝配式建筑，提高裝配式建筑新建比例。2016年9月，國務(wù)院辦公廳《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》提出“力爭用10年時間實現(xiàn)裝配式建筑占新建建筑面積的比例達(dá)到30%”的目標(biāo)。

三、裝配式建筑發(fā)展趨勢

新形勢下，我國建筑業(yè)急需轉(zhuǎn)型升級和創(chuàng)新發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)和科技成果的不斷融入，裝配式建筑的發(fā)展趨勢可歸結(jié)為：BIM技術(shù)、多維集成管理、裝配式建筑四階段一體化管理。

過去的產(chǎn)業(yè)流程通常為設(shè)計、生產(chǎn)、施工各方人員互不干擾。這種流程對于信息的傳遞、分享和專業(yè)間的協(xié)同配合有很大影響。裝配式體系的關(guān)鍵是對產(chǎn)業(yè)流程各環(huán)節(jié)之間的協(xié)調(diào)配合，顯著特征為將原產(chǎn)業(yè)鏈中各過程前置。在多維集成管理理論下，通過BIM技術(shù)平臺，將各階段集成管理，充分模擬、協(xié)調(diào)各階段管理工作流程[3]。理想的模式是：設(shè)計院各專業(yè)(建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備)均在同一個模型上面協(xié)同工作，由建筑專業(yè)創(chuàng)建建筑模型，其它各專業(yè)在建筑模型的基礎(chǔ)上，對模型進(jìn)行信息深化，進(jìn)行各自的專業(yè)設(shè)計。設(shè)計結(jié)束后，向業(yè)主提供完整的、包含全專業(yè)設(shè)計內(nèi)容的綜合模型。這個模型里已經(jīng)實現(xiàn)了可視化設(shè)計、協(xié)同設(shè)計、性能化分析、以及管線綜合的相關(guān)內(nèi)容。業(yè)主根據(jù)BIM模型，向施工及運維方向去延伸，以實現(xiàn)建筑全生命周期的運維[4]。

四、裝配式建筑發(fā)展推廣存在的問題

(一)政府指導(dǎo)性標(biāo)準(zhǔn)、文件不健全

目前，《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ1—2014)、《裝配式混凝土建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T51231—2016)《裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T51232-2016等已能初步滿足裝配式建筑發(fā)展的基本需求。但是對于專用構(gòu)配件和專用密封、功能材料類(保溫、阻燃等)的標(biāo)準(zhǔn)文件還未出臺。

(二)建筑形式多樣性與裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化之間的矛盾

推廣裝配式建筑，必須兼顧建筑本身的多樣性和構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)性之間的關(guān)系。構(gòu)件在工廠中大批量生產(chǎn)，為形成規(guī)模效益必須要實現(xiàn)部品部件的標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化，但是由于建筑還應(yīng)滿足人類審美的需求，以及地理、區(qū)位條件的限制，建筑設(shè)計在更多時候往往體現(xiàn)出個性化、多樣化的特點。

(三)現(xiàn)階段裝配式建筑成本高于傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑

目前裝配式住宅的建造成本比傳統(tǒng)方式高500元/平方米左右。成本的提高導(dǎo)致現(xiàn)階段裝配式建筑的推廣多是政府保障房工程項目。裝配式建筑成本增加原因有三個，1、裝配式建筑剛推入市場，尚未形成規(guī)模效益；2、裝配式建筑所用工業(yè)化產(chǎn)品意味著需要繳納17%的增值稅；3、建設(shè)管理體制不全，未形成集成管理。

(四)科技化、全面性、和專業(yè)化隊伍亟待建設(shè)

產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級需要相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)人才作為支撐。未來建筑業(yè)更需要具備設(shè)計、管理、信息技術(shù)等多專業(yè)背景的復(fù)合型人才。人才培養(yǎng)是一個循序漸進(jìn)的過程，未來可以通過開展校企合作，在更高教育層次上培養(yǎng)綜合性人才，加快形成專業(yè)化、科技化的創(chuàng)新人才隊伍。

五、基于BIM技術(shù)和多維集成管理理論下裝配式建筑研究體系

BIM技術(shù)平臺的可視化、協(xié)調(diào)性等優(yōu)勢特征，加強了各專業(yè)之間的協(xié)調(diào)，提高了設(shè)計溝通的效率，但BIM技術(shù)信息的傳遞、共享多局限于設(shè)計專業(yè)人員，與項目其它參與方交流不足，BIM技術(shù)平臺協(xié)調(diào)管理維度也具有局限性。對于大型、復(fù)雜建設(shè)項目的資源維、質(zhì)量維等方面不能做到協(xié)調(diào)、集成管理。這種割裂管理模式，不僅造成建設(shè)工程施工過程管理程序復(fù)雜，而且導(dǎo)致工程建設(shè)信息創(chuàng)建、傳遞、共享不能形成閉環(huán)，增加建設(shè)管理難度。

本文筆者將建立BIM技術(shù)—多維集成管理—裝配式建筑三方集成管理模型，如圖1所示。

圖1　三者關(guān)聯(lián)圖

六、結(jié)束語

BIM技術(shù)在世界范圍內(nèi)的推廣應(yīng)用日益廣泛和深化，為裝配式建筑的發(fā)展提供了信息化集成的基礎(chǔ)。裝配式建筑的核心是“集成”，BIM技術(shù)是“集成”的手段。多維集成管理理論是“集成”的理論。在對裝配式建筑發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢進(jìn)行研究后，相關(guān)科學(xué)技術(shù)工作者需要找出多維集成管理理論的實現(xiàn)基礎(chǔ)。通過將裝配式建筑工程組件、工程量清單項、工程進(jìn)度安排，以及時間、空間、光照、能源分析等提供好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，覆蓋到裝配式建筑的全生命周期，運用BIM技術(shù)平臺形成“3D+進(jìn)度+成本”等多維管理系統(tǒng)，甚至到n維管理系統(tǒng)。形成新型裝配式建筑工業(yè)化，加快推進(jìn)我國裝配式建筑的發(fā)展。