裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件的管理研究*

陸志祥，顧云凡，劉揚(yáng)，陳強(qiáng)，楊思遠(yuǎn)

（南京工程學(xué)院 建筑工程學(xué)院 江蘇南京 211167）

0 引言

隨著我國大力推進(jìn)建筑工業(yè)化和信息化的發(fā)展，這兩者在建筑行業(yè)的表現(xiàn)就是BIM技術(shù)與裝配式建筑的結(jié)合[1]。以裝配式建筑技術(shù)為核心的工業(yè)化和以BIM技術(shù)為核心的信息化目前的發(fā)展?fàn)顟B(tài)不一。雖然BIM技術(shù)已經(jīng)漸漸的應(yīng)用在建筑行業(yè)，并且BIM技術(shù)的信息化有了大幅度的提高，但是在實(shí)際應(yīng)用過程中卻遇到諸如效益不高、成本較高等問題；而在裝配式建筑的工業(yè)化發(fā)展中也面臨著技術(shù)不高、成本不低的窘境。因此將兩者的發(fā)展結(jié)合起來，可以發(fā)揮二者各自的優(yōu)勢，這會對指導(dǎo)實(shí)際的建筑工程產(chǎn)生彌足重要的現(xiàn)實(shí)意義，會大大推動我國建筑行業(yè)工業(yè)化與信息化的進(jìn)程[2]，本文的一大特點(diǎn)就是將BIM技術(shù)的信息化和裝配式建筑的工業(yè)化二者結(jié)合起來進(jìn)行研究，二者既相互制約又相互作用，為的是實(shí)現(xiàn)把裝配式建筑技術(shù)作為杠桿，在新支點(diǎn)——BIM技術(shù)的基礎(chǔ)上，來撬動裝配式建筑的發(fā)展，進(jìn)而推動建筑工業(yè)化進(jìn)程。

1 并行式項(xiàng)目概念及影響

1.1 并行式項(xiàng)目概念

傳統(tǒng)的工程項(xiàng)目采購模式及路徑是以英國的發(fā)源地，經(jīng)過一定的發(fā)展成熟后，便在全球各地的建筑工程項(xiàng)目中得到普遍推廣運(yùn)用。雖然項(xiàng)目特點(diǎn)、業(yè)主需求、工作方法等有諸多不同，而且國家法律法規(guī)之間也存在略微差異，然而“傳統(tǒng)的采購模式”歷經(jīng)諸多工程實(shí)踐后，共有的流程及特點(diǎn)卻仍被保存下來，“傳統(tǒng)采購模式”的誕生是源于合同安排、工作環(huán)節(jié)、組織結(jié)構(gòu)等的組合，這些組合具有共性特征，還能夠滿足項(xiàng)目之間的相關(guān)利益。并且“傳統(tǒng)采購模式”在1 950s至1 960s之間統(tǒng)治著公共建筑領(lǐng)域，進(jìn)而轉(zhuǎn)變成一種新的建筑采購路徑及工作范式并被行業(yè)工人。在此模式在實(shí)際工作中的廣泛運(yùn)用的基礎(chǔ)上，學(xué)術(shù)界經(jīng)過總結(jié)確認(rèn)了其特征和流程。其有點(diǎn)如下所述：

（1） 成本可控：項(xiàng)目業(yè)主能夠在早期就獲得相對確定的工程價(jià)格；

（2） 責(zé)權(quán)清晰：能滿足相對死板的資金需求或公共支出；

（3）流程固定：項(xiàng)目將依循固定的流程（策劃、設(shè)計(jì)、施工）和模式進(jìn)行，而且較為穩(wěn)定清楚；

（4） 變更較易：較為容易的對項(xiàng)目進(jìn)行臨時(shí)變更，而且變更后能夠相對準(zhǔn)確地估價(jià)項(xiàng)目；

（5） 競爭公平：所有項(xiàng)目投標(biāo)人都要根據(jù)相同的工程量清單來進(jìn)行投標(biāo)報(bào)價(jià)，而且最終的報(bào)價(jià)可比性較高；

（6） 設(shè)計(jì)導(dǎo)向：提升項(xiàng)目的業(yè)主控制項(xiàng)目和影響的能力

同時(shí)傳統(tǒng)模式也具有一些缺點(diǎn)：

（1） 速度慢；

（2）副作用明顯并且有限的加速手段；

（3）施工方無法介入項(xiàng)目設(shè)計(jì)；

（4） 由于價(jià)格競爭導(dǎo)致項(xiàng)目參與者之間的對立關(guān)系；

1.2 并行式項(xiàng)目的影響

傳統(tǒng)模式有規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)維四個主要階段，施工階段是最受重視的階段。大多數(shù)項(xiàng)目都貫徹執(zhí)行了“輕設(shè)計(jì)，重建，輕投，重轉(zhuǎn)”的不合理理念。在項(xiàng)目的前期階段和項(xiàng)目的建設(shè)階段，風(fēng)險(xiǎn)最大、成本最高、周期最長，伴隨項(xiàng)目投資的增加，項(xiàng)目愈臨近完工，項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)愈高。在此階段忽視其他階段是不可避免的，幾乎所有業(yè)主都希望將設(shè)計(jì)和施工的合同成本在此階段之前盡可能簡化，或者強(qiáng)調(diào)短期成本，因此，忽視長期利益的行為必須反復(fù)壓縮投標(biāo)人的利潤。導(dǎo)致公平競爭的“價(jià)低者得”并不是業(yè)主所期望的，諸多如偷工減料、圍標(biāo)、報(bào)價(jià)不平、串標(biāo)衡等不正當(dāng)行為會損害項(xiàng)目業(yè)主的部分利益。在裝配式建筑的并行模式建設(shè)中，一個十分明顯的趨勢：在整個開發(fā)周期中，項(xiàng)目施工階段的時(shí)間和成本顯著下降，工作核心漸漸趨向于預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)，因?yàn)檠b配式建筑的生產(chǎn)階段的產(chǎn)生而出現(xiàn)。

2 復(fù)雜預(yù)制構(gòu)件的BIM實(shí)現(xiàn)

2.1 信息化平臺中實(shí)現(xiàn)工業(yè)化

根據(jù)以往的建筑行業(yè)進(jìn)程來看，信息化與工業(yè)化相結(jié)合是必然的。在國內(nèi)，BIM技術(shù)在工業(yè)化之前就有過發(fā)展，可是因?yàn)闃I(yè)內(nèi)人士沒有深層次的了解，使得很多施工單位和企業(yè)并沒有接受，即使有政府相關(guān)的法律文件的普及，大部分的推廣工作都只停留在了淺層次，使得BIM并沒有發(fā)揮真正的作用?？墒?，在工業(yè)化這個大背景下，裝配式建筑的設(shè)計(jì)需要精確的計(jì)算和高效的工作，而BIM平臺能滿足其要求，發(fā)揮更大的效用。

再者，使用BIM平臺設(shè)計(jì)預(yù)制件模型能夠解決很多傳統(tǒng)施工中的問題。例如，在一般施工中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員會使用鋼筋平法標(biāo)注完成深化設(shè)計(jì)的裝配式建筑，但完成設(shè)計(jì)的預(yù)制構(gòu)件還存在很多問題，需要修改設(shè)計(jì)，可一般這些問題都是交付使用后暴露的，但使用BIM技術(shù)就能解決這一問題。

2.2 技術(shù)實(shí)現(xiàn)

如果需要根據(jù)具體的情況進(jìn)行修正，只需要通過特定的工序就能對基于BIM技術(shù)的裝配式建筑的設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)。

一般設(shè)計(jì)階段：以自身模式和工作過程為依據(jù)來進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，與實(shí)際進(jìn)度交互，此階段對設(shè)計(jì)成果不做大幅度的變更。

構(gòu)件拆分階段：依照國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定與想過圖集進(jìn)行拆分，拆分后的各標(biāo)準(zhǔn)層是最終成果。

構(gòu)件深化階段：對拆分后的構(gòu)件進(jìn)行更進(jìn)一步的設(shè)計(jì)，例如通過BIM平臺進(jìn)行檢測構(gòu)件的質(zhì)量，在施工現(xiàn)場發(fā)揮的效用等，最后得到完成的、精確的構(gòu)件模型。

整體拼裝階段：以標(biāo)準(zhǔn)層為單位對構(gòu)件進(jìn)行組裝，校準(zhǔn)，最后得到無碰撞單體和標(biāo)準(zhǔn)層模型。綜合修改階段：較為全面地對預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行修改，把其他方面考慮進(jìn)去，最后得到設(shè)計(jì)完畢的預(yù)制構(gòu)件模型和標(biāo)準(zhǔn)層模型

3 工程量清單的實(shí)現(xiàn)和價(jià)值

3.1 工程量清單的實(shí)現(xiàn)

（1）我們比較熟悉的一個概念便是工程量清單報(bào)價(jià)的實(shí)現(xiàn)以及工程構(gòu)件。清單在傳統(tǒng)意義上是通過分解建筑項(xiàng)目的方式提高報(bào)價(jià)和計(jì)算的準(zhǔn)確度[3]，但是也不能過于細(xì)致的對建筑項(xiàng)目分解，因此國內(nèi)許多專家也將構(gòu)件為單位進(jìn)行過研究。但是在傳統(tǒng)的現(xiàn)澆工藝中，進(jìn)行了連續(xù)澆筑的混凝土結(jié)構(gòu)會因?yàn)榉指疃哟笃涔ぷ髁俊Ｔ谘b配式建筑的背景下，預(yù)制混凝土構(gòu)件使得構(gòu)件的拆分變得簡單；另外，統(tǒng)一的構(gòu)件類型能夠減少裝配式建筑所需的構(gòu)建類型，因而這種工程量清單更為有效。

（2）借助BIM技術(shù)可以使裝配式建筑項(xiàng)目的預(yù)制構(gòu)件得以深入設(shè)計(jì)和建模。裝配式建筑日后必然要將BIM技術(shù)作為工作平臺；此外之所以預(yù)制構(gòu)件需要精度極高的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)要求，是因?yàn)殇摻钪g的連接套筒對于插入的鋼筋位置大多只有毫米級別的誤差空間，如果達(dá)不到要求的精度就無法保證結(jié)構(gòu)的性能。而利用BIM技術(shù)可以精準(zhǔn)的確定鋼筋以及套筒的位置，減少生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的誤差。

（3）根據(jù)預(yù)制構(gòu)件的類型分出一類根據(jù)功能列出二類，根據(jù)二類的不同構(gòu)建再進(jìn)行分解，得到以構(gòu)件為單位的新工程量清單。

3.2 工程量清單的價(jià)值

（1） 提供決策的相關(guān)信息。新的工程量清單單位為構(gòu)件。這樣以來能夠使構(gòu)件的成本信息更加準(zhǔn)確，并且還與清單規(guī)定的框架相一致。此外，在進(jìn)行有著更強(qiáng)剛性的裝配式建筑設(shè)計(jì)時(shí)，細(xì)化成本能夠讓招標(biāo)人對項(xiàng)目的成本掌握更準(zhǔn)確[4]，使預(yù)算資金的效率得以提升。投標(biāo)人再投標(biāo)前后所得到的信息很有限。此外，預(yù)制構(gòu)件再生產(chǎn)之后的驗(yàn)收過程與現(xiàn)澆建筑有所區(qū)別，不能用對現(xiàn)澆建筑的質(zhì)量監(jiān)督對預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行監(jiān)督。而對于投標(biāo)人來講，工程量清單不夠詳細(xì)，那么其對應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)也有所增加，因此合理的清單報(bào)價(jià)尤為必要。

（2） 要對采購流程予以規(guī)范，在采購階段，業(yè)主可能會因?yàn)闆Q策信息不足，在實(shí)際工作中可能會以來地方構(gòu)件廠家的指導(dǎo)。而這一行為則使得招標(biāo)失去了公平競爭的意義，因此詳細(xì)的招標(biāo)報(bào)價(jià)對于投標(biāo)流程的規(guī)范來講，極其重要。

4 結(jié)語

在我國建筑行業(yè)的工業(yè)化和建筑行業(yè)的信息化的進(jìn)程可以結(jié)合起來，二者相互制約又相輔相成、相互促進(jìn)，能夠大力推動基于BIM技術(shù)的裝配式建筑的發(fā)展，在信息化發(fā)展方面，目前我國建筑行業(yè)的信息化發(fā)展[5]的核心是BIM技術(shù)，已經(jīng)走向?yàn)樯疃乳_發(fā)的實(shí)現(xiàn)方向，為此它結(jié)合了科學(xué)算法和BIM技術(shù)應(yīng)用拓展；而在工業(yè)化發(fā)展方面，我國特有的建筑模式、經(jīng)濟(jì)背景和需求導(dǎo)致了目前裝配式建筑在應(yīng)用BIM技術(shù)會遇到成本不低、采購困難的窘境。并行式項(xiàng)目采購模式是采用的是“傳統(tǒng)采購模式”，它在經(jīng)歷大量的實(shí)踐后仍然依循了一些共有的過程和特點(diǎn)，而且還滿足一些具有共性特征的組合，比如工作環(huán)節(jié)、組織結(jié)構(gòu)、合同安排，這三者存在與不同項(xiàng)目間的相關(guān)利益中。通過復(fù)雜預(yù)制構(gòu)件的BIM實(shí)現(xiàn)，能夠在信息化平臺中實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，在技術(shù)實(shí)現(xiàn)的過程中，能夠分為一般設(shè)計(jì)、構(gòu)件拆分、構(gòu)件深化、整體拼裝、綜合修改五個階段，根據(jù)BIM模型，本文提出一種新型的工程量清單，為的是解決目前建筑行業(yè)所遇到的采購困難的窘境，工程量清單不但能夠提供決策的相關(guān)信息，規(guī)范行業(yè)招標(biāo)采購流程，維護(hù)市場秩序。