基于BIM技術(shù)的綠色裝配式發(fā)展策略研究
——以大別山地區(qū)為例

謝 軒，涂勁松，覃愛民，董文秀，黃 潤(rùn)

(1.皖西學(xué)院 建筑與土木工程學(xué)院，安徽 六安237012；2.皖西學(xué)院 環(huán)境與旅游學(xué)院，安徽 六安 237012)

建筑產(chǎn)業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要的支柱產(chǎn)業(yè)，在行業(yè)的科技轉(zhuǎn)型中，綠色裝配式建筑應(yīng)運(yùn)而生，這種建筑方式不同于傳統(tǒng)施工工藝，其建筑的各部分構(gòu)件主要是由裝配式工廠加工成型，再通過專業(yè)的運(yùn)輸設(shè)備，將各部分構(gòu)件運(yùn)往項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行精準(zhǔn)拼接安裝，具有設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、生產(chǎn)工廠化、施工裝配化、裝修一體化、管理信息化、應(yīng)用智能化等特征。綠色裝配式建筑的施工方式及工藝適用面廣，預(yù)制構(gòu)件的選材包括傳統(tǒng)的鋼筋混凝土材料，同時(shí)在木結(jié)構(gòu)建筑和鋼結(jié)構(gòu)建筑中也有廣泛的應(yīng)用，發(fā)展前景廣闊[1]。

伴隨著建筑信息化技術(shù)的發(fā)展，智能化、模塊化建筑成為建筑發(fā)展的主流，尤其以BIM技術(shù)應(yīng)用、裝配式集成建筑應(yīng)用最為典型。國(guó)家和各省市陸續(xù)出臺(tái)了促進(jìn)裝配式發(fā)展的政策文件，安徽省在2016年發(fā)布了《安徽省人民政府辦公廳關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的通知》，明確了綠色裝配式建筑的發(fā)展目標(biāo)，要求到2025年，新建建筑的裝配式設(shè)計(jì)面積占比的15%在五年內(nèi)提升到30%[2]。

大別山地區(qū)作為建筑產(chǎn)業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)型的重點(diǎn)地區(qū)，其BIM裝配式技術(shù)及項(xiàng)目開展如火如荼，但受限于相關(guān)因素，裝配式建筑在新建建筑中進(jìn)程緩慢。BIM與裝配式技術(shù)的結(jié)合，不僅能夠助推地方乃至全國(guó)建筑行業(yè)的進(jìn)一步優(yōu)化發(fā)展，同時(shí)對(duì)實(shí)踐綠色建筑發(fā)展等有著積極的作用，深入剖析BIM技術(shù)在裝配式建筑發(fā)展中的策略，有助于更好的指導(dǎo)裝配式建筑行業(yè)在未來技術(shù)發(fā)展的潮流中找準(zhǔn)方向。

一、大別山地區(qū)裝配式建筑發(fā)展劣勢(shì)分析

(一)大別山地區(qū)裝配式企業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1.裝配式生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量不足

大別山地區(qū)裝配式企業(yè)起步較晚，具有加工生產(chǎn)裝配式構(gòu)件的基地?cái)?shù)量不足，行業(yè)影響程度遠(yuǎn)不如其他地區(qū)，政府配套相關(guān)扶持政策不夠全面，容易引發(fā)價(jià)格壟斷等不利于裝配式前期發(fā)展的現(xiàn)象。最終導(dǎo)致建筑開發(fā)成本上升，降低了裝配式建筑在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力，導(dǎo)致本地區(qū)開發(fā)企業(yè)不愿開發(fā)裝配式建筑項(xiàng)目。

2.產(chǎn)業(yè)技術(shù)能力不高

大別山地區(qū)的裝配式建筑一般都是政府主導(dǎo)的保障房工程，而保障性住房建設(shè)工程一般為當(dāng)?shù)匦姓鞴懿块T牽頭項(xiàng)目，其建造施工要求適應(yīng)裝配式建筑發(fā)展特點(diǎn)，是當(dāng)?shù)匮b配式企業(yè)理想的建設(shè)方向，但大別山地區(qū)受限于環(huán)境發(fā)展因素，目前并不具備高程度發(fā)展裝配式保障住房的條件，企業(yè)缺少驗(yàn)證實(shí)施裝配式建筑技術(shù)的舞臺(tái)，其產(chǎn)業(yè)技術(shù)能力的提升也受到限制。

3.裝配式企業(yè)在政策和技術(shù)方面受限較大

建設(shè)施工企業(yè)受制于政策及技術(shù)方面的不利因素，自身在推廣普及裝配式建筑項(xiàng)目方面就失去了優(yōu)勢(shì)，同時(shí)作為甲方的項(xiàng)目需求單位也無法對(duì)實(shí)際工程給予多方面的優(yōu)惠及幫助，最終導(dǎo)致大別山地區(qū)的裝配式生產(chǎn)單位在較大阻力的項(xiàng)目發(fā)展過程中失去積極性，企業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)出整體數(shù)量偏少，產(chǎn)業(yè)布局過于集中的現(xiàn)象，影響了地區(qū)裝配式技術(shù)及企業(yè)的發(fā)展步伐，目前大別山地區(qū)裝配式部分企業(yè)布局和企業(yè)現(xiàn)狀如表1所示。

表1 安徽大別山地區(qū)綠色裝配式生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)狀一覽表(截至2019年數(shù)據(jù))

(二)生產(chǎn)能力

大別山地區(qū)的裝配式企業(yè)在面對(duì)各種不利條件的情況下，自身發(fā)展也有著不一樣的特點(diǎn)，本土企業(yè)如安徽高迪環(huán)保在前期的打造中已經(jīng)形成規(guī)模，同時(shí)興起的一批裝配式建筑科技企業(yè)如安徽中擎公司、安徽華景公司等也在積極向建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化企業(yè)轉(zhuǎn)型。在這個(gè)過程中，大別山地區(qū)也涌現(xiàn)出一批具有代表性的裝配式建筑案例，如皖西賓館、索伊大廈等，一批產(chǎn)業(yè)化裝配式項(xiàng)目如和美佳苑、鳳凰苑二期等順利推進(jìn)，目前已經(jīng)完工和正在建設(shè)的部分裝配式建筑如表2所示。

表2 大別山地區(qū)綠色裝配式已建項(xiàng)目實(shí)施一覽表

但鑒于大別山地區(qū)裝配科技發(fā)展環(huán)境的制約，其模具研發(fā)成本及維護(hù)施工成本遠(yuǎn)高于目前主流的現(xiàn)澆一體式項(xiàng)目，新產(chǎn)品構(gòu)件的開發(fā)難度及團(tuán)隊(duì)研發(fā)成本讓許多裝配式企業(yè)望而卻步，受止于前期過高的科技研發(fā)投入，及后期不可控的效益回收，大多數(shù)企業(yè)在初期產(chǎn)能預(yù)期與最終實(shí)際產(chǎn)能指標(biāo)相差較大。

(三)BIM技術(shù)應(yīng)用方面

1.裝配式建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不完善

以裝配式生產(chǎn)方式為主的建筑工程中，在各環(huán)節(jié)都需要有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)作為參考，裝配式建筑必須做到有標(biāo)準(zhǔn)可依，而在大別山地區(qū)的裝配式企業(yè)發(fā)展尚處于起步階段，本地的建筑行業(yè)發(fā)展速度與規(guī)模也處于初步階段，與其他地區(qū)成熟的大型裝配式企業(yè)相比，在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)這一塊很難形成統(tǒng)一且合理的標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)應(yīng)用也呈現(xiàn)出遍地開花，家家不同的現(xiàn)象，同發(fā)達(dá)地區(qū)借鑒的相關(guān)技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，也不能夠很好地適應(yīng)大別山地區(qū)裝配式建筑技術(shù)應(yīng)用的實(shí)際環(huán)境[3]。

2.模數(shù)制體系不健全

發(fā)展BIM裝配式建筑技術(shù)的一個(gè)重要手段就是實(shí)現(xiàn)建筑模數(shù)體系的最大化，而大別山本土地區(qū)的裝配式企業(yè)，在BIM設(shè)計(jì)階段，對(duì)于構(gòu)件的收集手段主要依托軟件廠商提供的云族庫(kù)，以及自身預(yù)制裝配生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力，對(duì)于部分部品構(gòu)件的使用則是協(xié)調(diào)大于設(shè)計(jì)，企業(yè)與企業(yè)間也是各自為政，在相互的研討交流工作中并沒有針對(duì)通用的地方模數(shù)體系進(jìn)行探討，導(dǎo)致企業(yè)的模數(shù)體系適用面窄，無法激發(fā)企業(yè)研發(fā)探討模數(shù)體系的熱情。

3.BIM信息技術(shù)應(yīng)用程度不夠

裝配式建筑在生產(chǎn)過程中，其主要運(yùn)用到的技術(shù)包括BIM全過程智能信息展示和RFID數(shù)據(jù)識(shí)別手段，這兩種技術(shù)方式能夠很好地體現(xiàn)裝配式建筑與傳統(tǒng)建筑在項(xiàng)目初期、中期以及后期維護(hù)中的不同，也是裝配技術(shù)的主要魅力所在[4]。而目前大別山地區(qū)的裝配式信息技術(shù)手段流于表面，對(duì)BIM信息化技術(shù)及RFID技術(shù)的運(yùn)用很少見到，對(duì)兩者的實(shí)踐則更多的處于理論研究階段，應(yīng)用程度不高，導(dǎo)致裝配式建筑在后期的成果展示中與傳統(tǒng)建筑手段差別不大，形成阻礙。

(四)政策方面

1.裝配式政策規(guī)范不完善

目前激勵(lì)裝配式建筑發(fā)展的相關(guān)落地政策標(biāo)準(zhǔn)尚不完善，資金上的支持不夠充分，在稅收上存在很多不合理的地方。裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系與現(xiàn)澆建筑存在很大不同，裝配式建筑實(shí)施過程中所參照的相關(guān)規(guī)范依然不統(tǒng)一，不利于其在實(shí)際工程中的應(yīng)用與推廣。

2.激勵(lì)性文件力度不夠

裝配式建筑的發(fā)展離不開當(dāng)?shù)卣姆龀终叩拇罅χС郑v觀大別山地區(qū)行政部門的優(yōu)惠政策文件，不難發(fā)現(xiàn)其主要內(nèi)容是以上級(jí)部門下達(dá)的硬性指標(biāo)為主，大多為結(jié)果與目標(biāo)性質(zhì)的強(qiáng)制要求，在激勵(lì)性政策方面有所不足，還需要在更多的方面和更加強(qiáng)力的措施來提升裝配式建筑的發(fā)展空間。

二、裝配式建筑發(fā)展的優(yōu)勢(shì)分析

(一)高新技術(shù)基地

裝配式建筑基地，具有非常強(qiáng)的輻射能力，特別是對(duì)于大別山地區(qū)來說，不論在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)等過程中，都需要不斷的實(shí)踐探索，而產(chǎn)業(yè)化基地正好可以在園區(qū)內(nèi)完成這一過程。在這幾年的建筑行業(yè)科技研發(fā)過程中，本土行業(yè)也衍生出眾多優(yōu)秀的領(lǐng)先企業(yè)及產(chǎn)業(yè)園，在大量的實(shí)踐過程中，這些企業(yè)不斷探索，通過多渠道多手段，與地方高校及科研院所合力培養(yǎng)裝配式專業(yè)隊(duì)伍，積極與社會(huì)政府及同行業(yè)溝通，了解社會(huì)需要，奠定了高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)基地的基石。

(二)對(duì)建筑節(jié)能減排的要求

自從國(guó)家建設(shè)部門對(duì)綠色建筑實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)頒布具體要求以來，建筑施工單位的施工環(huán)境要求越來越嚴(yán)格，建設(shè)成本也越來越高[5]。大別山地區(qū)作為全國(guó)重要的生態(tài)環(huán)境保護(hù)地，更應(yīng)該積極發(fā)揮其綠色生態(tài)的地域特點(diǎn)所帶來的優(yōu)勢(shì)，低效高能耗的建筑施工方式終將因國(guó)家節(jié)能減排等相關(guān)政策的限制而慢慢退出市場(chǎng)。反觀裝配式建筑其可持續(xù)發(fā)展的特點(diǎn)，以及對(duì)資源和環(huán)境的友好性，可以預(yù)估裝配式建筑這種新建筑方式所帶來的巨大的行業(yè)效益。

(三)政府民生工程對(duì)裝配式建筑的促進(jìn)

國(guó)家發(fā)展規(guī)劃中，明確提出大力建設(shè)民生住房，用來保障國(guó)內(nèi)低收入群體的基本住房權(quán)利，大別山地區(qū)在發(fā)展過程中，必將迎來大量的城市建筑改遷工程，對(duì)于需要適時(shí)發(fā)展裝配式建筑的企業(yè)和施工單位來說，在政府相關(guān)政策的保障及住房建設(shè)規(guī)模的刺激下，組織專業(yè)的團(tuán)隊(duì)，對(duì)裝配式建筑所需要的標(biāo)準(zhǔn)化模塊及構(gòu)件、BIM等相關(guān)技術(shù)進(jìn)行行業(yè)研發(fā)及整合，并最終形成符合大別山地區(qū)裝配式建筑發(fā)展的行業(yè)公認(rèn)全流程標(biāo)準(zhǔn)將是最好的契機(jī)。

近年來，大別山地區(qū)高度重視綠色裝配式建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并進(jìn)行了多角度全方位的大力支持。在原有傳統(tǒng)裝配制造產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)之上，對(duì)新裝配式建筑項(xiàng)目的落地發(fā)展也是不遺余力地推進(jìn)，堅(jiān)持內(nèi)育外聯(lián)，一手抓企業(yè)培育，著力引導(dǎo)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，一手抓招商引資，為發(fā)展綠色裝配式建筑產(chǎn)業(yè)奠定基礎(chǔ)。

三、大別山地區(qū)裝配式建筑發(fā)展推進(jìn)策略

(一)建立完善的裝配式建筑政策標(biāo)準(zhǔn)及發(fā)展措施

在當(dāng)前階段，大別山地區(qū)裝配式建筑行業(yè)發(fā)展必須依托政府相關(guān)傾斜政策的扶持，以便從事該行業(yè)的企業(yè)單位在主導(dǎo)思想政策的引領(lǐng)下盡量規(guī)避不可預(yù)測(cè)的行業(yè)風(fēng)險(xiǎn)及高額成本所帶來的建設(shè)投資壓力。鑒于目前多數(shù)地區(qū)出臺(tái)的相關(guān)優(yōu)惠政策，在具體的支持措施上應(yīng)有明確量化條款方便掌握與實(shí)施。如對(duì)裝配式企業(yè)在項(xiàng)目建設(shè)用地、投資貸款額度、資金補(bǔ)助、項(xiàng)目設(shè)計(jì)指標(biāo)及減免稅賦等方面制定明確的量化扶持標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)對(duì)裝配式行業(yè)所關(guān)心的構(gòu)件計(jì)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的制定，政府職能部門應(yīng)主動(dòng)聯(lián)系企業(yè)，協(xié)同進(jìn)行編制，這樣才能夠讓裝配式企業(yè)在政策上相信本土政府主管部門的誠(chéng)意，感受到明確的政策支持力度，在項(xiàng)目投資與實(shí)施前期，才能明確企業(yè)在發(fā)展過程中的投入與回報(bào)，增強(qiáng)企業(yè)及施工單位在本土地區(qū)進(jìn)行行業(yè)技術(shù)推廣應(yīng)用的信心。

(二)技術(shù)方面推進(jìn)策略

完善的技術(shù)體系是開展裝配式建筑的基礎(chǔ)，大別山地區(qū)的裝配式建筑發(fā)展剛剛起步，尚未形成系統(tǒng)性的規(guī)范體系，而裝配式建筑在整個(gè)施工流程中的各個(gè)環(huán)節(jié)都需要有相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)作為依據(jù)，這直接阻礙了裝配式建筑項(xiàng)目在本土地區(qū)的進(jìn)一步發(fā)展。

1.實(shí)行裝配模數(shù)化

裝配式企業(yè)在發(fā)展自身技術(shù)力量的同時(shí)，應(yīng)該以實(shí)現(xiàn)建筑構(gòu)件模塊化為主要研究核心，在設(shè)計(jì)階段就要考慮建筑各部分構(gòu)件的合理模塊，并在模塊數(shù)量達(dá)到一定規(guī)模的時(shí)候進(jìn)行篩選，對(duì)常用模塊進(jìn)行通用數(shù)據(jù)庫(kù)改良，形成通用裝配模塊數(shù)據(jù)庫(kù)。大別山地區(qū)的裝配式研發(fā)企業(yè)，應(yīng)在部門中設(shè)置專門的模塊數(shù)據(jù)處理中心，并于其他企業(yè)及施工單位形成數(shù)據(jù)互聯(lián)，通過項(xiàng)目實(shí)踐的方式，分析優(yōu)化數(shù)據(jù)庫(kù)中的模塊使用情況，最終形成具有符合地方特色的構(gòu)件庫(kù)及相應(yīng)數(shù)據(jù)目錄。以此為基礎(chǔ)形成的通用模塊數(shù)據(jù)，具有符合本土地區(qū)項(xiàng)目需要的通用性及豐富度，是實(shí)現(xiàn)大別山區(qū)域內(nèi)裝配式建筑跨越式發(fā)展的重要手段和措施。

2.完善模塊構(gòu)件的通用和專用體系

在形成一定規(guī)模的模塊數(shù)據(jù)庫(kù)之后，本土地區(qū)行業(yè)需要在大量BIM裝配式工程實(shí)踐的基礎(chǔ)上，形成對(duì)裝配式構(gòu)件進(jìn)行篩選的行之有效的方法，并以此來劃分構(gòu)件庫(kù)中的常用構(gòu)件模塊和特殊構(gòu)件模塊，這樣，在未來形成行業(yè)聯(lián)盟的大背景下，各個(gè)BIM裝配式施工企業(yè)及單位，才有可能在龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)中，快速有效的選擇甄別符合自己地方項(xiàng)目的構(gòu)件模型。對(duì)于大別山地區(qū)而言，BIM裝配式尚處于起步階段，所涉及的項(xiàng)目多為政府投資建設(shè)的民生類公寓，前期發(fā)展通用模塊體系將會(huì)是大多數(shù)裝配式企業(yè)的選擇，在這些選擇下進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和篩查，可以得到適合于專用模塊體系的數(shù)據(jù)信息，最終形成適應(yīng)于大別山地區(qū)的較為完整統(tǒng)一的裝配式模塊通用及專用體系。

(三)構(gòu)件設(shè)計(jì)-施工一體化，成立行業(yè)聯(lián)盟

大別山地區(qū)的裝配式建筑企業(yè)和施工單位在整個(gè)項(xiàng)目流程中，各環(huán)節(jié)面對(duì)的問題很多，但是結(jié)合業(yè)界成熟地區(qū)的發(fā)展成果來看，未來的裝配式企業(yè)必須將設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)與施工及后期維護(hù)這幾大塊統(tǒng)一起來形成體系。這種統(tǒng)一要從項(xiàng)目招投標(biāo)環(huán)節(jié)入手，在項(xiàng)目發(fā)包制度上實(shí)行一體化招標(biāo)，要求企業(yè)具有設(shè)計(jì)施工一體化資質(zhì)，避免設(shè)計(jì)與施工脫節(jié)。這樣才能在建設(shè)過程中做到設(shè)計(jì)與施工環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)有效聯(lián)系，避免因溝通不暢帶來的多次返工等影響工程進(jìn)度及提高建設(shè)成本的問題，發(fā)揮裝配式建筑的精髓魅力。

隨著企業(yè)實(shí)施一體化建設(shè)的不斷深入，相適應(yīng)的裝配式行業(yè)鏈也會(huì)逐步的產(chǎn)生[6]，裝配式起步較晚的企業(yè)將會(huì)主動(dòng)地參與到行業(yè)當(dāng)中，在缺乏相關(guān)的裝配式建設(shè)技術(shù)的環(huán)境中，這些企業(yè)將積極尋找與成熟單位的合作與支持機(jī)會(huì)，至此將形成大別山地區(qū)推廣建設(shè)行業(yè)聯(lián)合體的基礎(chǔ)。這樣的環(huán)境的形成，不僅可以避免擁有技術(shù)優(yōu)勢(shì)的企業(yè)獨(dú)自面對(duì)行業(yè)沖擊，減少個(gè)體面對(duì)大環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)可以推進(jìn)不同類型的裝配式企業(yè)間的聯(lián)系與溝通，讓大家找到自己的發(fā)展優(yōu)勢(shì)，共同抵御行業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，成為促進(jìn)大別山地區(qū)BIM裝配式行業(yè)發(fā)展的集體力量。

(四)建立良好裝配式技術(shù)人才培養(yǎng)體系

制定裝配式高端人才引進(jìn)補(bǔ)貼政策，注重能力建設(shè)、完善激勵(lì)政策推動(dòng)裝配式建筑職業(yè)教育、加強(qiáng)人員培訓(xùn)等多種形式培養(yǎng)熟練的裝配式施工隊(duì)伍，達(dá)到提升效率、節(jié)約工期、減少時(shí)間成本的目的。加強(qiáng)人才培養(yǎng)，積極探索和建立裝配式建筑人才引進(jìn)培養(yǎng)機(jī)制，加強(qiáng)裝配式企業(yè)高層次管理人員的培養(yǎng)和儲(chǔ)備。

促進(jìn)六安地區(qū)高校與企業(yè)的聯(lián)合人才培養(yǎng)，相關(guān)高校土木和管理專業(yè)結(jié)合實(shí)際增設(shè)建筑信息化課程，要增設(shè)BIM、RFID等新技術(shù)、新軟件課程。對(duì)已就業(yè)人員加強(qiáng)技術(shù)類、管理類培訓(xùn)，增設(shè)相關(guān)資格認(rèn)證考試，以期培養(yǎng)一大批高質(zhì)量、掌握新技術(shù)的專業(yè)人才，以滿足未來十年市場(chǎng)對(duì)人才的需求。

四、結(jié)論

積極推進(jìn)BIM技術(shù)和裝配式建筑有利于建筑現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)鏈集成，在充分了解業(yè)內(nèi)對(duì)BIM及裝配式技術(shù)的相關(guān)優(yōu)劣勢(shì)的前提下進(jìn)行策略整合，將有助于加快推進(jìn)建筑標(biāo)準(zhǔn)化及裝配化，是未來建筑業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)過程中十分重要的環(huán)節(jié)。