關(guān)于預(yù)制裝配式、BIM技術(shù)與IPD模式三者間的探討

閻 毅，黃 敏

(四川建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 德陽(yáng) 618000)

0 前 言

2017年3月23日，住建部發(fā)布的《十三五“裝配式建筑行動(dòng)方案”》文件中表明：到2020年，全國(guó)裝配式建筑占新建建筑的比例達(dá)到15%以上，其中重點(diǎn)推進(jìn)地區(qū)達(dá)到20%以上，積極推進(jìn)地區(qū)達(dá)到15%以上，鼓勵(lì)推進(jìn)地區(qū)達(dá)到10%以上[1]。各個(gè)省份出臺(tái)了裝配式建筑發(fā)展目標(biāo)(見(jiàn)圖1)。

圖1 各省份的裝配式建筑發(fā)展目標(biāo)

1 預(yù)制裝配式、BIM技術(shù)與IPD模式三者的定義與優(yōu)缺點(diǎn)

1.1 預(yù)制裝配式建筑

是將建筑的構(gòu)件在工廠預(yù)制完成，然后運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)可靠的連接方式組裝而成的建筑。 預(yù)制裝配式建筑與傳統(tǒng)現(xiàn)澆模式的對(duì)比。

1.1.1 優(yōu) 勢(shì)

1)降低勞動(dòng)力成本；預(yù)制裝配式建筑構(gòu)件的生產(chǎn)引入了工業(yè)化，構(gòu)件在工廠加工，減少了現(xiàn)場(chǎng)的人工消耗，降低了人力成本。

2)縮短工期、提高生產(chǎn)效率；預(yù)制構(gòu)件由預(yù)制工廠批量生產(chǎn)，并且省掉了很多現(xiàn)場(chǎng)施工流程，提高了時(shí)間利用率。

3)節(jié)能環(huán)保，減少污染。預(yù)制構(gòu)件的模板都是循環(huán)利用，大大降低了能源和材料的消耗。

4)引進(jìn)了很多新技術(shù)和新材料，為建筑業(yè)注入活力。

1.1.2 弊 端

1)構(gòu)造單價(jià)增高，運(yùn)輸成本提高。

2)預(yù)制構(gòu)件在運(yùn)輸與現(xiàn)場(chǎng)吊裝、安裝時(shí)存在安全隱患。

3)預(yù)制構(gòu)件的尺寸存在誤差，造成安裝難度增大。

4)構(gòu)件預(yù)留孔精度要求高，構(gòu)件連接處施工技術(shù)要求高，都增大了施工難度。

5)對(duì)于一些較復(fù)雜構(gòu)件的生產(chǎn)，技術(shù)不夠完善。

6)國(guó)家制定的規(guī)范不夠完善，標(biāo)準(zhǔn)化程度不高。

1.2 集成項(xiàng)目交付模式(IPD模式)

美國(guó)建筑師協(xié)會(huì)(AIA)在2007發(fā)布的《集成項(xiàng)目交付指南》(Integrated Project Delivery a Guide)率先提出集成項(xiàng)目交付的概念：“集成項(xiàng)目交付就是一種企業(yè)結(jié)構(gòu)、整合人力、建筑系統(tǒng)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的建設(shè)過(guò)程，參與建設(shè)的各方必須在這個(gè)過(guò)程中充分發(fā)揮自己的才能以及洞察力，努力做到項(xiàng)目效益最大化，為業(yè)主增值，減少浪費(fèi)，達(dá)到效率最大化”。[2]

集成項(xiàng)目交付模式是以契約精神為主要宗旨，以各參與方的協(xié)同合作為基礎(chǔ)，以整合作為重要的思想。

1.2.1 優(yōu) 勢(shì)

1)以“信任和尊敬”為準(zhǔn)則，以共擔(dān)責(zé)任為主要思想：在傳統(tǒng)交付模式中，成員之間的關(guān)系是相互對(duì)立的，利益是參與者首要考慮的因素，成員間是相互猜疑、互不信任。而IPD模式的結(jié)合極大改善了這個(gè)問(wèn)題，從項(xiàng)目最初的設(shè)計(jì)到后來(lái)的運(yùn)營(yíng)與維護(hù)中都能體現(xiàn)出其整合的思想，明確的分工和實(shí)現(xiàn)共同目標(biāo)將各參與方緊密地聯(lián)系在一起，以和諧有序的方式開(kāi)展工作。

2)溝通交流與資源共享：以往工程項(xiàng)目的各參與方都是以合同的關(guān)系在維持，而實(shí)際的溝通交流則很少，提出的建議也是不周全的，各參與方掌握的重要信息資源也不是共享的；而IPD模式的融入將改變這一現(xiàn)狀：各參與方為了實(shí)現(xiàn)共同的目標(biāo)不遺余力地投身項(xiàng)目的建設(shè)中，各參與方能夠及時(shí)地從信息平臺(tái)中獲取有利消息并能將工程中遇到的問(wèn)題反饋出來(lái)，通過(guò)各參與方的專業(yè)知識(shí)來(lái)解決問(wèn)題。

3)利益分配：在工程項(xiàng)目中利益糾紛問(wèn)題時(shí)常發(fā)生，在傳統(tǒng)交付模式中各參與方為了爭(zhēng)取自身利益最大化推卸自己的責(zé)任，更有甚者直接將自己的責(zé)任嫁禍到其他參與方身上，這樣的糾紛導(dǎo)致各參與方的矛盾更加深化，對(duì)立關(guān)系越來(lái)越嚴(yán)重，最終導(dǎo)致整個(gè)工程項(xiàng)目出現(xiàn)各種問(wèn)題；通過(guò)結(jié)合IPD模式，各參與方獲得利益的唯一途徑就是實(shí)現(xiàn)共同的目標(biāo)，各參與方的利益分配問(wèn)題也有明確的劃分，這樣就大大減少了利益爭(zhēng)奪、權(quán)益分配這些不利于項(xiàng)目本身的問(wèn)題。

4)合同關(guān)系：傳統(tǒng)的交付模式中各參與方存在著復(fù)雜的關(guān)系結(jié)構(gòu)網(wǎng)，復(fù)雜的結(jié)構(gòu)網(wǎng)關(guān)系產(chǎn)生了很多不互通的合同，且相互之間的聯(lián)系是通過(guò)合同來(lái)維持，并沒(méi)有為了整個(gè)項(xiàng)目來(lái)全面考慮。工程項(xiàng)目中的各參與方的協(xié)同合作并不能依靠各個(gè)關(guān)系網(wǎng)中單一的合同來(lái)疊加，這種合同的疊加會(huì)引來(lái)很多不必要的糾紛；而 IPD 模式中為各個(gè)參與方提供了不同的合同關(guān)系，這些合同關(guān)系根據(jù)不同項(xiàng)目實(shí)際狀況而采用不同的合作方式(例如AIA系列合同、AGC系列合同)，目的是通過(guò)合同的方式來(lái)達(dá)到所有參與方的整合。[3]

1.2.2 弊 端

1)IPD模式在工程中的應(yīng)用還停留在理論階段，缺乏強(qiáng)大的技術(shù)支撐。

在開(kāi)展各項(xiàng)創(chuàng)新工作時(shí)，還需要對(duì)現(xiàn)代國(guó)際貿(mào)易市場(chǎng)進(jìn)行分析，吸納創(chuàng)新方案來(lái)開(kāi)展相應(yīng)的創(chuàng)新工作。而在開(kāi)展吸納創(chuàng)新時(shí)，應(yīng)當(dāng)注重其他國(guó)家或領(lǐng)域的相關(guān)資料來(lái)對(duì)銀行自身的管理方案進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)整，進(jìn)行進(jìn)一步的歸類和總結(jié)，形成適合本國(guó)的新型創(chuàng)新成果，這種創(chuàng)新模式能夠?qū)?guó)際市場(chǎng)上不同的創(chuàng)新方式進(jìn)行融合，從而進(jìn)一步滿足不同國(guó)家發(fā)展的不同需求，使各個(gè)國(guó)家都能在國(guó)際貿(mào)易融資工作上獲得屬于自己的管理方案和應(yīng)用方案。

2)國(guó)內(nèi)缺乏IPD模式在工程中的實(shí)際運(yùn)用，經(jīng)驗(yàn)不足。

3)IPD模式缺乏運(yùn)營(yíng)平臺(tái)、技術(shù)人員去支撐模式的運(yùn)轉(zhuǎn)與實(shí)踐。

4)前期投入較大，各參與方的磨合期會(huì)較長(zhǎng)。

5)國(guó)家制定的規(guī)范不完善，標(biāo)準(zhǔn)化程度不高。

1.3 建筑信息模型(Building Information Modeling)

BIM技術(shù)是一種應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)、施工、管理的基于數(shù)據(jù)的工具。通過(guò)建筑的數(shù)據(jù)模型和信息模型的集成，在項(xiàng)目規(guī)劃、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)的全壽命周期過(guò)程中共享和傳遞，使工程師與技術(shù)人員能夠正確理解和高效響應(yīng)各種建筑信息，為設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)和包括建筑、運(yùn)營(yíng)單位在內(nèi)的各方建設(shè)主體提供協(xié)同工作的基礎(chǔ)，在提高工作效率、節(jié)約成本和縮短工期方面發(fā)揮重要作用[4]。

1.3.1 優(yōu) 勢(shì)

1)利用BIM技術(shù)的可視化優(yōu)勢(shì)建立三維模型，便于施工人員理解與操作。

2)利用碰撞檢測(cè)、管線綜合等技術(shù)來(lái)減少設(shè)計(jì)變更。

4)對(duì)項(xiàng)目信息進(jìn)行整理與共享，實(shí)現(xiàn)各參與方的協(xié)同管理，便于各參與方的溝通與交流和對(duì)信息的收集、利用。

5)施工方案模擬：對(duì)施工方案進(jìn)行改進(jìn)與優(yōu)化，增強(qiáng)項(xiàng)目的可行性，BIM技術(shù)會(huì)參與項(xiàng)目全壽命周期的管理。

6) 施工現(xiàn)場(chǎng)布置：在三維模型中，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)模擬布置，并對(duì)各階段進(jìn)行模擬動(dòng)態(tài)布置，以此保證了施工變得順暢、材料的出入也更加方便，對(duì)吊裝設(shè)備和一些大型機(jī)械設(shè)備的合理布置，以此來(lái)提高工作效率。

7) 對(duì)施工進(jìn)度、成本、質(zhì)量、安全進(jìn)行管理：4D BIM 即在三維可視化模型的基礎(chǔ)上，加入時(shí)間動(dòng)態(tài)因素，將模型與導(dǎo)入的項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃關(guān)聯(lián)在一起，即能對(duì)項(xiàng)目全壽命周期進(jìn)行把控；在4D BIM的基礎(chǔ)上再加入預(yù)算這一參數(shù)就變成了5D BIM，將預(yù)算與模型相關(guān)聯(lián)，對(duì)項(xiàng)目的估算會(huì)隨著設(shè)計(jì)上的變動(dòng)及時(shí)調(diào)整； 巡視人員在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量與安全進(jìn)行檢查與管理時(shí)，對(duì)一些遇到的問(wèn)題能及時(shí)提出并上傳到手機(jī)App平臺(tái)中，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行描述并備注發(fā)現(xiàn)時(shí)間、發(fā)現(xiàn)地點(diǎn)、檢查人并及時(shí)聯(lián)系責(zé)任人，責(zé)任人根據(jù)反映的問(wèn)題立即整改，并通過(guò)上傳照片的方式交給檢查人審核，這樣就能大大提高效率。

1.3.2 弊 端

1)BIM技術(shù)缺乏制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)家出臺(tái)的規(guī)范也不夠完善。

2)在微、小型項(xiàng)目中的運(yùn)用還很少。

3)購(gòu)買軟件的費(fèi)用高，對(duì)數(shù)據(jù)的管理和儲(chǔ)存要求高; 軟件操作較復(fù)雜，學(xué)習(xí)難度高，公司需要引進(jìn)新的人才，導(dǎo)致人才成本提高。

4)BIM軟件與其他軟件的銜接還不夠完善。

2 預(yù)制裝配式、IPD模式、BIM技術(shù)三者的結(jié)合和作用

——以BIM技術(shù)為支撐的交付模式對(duì)施工工藝進(jìn)行信息化管理。

協(xié)同合作、信息化管理成為當(dāng)今社會(huì)的熱點(diǎn)話題，這也是值得我們關(guān)注的問(wèn)題，如今已是信息化的時(shí)代，多方合作也成為了常態(tài)，但對(duì)于建筑業(yè)這個(gè)傳統(tǒng)的行業(yè)卻顯得相對(duì)落后。建筑業(yè)的黃金三十年已經(jīng)過(guò)去，而我們將迎接的是未來(lái)智能化、信息化的嶄新建筑業(yè)。管理能否順利地進(jìn)行下去通常取決于是否按照正確的方向在進(jìn)行、是否有強(qiáng)大的技術(shù)在支撐、是否符合時(shí)代的需求去開(kāi)展，如何將這三者聯(lián)系在一起，這將是我們需要解決的問(wèn)題。

通過(guò)運(yùn)用BIM軟件對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)設(shè)計(jì)中所運(yùn)用到的材料在BIM中建立數(shù)據(jù)庫(kù)并進(jìn)行分類編號(hào)，再及時(shí)發(fā)送給預(yù)制構(gòu)件加工工廠進(jìn)行生產(chǎn)加工并編號(hào)，將構(gòu)件運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)分類堆放，便于在裝配施工時(shí)能及時(shí)調(diào)用構(gòu)件； 而IPD模式則起著一個(gè)管理者的作用，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行全面的協(xié)調(diào)與管控，將各參與方聯(lián)系在一起，實(shí)現(xiàn)共同的目標(biāo)，分配各自的任務(wù)，而各方又在協(xié)同合作，整個(gè)項(xiàng)目以”有序、高效“的方式進(jìn)行。而三者的結(jié)合將形成一個(gè)聯(lián)合體，一個(gè)完整、嶄新的生命體，它將促進(jìn)工程項(xiàng)目順利的進(jìn)行。

1)預(yù)制裝配式與BIM技術(shù)的結(jié)合。通常預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)廠接到設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)圖，然后構(gòu)件生產(chǎn)廠將圖紙交給設(shè)計(jì)部門(mén)和鋼筋部門(mén)，設(shè)計(jì)部對(duì)建設(shè)項(xiàng)目部件進(jìn)行分類拆分，鋼筋部通過(guò)設(shè)計(jì)部提供的拆分構(gòu)件進(jìn)行鋼筋翻樣。但整個(gè)過(guò)程中對(duì)構(gòu)件信息化管理還不足，對(duì)生產(chǎn)的構(gòu)件建立數(shù)據(jù)庫(kù)并編號(hào)再與BIM圖紙中部件的位置相對(duì)應(yīng)，方便設(shè)計(jì)部與施工部工作的銜接和后期對(duì)構(gòu)件的管理與維護(hù)。施工中存在構(gòu)件的拼裝和空間的預(yù)留以及施工中很多的不可控因素的影響，運(yùn)用BIM技術(shù)中的施工方案模擬技術(shù)和碰撞檢查對(duì)施工流程進(jìn)行模擬，以此來(lái)減少設(shè)計(jì)變更并加快施工進(jìn)度。BIM技術(shù)還可以對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行模擬布置，對(duì)預(yù)制構(gòu)件的堆放和塔吊進(jìn)行合理的布置，減少工作量，加快施工進(jìn)度；BIM技術(shù)的注入為預(yù)制裝配式提供發(fā)展動(dòng)力。

2)BIM與IPD模式的結(jié)合。BIM主要注重于技術(shù)與運(yùn)用，BIM中有很多技術(shù)的實(shí)施需要多專業(yè)協(xié)同合作，因此，它需要一個(gè)平臺(tái)去聯(lián)合各個(gè)專業(yè)進(jìn)行溝通交流；而IPD模式缺乏技術(shù)、人員去支撐模式的運(yùn)轉(zhuǎn)，在BIM和IPD模式中都體現(xiàn)出了整合的思想，即把各參與方聯(lián)系在一起，協(xié)同合作，通過(guò)兩者聯(lián)合的方式優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，良好地運(yùn)轉(zhuǎn)。并通過(guò)實(shí)際的運(yùn)用，暴露出兩者的漏洞并及時(shí)改進(jìn)、優(yōu)化，這樣一來(lái)就推動(dòng)著兩者的進(jìn)步與發(fā)展。BIM技術(shù)還可以對(duì)施工進(jìn)度進(jìn)行把控、對(duì)造價(jià)成本進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行信息化管理，方便各參與方對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行分析與管控；BIM利用可視化的優(yōu)勢(shì)對(duì)模型進(jìn)行建立，便于各方對(duì)方案進(jìn)行分析與修改，而IPD模式則為BIM提供一個(gè)很好的應(yīng)用平臺(tái)，便于各方進(jìn)行溝通、交流。兩者的結(jié)合將形成一個(gè)互通的橋梁，便于各參與方順利地開(kāi)展工作。

3 總結(jié)與展望

隨著時(shí)代的發(fā)展，信息化、智能化給建筑業(yè)帶來(lái)了巨大的沖擊，建筑業(yè)面臨著轉(zhuǎn)型，如何才能找到滿足于時(shí)代發(fā)展的方式，只有緊隨時(shí)代的步伐，將建筑業(yè)轉(zhuǎn)型為”信息化、智能化、整合化、透明化“的形式。

由于這種結(jié)合方式在國(guó)內(nèi)外還是停留在理論階段，在實(shí)際的運(yùn)用卻很少，希望有更多的企業(yè)勇于去嘗試。目前我國(guó)對(duì)BIM技術(shù)的開(kāi)發(fā)還不完全，運(yùn)用也相對(duì)單一，在未來(lái)的發(fā)展中BIM技術(shù)將形成一套完整的體系并可能將與3D打印技術(shù)等新興技術(shù)相結(jié)合，將創(chuàng)建好的模型通過(guò)3D打印技術(shù)將各個(gè)板塊打印出來(lái)，再進(jìn)行裝配；對(duì)于舊城區(qū)的改造或者對(duì)城市的規(guī)劃與建設(shè)，先將已有的建筑物和構(gòu)筑物創(chuàng)建成模型，再通過(guò)創(chuàng)建好的區(qū)域模型進(jìn)行模擬規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工；在信息化、智能化、科學(xué)化的大環(huán)境下，預(yù)制裝配式可能將與大數(shù)據(jù)結(jié)合，設(shè)計(jì)單位通過(guò)生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件廠發(fā)布的構(gòu)件尺寸、型號(hào)、產(chǎn)量來(lái)設(shè)計(jì)房屋，這樣構(gòu)件廠就能工業(yè)化地批量生產(chǎn)構(gòu)件，也可能與新興的施工技術(shù)和高性能材料相結(jié)合，為建筑業(yè)的發(fā)展提供動(dòng)力；而IPD模式在實(shí)踐中將變得越來(lái)越科學(xué)、規(guī)范。

[ID:009394]