建筑工業(yè)化設(shè)計(jì)要點(diǎn)研究和分析

山東同圓設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司 山東省濟(jì)南市 250101

摘要：房地產(chǎn)市場的形成，我國建筑工業(yè)化和建筑產(chǎn)品工廠化生產(chǎn)發(fā)展呈現(xiàn)了向大規(guī)模住宅工業(yè)化生產(chǎn)集團(tuán)的整合方向發(fā)展、住宅開發(fā)向工業(yè)化生產(chǎn)的集成化方向發(fā)展的趨勢。文章設(shè)計(jì)要點(diǎn)，探討其工業(yè)化發(fā)展。

關(guān)鍵詞：建筑工業(yè)化設(shè)計(jì)；現(xiàn)狀；要點(diǎn)

一、建筑工業(yè)化設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

（一）建筑模數(shù)的利用

建筑模數(shù)是指在建筑設(shè)計(jì)中，統(tǒng)一選定的協(xié)調(diào)建筑尺度的增值單位。它是建筑物、建筑構(gòu)配件、建筑制品以及相關(guān)設(shè)備尺寸相互協(xié)調(diào)的基礎(chǔ)，所以每項(xiàng)建筑工程的啟動(dòng)，都必須進(jìn)行相應(yīng)模數(shù)的分析。目前世界上統(tǒng)一采用的基本模數(shù)數(shù)值用M表示，也就是1M=1000mm，在它的基礎(chǔ)上又分為擴(kuò)大模數(shù)和分模數(shù)。其中擴(kuò)大模數(shù)的基數(shù)是3M、6M、12M等，我國一般采用3M為標(biāo)準(zhǔn)建筑模數(shù)，可以滿足使用的要求，又能減少構(gòu)配件規(guī)格類型。

（二）建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是設(shè)計(jì)人員對施工建筑的表達(dá)。安全性是建筑工程首先需要保證的，在工業(yè)化建筑施工前就要對建筑結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行深入的思考與核算。常見的房屋建筑結(jié)構(gòu)有磚木結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等，每種結(jié)構(gòu)各有自己的特點(diǎn)，其中磚木結(jié)構(gòu)是以磚墻、磚柱和木屋為主要承載結(jié)構(gòu)的建筑，一般在農(nóng)村和廟宇用的比較多；磚混結(jié)構(gòu)適宜磚塊、鋼筋混凝土和屋頂承重構(gòu)件為主要承重結(jié)構(gòu)的建筑，目前的住宅建設(shè)中最為常見；鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)都是用于大型公共建筑的結(jié)構(gòu)形式。但是這些傳統(tǒng)的建筑類型，并不是我國現(xiàn)階段發(fā)展建筑工業(yè)化的主要模式，建筑工業(yè)化設(shè)計(jì)需要的建筑結(jié)構(gòu)體系主要有以下幾種類型，分別是全預(yù)制裝配式鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)、全預(yù)制裝配式框架結(jié)構(gòu)和全預(yù)制裝配式板柱結(jié)構(gòu)體系等。這些結(jié)構(gòu)形式全采用工廠化的制作，產(chǎn)品質(zhì)量有保證；外墻裝飾面和外墻板同時(shí)預(yù)先制定減少了現(xiàn)場的裝飾工作量，提高了建筑工程的進(jìn)度；此外減少現(xiàn)場的作業(yè)量降低了粉塵和污染比較環(huán)保。

（三）建筑圖紙的繪制

建筑圖紙的繪制分為兩個(gè)階段，第一階段是初步設(shè)計(jì)階段，它是在工程開始前針對工程的建設(shè)目的、施工方案、平面和結(jié)構(gòu)要求等繪制的參考圖紙；第二階段是施工中為了修改和完善初步的施工設(shè)計(jì)，對出現(xiàn)的一些變動(dòng)的再設(shè)計(jì)。建筑工業(yè)化的圖紙繪制是根據(jù)建筑構(gòu)建的類型、規(guī)格、質(zhì)量材料等，將其中建造量最大、使用面積廣、共性多、通用性強(qiáng)的建筑配件和零部件、設(shè)備裝置經(jīng)過綜合研究編制而成的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖。建筑工業(yè)化對建筑工程的效率、環(huán)保、成本和技術(shù)都有很高的要求，建筑圖紙的準(zhǔn)確繪制便可以在很大程度上滿足建筑工業(yè)化的各項(xiàng)要求，將工程的各項(xiàng)資源得到最合理的配置，減少問題出現(xiàn)的幾率，保證工程的質(zhì)量。

（四）建筑材料的購置

建筑材料是整個(gè)項(xiàng)目工程進(jìn)行的基礎(chǔ)，它與建筑結(jié)構(gòu)共同搭建起整個(gè)工程的框架，所以對材料進(jìn)行科學(xué)合理地購置非常重要?，F(xiàn)代建筑工程對材料的要求是高強(qiáng)度、輕質(zhì)量和多功能，而這些材料正是新型建筑材的特點(diǎn)，所以加強(qiáng)新型建筑材料的研制開發(fā)，著重推廣高性能、低能耗以及可再生的建筑材料是建筑工業(yè)化的要求，更是現(xiàn)代建筑工程的發(fā)展趨勢。

（五）構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的安排

每一項(xiàng)工程的開展都會(huì)產(chǎn)生一些交接口，這些交接點(diǎn)就是問題經(jīng)常出現(xiàn)的地方，所以在交接點(diǎn)材料的使用上必須慎重，既要保持其經(jīng)濟(jì)適用性更要保證其安全性。一般而言，在工業(yè)化的建筑工程中，各構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的施工設(shè)計(jì)是整個(gè)建筑工程的重中之重，因?yàn)樽鳛楣こ痰谋∪醐h(huán)節(jié)，任何節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問題可能導(dǎo)致整個(gè)工程項(xiàng)目宣告失敗。而構(gòu)造節(jié)點(diǎn)包括三個(gè)方面，分別是組件之間的連接點(diǎn)、預(yù)制構(gòu)件和設(shè)備管線的組合、建筑構(gòu)件與預(yù)制品的組合等方面。對這些構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)要從整個(gè)工程的大結(jié)構(gòu)下進(jìn)行，能不設(shè)置這些節(jié)點(diǎn)就最好少設(shè)置，而節(jié)點(diǎn)的材料之間的類型和特點(diǎn)也要相適應(yīng)，在使用這些節(jié)點(diǎn)材料的同時(shí)，更要注重對這些材料的研發(fā)。

二、工業(yè)化進(jìn)程中BIM關(guān)鍵技術(shù)分析

（一）BIM構(gòu)件

BIM構(gòu)件技術(shù)在新型工業(yè)化發(fā)展中至關(guān)重要。建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電的構(gòu)件廠商需要將自己的產(chǎn)品規(guī)格、可定制化生產(chǎn)能力及其批量化的產(chǎn)品信息以BIM構(gòu)件的方式，提供到公共資源平臺中，設(shè)計(jì)、采購人員可依據(jù)自身的需要，自由選擇合適的構(gòu)件產(chǎn)品，以實(shí)踐工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化思想的精髓。

為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)化設(shè)計(jì)方式，構(gòu)件需要支持建筑工程的設(shè)計(jì)、繪圖、制作及安裝等多功能需求，BIM構(gòu)件必須包含以下幾個(gè)特性：一是尺寸參數(shù)化。構(gòu)件的外形尺寸可根據(jù)設(shè)計(jì)的需要進(jìn)行調(diào)整，各種參數(shù)間具有自動(dòng)匹配的特性；二是尺寸模數(shù)化。根據(jù)產(chǎn)品的特點(diǎn)和相關(guān)的產(chǎn)品規(guī)范，設(shè)置一定的模式，通過模數(shù)組合實(shí)現(xiàn)尺寸的多樣化；三是屬性參數(shù)化。將關(guān)鍵屬性與可變參數(shù)關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)參數(shù)變化的聯(lián)動(dòng)；四是包含制造和安裝信息，將標(biāo)準(zhǔn)化制造和安裝所需的材料、配件、人工信息設(shè)置到構(gòu)件中，實(shí)現(xiàn)精確的算量和估價(jià)。

（二）BIM軟件

在建筑工業(yè)化項(xiàng)目中應(yīng)用BIM，軟件是技術(shù)落實(shí)的關(guān)鍵。目前，全球有上百種BIM軟件，包含設(shè)計(jì)、分析、模擬、算量、可視化、審查、數(shù)據(jù)管理等專業(yè)軟件。其中，只有少數(shù)能夠支持建筑工業(yè)化的應(yīng)用，主要有以下幾款軟件：

1 AutoCAD Architecture（簡稱ACA）是歐美常用的設(shè)計(jì)軟件，由于其操作的簡易性和靈活性，AutoCAD平臺受到設(shè)計(jì)師的歡迎。ACA基于2D/3D相結(jié)合的技術(shù)，采用標(biāo)準(zhǔn)化、構(gòu)件化工作模式，設(shè)計(jì)功能強(qiáng)大，便于多人員、多專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)，是面向建筑工業(yè)化的設(shè)計(jì)軟件。

2 Revit是國內(nèi)最主流的BIM三維建模和多專業(yè)模型綜合軟件，多專業(yè)模型綜合能力強(qiáng)，與AutoCAD數(shù)據(jù)有較好的集成性，在設(shè)計(jì)深化階段的模型綜合和信息集成方面具有較大優(yōu)勢。

3 TEKLA精于鋼結(jié)構(gòu)的深化設(shè)計(jì)，與制造裝配結(jié)合度高，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工代碼的生成，通過IFC格式與其他軟件交換數(shù)據(jù)。

4 ALLPLAN擅長混凝土深化設(shè)計(jì)，可進(jìn)行配筋模擬、墻板預(yù)制的拆分和加工，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工代碼的生成，通過IFC格式與其他軟件交換數(shù)據(jù)。

（三）BIM協(xié)同

建筑工業(yè)化是采用社會(huì)化大生產(chǎn)的方式開展建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)施，每個(gè)項(xiàng)目涉及的產(chǎn)品、專業(yè)技術(shù)門類繁多，每個(gè)項(xiàng)目所承載的信息量巨大，沒有合適的信息交換手段，勢必?zé)o法發(fā)揮工業(yè)化的優(yōu)勢。結(jié)合BIM模型的信息承載能力，以可視化的BIM模型為信息交換方式，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、采購、建造、施工各環(huán)節(jié)協(xié)同作業(yè)，是BIM的最大價(jià)值所在。

與先進(jìn)制造業(yè)采用PDM/PLM進(jìn)行產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理和供應(yīng)鏈協(xié)同類似，BIM可以幫助建筑項(xiàng)目的所有參與方、供應(yīng)商協(xié)同工作，真正實(shí)現(xiàn)工業(yè)化、全供應(yīng)鏈協(xié)作的建造方式。由于BIM協(xié)同技術(shù)對項(xiàng)目的組織方式、項(xiàng)目參與人員專業(yè)技能有非常特殊的要求，目前，我國的建筑工業(yè)化還沒有見到真正的協(xié)同工作的案例。不過隨著技術(shù)和人才的發(fā)展，基于信息化協(xié)同的工業(yè)化建造方式必然會(huì)成為行業(yè)的主流。

結(jié)束語

建筑工業(yè)化是我國建筑業(yè)的發(fā)展方向。建筑工業(yè)化能夠提升建筑業(yè)的科技水平和地位，改變傳統(tǒng)建筑業(yè)的操作方式、施工工藝和人們的觀念，提高施工效率、降低建設(shè)成本，還能帶動(dòng)國內(nèi)許多相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)冶金業(yè)、建材業(yè)、農(nóng)業(yè)和裝飾裝修等行業(yè)的發(fā)展，加快實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)的整體現(xiàn)代化。

參考文獻(xiàn)：

[1]張叢.基于開放建筑體系的建筑工業(yè)化研究[D].北京建筑大學(xué)，2014.

[2]李傳坤.制約我國建筑工業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵問題及應(yīng)對措施研究[D].聊城大學(xué)，2014.