淺析裝配式建筑標準化和信息化

于思淼 片錦香

【摘要】 裝配式建筑具有節(jié)能環(huán)保、裝配速度快、設計靈活等優(yōu)點，但裝配式建筑的普及和發(fā)展卻沒有達到預期的效果。除了建造技術發(fā)展不完全，成本費用高的問題以外，整個裝配式建筑領域內(nèi)的標準不全面，體系不完善也是阻礙裝配式建筑發(fā)展的一個關鍵因素。隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，裝配式建筑建造流程信息化將成為優(yōu)化建造效率、提高其工業(yè)化程度的必要發(fā)展方向。

【關鍵詞】 裝配式建筑;標準化;信息化

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2019.06.002

Abstract： The prefabricated construction has the advantages of energy saving and environmental protection，fast assembly and flexible design，but the popularity and development of the prefabricated building have not achieved the expected results. In addition to the incomplete development of construction technology and high cost，the incomprehensive standards and the imperfect system in the entire field of prefabricated construction is a key factor hindering the development of prefabricated construction. With the advent of the era of big data，the informatization of prefabricated construction processes will become the necessary development direction to optimize the construction efficiency and improve its industrialization.

Key words： prefabricated construction;standardization;informationization

相比日本，美國，英國，瑞典等發(fā)達國家，我國的裝配式建筑起步較晚，雖然初期發(fā)展迅速，但由于適用于我國當時的國情的現(xiàn)澆建筑工藝漸漸發(fā)展起來，而裝配式建筑的技術又不能跟上實際需求，進而造成裝配式建筑的普及和建造技術的進步陷入了停滯。從裝配式建筑角度上究其主要原因是裝配式建筑工程在耗時長短和施工效率上的優(yōu)勢沒有完全展現(xiàn)。

導致整個裝配式建筑工程效率沒有達到預期的原因是在裝配式建筑工程項目中沒有一個足夠完善的標準體系，并且裝配式建筑現(xiàn)今的施工模式是設計、生產(chǎn)和施工各自分隔，缺乏有效的信息交流和溝通，信息化程度低。只有實現(xiàn)設計、生產(chǎn)和施工通過信息溝通一體化，形成裝配式建筑系統(tǒng)工程，才能有效解決上述的問題。因此完備的標準體系和現(xiàn)代化的信息系統(tǒng)對于裝配式建筑的快速發(fā)展和覆蓋應用具有必要性和重要性。

1 裝配式建筑的標準化

2016年8月住房城鄉(xiāng)建設部發(fā)布的《關于深化工程建設標準化工作改革的意見》中提出，構建強制性標準體系、優(yōu)化完善推薦性標準、培育發(fā)展團體標準、全面提升標準水平等任務要求。

2016年9月《國務院辦公廳關于大力發(fā)展裝配式建筑的指導意見》中提到，發(fā)展裝配式建筑是建造方式的重大變革，是推進供給側結構性改革和新型城鎮(zhèn)化發(fā)展的重要舉措;在重點任務中指出，要健全標準規(guī)范體系，逐步建立完善覆蓋設計、生產(chǎn)、施工和使用維護全過程的裝配式建筑標準規(guī)范體系。

2017年3月住房城鄉(xiāng)建設部印發(fā)《“十三五”裝配式建筑行動方案》《裝配式建筑示范城市管理辦法》《裝配式建筑產(chǎn)業(yè)基地管理辦法》三大文件[1]，全面推進裝配式建筑發(fā)展，提出建立健全裝配式建筑政策體系、規(guī)劃體系、標準體系、技術體系、產(chǎn)品體系和監(jiān)管體系，再次強調(diào)要健全標準體系。

2016年至2017年隨著相關政策的出臺，裝配式建筑行業(yè)內(nèi)現(xiàn)行的標準快速推出且數(shù)量迅速增長，但是從裝配式建筑相關的現(xiàn)行標準來看，其所覆蓋的應用范圍和應用領域依然不夠全面詳細，缺少完整性和體系化。傳統(tǒng)建筑的標準由于缺乏專業(yè)性也不能完全適用在裝配式建筑上。因此整個裝配建筑標準體系需要繼續(xù)完善和發(fā)展。

2 裝配式建筑標準體系的建設

2.1 裝配式建筑設計標準體系

建筑是由多個部分組成的集成系統(tǒng)，包括建筑結構、電氣設備、水管線系統(tǒng)等。不僅僅是裝配式建筑，對于整個建筑業(yè)來說，不同組成部分相互間的配合支撐了整個建筑，每個部分都會相互影響，其中任何一個部分出現(xiàn)了設計上的不配合或不完整，都會影響整個建筑的結構、控制和質(zhì)量的穩(wěn)定性。裝配式建筑相比現(xiàn)澆建筑對各部分構件配合程度的要求更高，每個關鍵構件的設計以及構件間銜接的設計是裝配式建筑與傳統(tǒng)建筑不同地方。因此實現(xiàn)單獨構件規(guī)格尺寸的標準化和相互銜接部分的標準化，就能提高整個裝配式建筑在施工裝配過程中的效率和施工完成后的質(zhì)量，從而保證裝配式建筑施工的高效和后續(xù)發(fā)展維護的可持續(xù)。

2.2 預制構件生產(chǎn)加工標準體系

裝配式構件是決定裝配式建筑工程效率的重要因素之一。在施工現(xiàn)場可以發(fā)現(xiàn)預制構件種類很多，型號和規(guī)格差異較大。由于向外伸出的鋼筋較多，在企業(yè)生產(chǎn)預制構件時模具結構比較復雜。如果操作人員水平和生產(chǎn)加工技術不足，預制構件加工企業(yè)難以保證預制構件和裝配部件加工生產(chǎn)的質(zhì)量。因此對企業(yè)生產(chǎn)的預制構件要統(tǒng)一要求、統(tǒng)一規(guī)格、統(tǒng)一管理，從而使預制構件的生產(chǎn)加工模式標準化。

2.3 裝配式建筑構件運輸標準體系

裝配式建筑工程項目整個流程中構件運輸分多個情況，例如構件廠內(nèi)運輸、施工現(xiàn)場運輸、廠外批量運輸至場內(nèi)等，每個運輸情況都應有其相對應的標準規(guī)范。構件廠內(nèi)運輸應有其相對應標準的運輸工具以及不同構件的運輸路線和運輸重點;對于施工現(xiàn)場的運輸就更需要標準的規(guī)范來保證施工現(xiàn)場的安全和施工效率;對于長途運輸，裝配式構件無論其外形還是重量相比于普通貨物都是不同的，異形構件更是構件運輸過程中的難題，完善的標準體系可以避免因特殊情況而產(chǎn)生對整個施工進度的延后。

2.4 裝配式建筑施工現(xiàn)場標準體系

裝配式建筑工程項目的施工現(xiàn)場是非常需要具有專業(yè)技巧和專業(yè)能力的工作人員來對整個建造流程進行指導與控制的。隨著國家對裝配式建筑的推動發(fā)展使裝配式建筑的工程項目數(shù)量增加，導致相關專業(yè)技術人員的數(shù)量不能滿足工程項目數(shù)量的要求，從而拖延整個工程項目的進度，降低工程項目的效率。

完善的現(xiàn)場流程標準規(guī)范和細化的施工評價標準體系可以快速準確的培訓現(xiàn)場工作人員。根據(jù)不同的裝配部件特點細化裝配流程，使施工操作更加清晰規(guī)范;根據(jù)不同的施工特點和施工流程，培訓相關的專業(yè)人員，使整個裝配式建筑工程配合度和安全性大幅度提升。施工現(xiàn)場布置標準化可以加強對工程項目和施工現(xiàn)場整體管理的把控，在施工技術和管理協(xié)調(diào)兩個方面對工程進行監(jiān)控。

3 裝配式建筑的信息化

《國務院辦公廳關于大力發(fā)展裝配式建筑的指導意見》中提到，支持部品部件生產(chǎn)企業(yè)完善產(chǎn)品品種和規(guī)格，促進專業(yè)化、標準化、規(guī)模化、信息化生產(chǎn)，優(yōu)化物流管理，合理組織配送。信息化裝配式建筑產(chǎn)業(yè)融合信息技術與裝配式建筑是進一步促進裝配式建筑產(chǎn)業(yè)工業(yè)化的一個重要手段，同時也能鼓勵在建筑產(chǎn)業(yè)技術方面創(chuàng)新研發(fā)工藝的產(chǎn)生。由于現(xiàn)今大量數(shù)據(jù)與多種資源的易得性，如果將裝配式建筑施工過程中的數(shù)據(jù)整理收集，則可以使整個裝配式建筑工程項目的各類信息、數(shù)據(jù)進行有效的分享和利用，提高整個裝配式建筑工程項目的流程可控性和管理一體性，從而提高裝配式建筑的施工效率，提高進一步優(yōu)化施工技術的發(fā)展空間。

為了建立裝配式建筑系統(tǒng)，信息化技術的應用是必不可少的。相比2010版，2017版的《建筑業(yè)10項新技術》在“信息化技術”中新增了“基于智能化的裝配式建筑產(chǎn)品生產(chǎn)與施工管理信息技術”[2]。在完善標準體系的背景下，信息化技術的應用使裝配式建筑的整個項目過程從設計生產(chǎn)到運輸、施工以至后期的維護都能做到信息共享，施工管理更為方便，協(xié)同工作相互配合提高整個工程的完成效率，進而擴大裝配式建筑在建筑產(chǎn)業(yè)中的覆蓋程度。

4 裝配式建筑工程的信息化

4.1 協(xié)同配合，深化設計

應用BIM（建筑信息模型）技術可以將裝配式建筑的設計、生產(chǎn)、裝配、維護結合為一體建立模型，將數(shù)據(jù)整合信息化，根據(jù)不同系統(tǒng)間的協(xié)同配合在同一模型上進行虛擬的協(xié)調(diào)與配合，完善設計[3]。對不同裝配式建筑項目工程進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，整合成裝配式建筑的案例庫，為裝配式建筑的后續(xù)設計創(chuàng)新及發(fā)展作資料儲備。

4.2 自動生產(chǎn)，及時反饋

根據(jù)設計的模型進行預制構件生產(chǎn)，在生產(chǎn)的同時與設計環(huán)節(jié)及時溝通，保證設計與實物構件可以及時地進行修改來完善模型的設計。對每一個生產(chǎn)的構件或結構涉及到的人員、工藝、設備有統(tǒng)一的編碼，進行聯(lián)合管理，便于后續(xù)產(chǎn)生問題時能及時查找問題原因。

4.3 運輸監(jiān)控，靈活調(diào)動

對構件運輸進行實時監(jiān)控，掌握各構件實時位置，利用視頻等監(jiān)控設備對工程所涉及的地點進行監(jiān)管，實現(xiàn)施工過程可視化，在遇到突發(fā)情況時也可及時進行調(diào)整調(diào)度。車輛運輸調(diào)度的研究及論文中可參考的方法和算法非常多，智能算法和一些啟發(fā)式算法可以根據(jù)裝配式建筑預制構件的特殊性和整個施工流程的特殊性進行相應的改進，例如整數(shù)規(guī)劃，群智能算法等，進而對整個工程的資源進行調(diào)配。

4.4 可視管理，完善標識

可利用RFID（無線射頻識別技術）將相應的構件貼上其對應的標簽，RFID技術可同時識別多個標簽[4]，讀取不同構件的信息。同時可用該技術來管理現(xiàn)場設備、現(xiàn)場工作人員。而且現(xiàn)在二維碼技術的普遍使用讓移動設備在施工以及其他行業(yè)內(nèi)代替很多人力，對材料資源的管控更加清晰。

4.5 智能模擬，優(yōu)化裝配

利用BIM對預制構建的裝配過程進行模擬，減少可能會發(fā)生的錯誤，避免嚴重的施工事故，提高裝配效率。

4.6 數(shù)據(jù)共享，簡化維護

裝配式建筑工程項目從設計生產(chǎn)到運輸裝配，最后到使用維護全程數(shù)據(jù)都要及時的收集整理，在各部分執(zhí)行本身任務的同時與其他流程環(huán)節(jié)進行數(shù)據(jù)信息的交流，在維護建筑時遇到問題可以通過整合的項目數(shù)據(jù)來簡化解決過程。通過建立數(shù)據(jù)庫可以為其他項目提供經(jīng)驗資料。

5 結語

裝配式建筑是一項需要相關機構、企業(yè)協(xié)調(diào)配合的系統(tǒng)工程。這項系統(tǒng)工程的關鍵就在于通過建立信息化的平臺，完善標準化的模式，實現(xiàn)裝配式建筑各部分直觀有效的信息交流和明確專業(yè)的施工標準。標準化和信息化可以推動裝配式建筑的發(fā)展，也是順應整個標準化和信息化時代的進步發(fā)展，同時也為未來裝配式建筑在我國快速普及，技術創(chuàng)新研發(fā)及相關學術科研長久發(fā)展做了充足的準備。

【參考文獻】

[1] 李小陽.標準化改革視角下裝配式建筑標準體系的構建探討[J].工程建設標準化，2018（11）：41-43.

[2] 楊富春，王靜，譚丁文.《建筑業(yè)10項新技術（2017版）》信息化技術綜述[J].建筑技術，2018（3）：290-295.

[3] 王寶令，陳娜，呂賀.BIM技術在我國建筑行業(yè)的應用及發(fā)展前景[J].沈陽建筑大學學報（社會科學版），2018（5）：470-475.

[4] 常春光，吳飛飛.基于BIM和RFID技術的裝配式建筑施工過程管理[J].沈陽建筑大學學報（社會科學版），2015（2）：170-174.