楊忠治
中國(guó)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(guó)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(zhǔn)化設(shè)計(jì)、預(yù)制化生產(chǎn)、機(jī)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(shí)現(xiàn)建筑施工的標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化和社會(huì)化,從而以較高的建筑工程質(zhì)量和精細(xì)化人文化的管理手段,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排與資源節(jié)約,達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)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(shí)意義?;诖耍疚膶⒅胤治鎏接懟贐IM技術(shù)的建筑工業(yè)化發(fā)展,以期能為以后的實(shí)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
如果說建筑工業(yè)化的發(fā)展是一場(chǎng)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(qiáng)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(qiáng)調(diào)項(xiàng)目整體成套的集成生產(chǎn)技術(shù),以實(shí)現(xiàn)建筑產(chǎn)品全壽命周期價(jià)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(jì)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(jí)。新型建筑工業(yè)化強(qiáng)調(diào)“新型”二字,主要突出以下“五化”的整體驅(qū)動(dòng):①建筑設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化即建筑項(xiàng)目相關(guān)部品、構(gòu)件、單元和戶型等的標(biāo)準(zhǔn)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(shí)還有裝修部品的標(biāo)準(zhǔn)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(gè)關(guān)鍵層面的變革;④生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)信息化即以BIM、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)處理等現(xiàn)代信息技術(shù)為主導(dǎo)平臺(tái)的建設(shè)項(xiàng)目全過程協(xié)同;⑤生產(chǎn)集成化即項(xiàng)目設(shè)計(jì)、制造和施工3個(gè)過程由獨(dú)立向集成狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。
我國(guó)現(xiàn)階段工業(yè)化生產(chǎn)采用的方法主要有“設(shè)計(jì)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(jì)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(chǎng)安裝的實(shí)際情況,當(dāng)生產(chǎn)前后出現(xiàn)矛盾,最初設(shè)計(jì)就需要進(jìn)行調(diào)整,甚至需要變動(dòng)已經(jīng)成功安裝的部分,嚴(yán)重影響項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)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(duì)項(xiàng)目工期、成本、質(zhì)量的控制能力相比前者有較大優(yōu)勢(shì),卻可能引起比第一種設(shè)計(jì)主導(dǎo)情況更為嚴(yán)重的結(jié)果,一般情況下業(yè)主偏向選擇傳統(tǒng)的“設(shè)計(jì)主導(dǎo)→現(xiàn)場(chǎng)施工”的方案。總之,新型建筑工業(yè)化的推進(jìn)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(jì)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(xiàng)目考慮。
2.1 BIM技術(shù)下構(gòu)配件的生產(chǎn)
為了實(shí)現(xiàn)建設(shè)產(chǎn)業(yè)化必須首先實(shí)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(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)化是可以實(shí)現(xiàn)的,并能使生產(chǎn)效率提高,勞動(dòng)力成本大大降低,縮短了生產(chǎn)周期。同時(shí),它可以在很大程度上避免不必要的原材料的浪費(fèi),從而使建筑實(shí)現(xiàn)綠色目標(biāo)。然而,因?yàn)橐粋€(gè)一致的生產(chǎn)技術(shù)對(duì)生產(chǎn)裝置的建設(shè)缺乏系統(tǒng)的各個(gè)部分,為了促進(jìn)銷售,對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)注意單調(diào)的生產(chǎn)單位,使經(jīng)濟(jì)效益的生產(chǎn)單位是可以實(shí)現(xiàn)的,它在很大程度上促進(jìn)了設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化,先將應(yīng)用于住宅設(shè)計(jì)。但在信息技術(shù)下的配件生產(chǎn)可以提供更詳細(xì)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(chǎng)需求。
2.2 BIM技術(shù)下的施工操作
建筑的核心是實(shí)現(xiàn)施工機(jī)械化的工業(yè)化、施工機(jī)械化,不僅可以減少人工施工現(xiàn)場(chǎng)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(dòng)強(qiáng)度可以減少時(shí)間,合理化,并能使建筑達(dá)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?yàn)椴煌氖┕し椒āV笇?dǎo)信息化施工技術(shù)在信息技術(shù)的操作可以更詳細(xì)的提供施工作業(yè)人員,包括如何根據(jù)機(jī)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(jì),為了防止機(jī)械和材料施工現(xiàn)場(chǎng)不必要的浪費(fèi),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(jì)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(dá)到廣泛認(rèn)可時(shí),可按照業(yè)主的要求改動(dòng)管線布置,諸如墻體顏色及墻體裝修方式、窗戶的改動(dòng)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(zhǎng)的裝修時(shí)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(xiàng)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(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地的安排及安裝操作的技術(shù)均有特定要求,需要進(jìn)行周密的事前考慮和規(guī)劃,否則就會(huì)對(duì)項(xiàng)目的質(zhì)量、工期和成本等造成嚴(yán)重影響。BIM 技術(shù)環(huán)境下,工業(yè)化項(xiàng)目的協(xié)同施工模型依然是借助同一個(gè)云端集成平臺(tái)進(jìn)行具體施工過程的指導(dǎo),設(shè)計(jì)工程師、施工項(xiàng)目經(jīng)理和施工技術(shù)人員都可運(yùn)用 BIM技術(shù)在該平臺(tái)上進(jìn)行施工模擬,分別針對(duì)本專業(yè)的問題與其他專業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行溝通和指導(dǎo)具體施工工作。并且,項(xiàng)目各專業(yè)的工程師均可通過該平臺(tái)檢索、獲取對(duì)自己有用的施工數(shù)據(jù)和信息,以此進(jìn)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(chǎng)安裝操作人員由于對(duì)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(cuò)誤或者構(gòu)建的不合格安裝等。
總而言之,目前對(duì)中國(guó)建筑業(yè)的發(fā)展目標(biāo)是成為一個(gè)新型的建筑產(chǎn)業(yè)化高效節(jié)能。為了實(shí)現(xiàn)中國(guó)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(jìn)企業(yè)更好更快發(fā)展建設(shè)。
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