裝配式建筑全產業(yè)鏈智能建造平臺建設

陳靜，何洪銀

（中國建筑第二工程局有限公司）

1 引言

國民經濟的主要產業(yè)之一是建筑業(yè)，發(fā)展的尤為迅速，但建筑生產方法還存在一些問題，比如，管理不嚴謹、單位時間工作量少、消耗能量過高、創(chuàng)新沒突破等。傳統(tǒng)的建設模式早已與可持續(xù)發(fā)展的要求有所差距，亟需智能建造和建筑工業(yè)化一起發(fā)展。本文以湖南省裝配式建筑全產業(yè)鏈智能建造平臺為例，進行詳細介紹。

2 平臺建立

2019年，湖南省裝配式建筑新開工面積1855.95萬m2，占新建建筑比例達26%，占比在全國排名第三。截至目前，湖南省新建裝配式建筑面積占新建建筑面積比例達到33.16%，完成新建裝配式建筑面積1070.4萬㎡。全省現(xiàn)有國家裝配式建筑示范城市2個，省級裝配式建筑示范城市6個，國家裝配式建筑產業(yè)基地15個(含園區(qū))，省級裝配式建筑產業(yè)基地41個，實現(xiàn)了14個市（州）裝配式建筑生產基地和項目全覆蓋。湖南省裝配式建筑發(fā)展速度雖然較快，但技術還有待完善，亟需建立全省統(tǒng)一的裝配式建筑全產業(yè)鏈智能建造管理和綜合服務平臺，實現(xiàn)裝配式建筑項目“標準化設計、工廠化生產、裝配化施工、信息化管理、一體化裝修、智能化運維”的目標。

當前，我國裝配式建筑在建造時面臨許多問題，這些問題都是不可忽視的，體現(xiàn)在產業(yè)鏈連不起來、產業(yè)鏈不夠完善、產業(yè)鏈不夠配套，裝配式設計、生產、施工、運送、裝修產業(yè)不夠完整，不能實現(xiàn)裝配式建筑所有產業(yè)鏈BIM應用和數(shù)據共同分享，最后造成資源的嚴重浪費，建造房屋的零件不標準，不能做到通用，生產成本提高。裝配式建筑產業(yè)鏈智能建造平臺建立起統(tǒng)一標準，在統(tǒng)一的平臺和統(tǒng)一的管理下，依靠BIM技術和其他信息技術，實現(xiàn)了裝配式建筑項目從設計到監(jiān)管的全過程，實現(xiàn)了裝配式建造產業(yè)的發(fā)展目標[1]。

平臺的技術路線是經過與BIM和各種新技術融會貫通得出來的，建立起省級統(tǒng)一的具有獨立功能的建筑產品庫，搭建和集合省市的企業(yè)平臺，經過質量監(jiān)管平臺真正實現(xiàn)裝配式項目的質量監(jiān)控管理。經過對產業(yè)數(shù)據的分析和各種公共服務平臺，真正實現(xiàn)資源的有效調配。與此同時，各個小系統(tǒng)又能脫離主體獨立應用，有必要時還可以再合成一個整體。

圖1 裝配式建筑產業(yè)鏈流程圖

3 標準化體系

實現(xiàn)建筑工業(yè)化，大幅度降低成本的主要手段之一是標準化、模數(shù)化。我國國內有許多專家對裝配式建筑的標準化做了很多研究。其中，王昌興認為應該支持建筑零件的大量生產，而如果想要部品零件能夠批量生產就必須做到標準化。張守峰分析標準化是建筑工業(yè)化的前提，能夠提升工程建設單位時間的工作量和經濟效果。葉浩文等人強調標準化的設計和標準設計不一樣，需要把所有標準的基本單位經過各種方式形成多種多樣的建筑產品。

平臺不僅是以云服務為基礎建立的一個開放的數(shù)據庫管理系統(tǒng)，還是一個參數(shù)化預制建筑所需的特殊材料BIM模型數(shù)據庫，它形成了一個數(shù)據信息通道，滿足各種提前預訂制作構件BIM模型的搜集、保存和智能檢查搜索，實現(xiàn)以統(tǒng)一系統(tǒng)為基礎的跨專業(yè)、多用戶操作（見圖2）。

圖2 平臺示意圖

4 全流程應用

平臺企業(yè)提供了專業(yè)的裝配式建筑系統(tǒng)，該系統(tǒng)以BIM技術為基礎，覆蓋了所有專業(yè)的所有流程，真正實現(xiàn)了裝配式建筑設計構件的智能化生產功能。與此同時，還可以調用標準化的、具有相對獨立功能的建筑產品庫，設計數(shù)據直接連接到生產和加工設備，能夠有效提高設計單位時間內的工作量，大大降低了成本。

建筑工業(yè)化體系重要的一環(huán)便是工廠化生產。經過統(tǒng)一BIM協(xié)同平臺，加強制造構件的工廠和裝配式設計與裝配式施工現(xiàn)場之間的協(xié)調管理，真正實現(xiàn)項目、工廠之間的互相協(xié)作生產，這樣可以達到降低成本、提高單位時間工作量和提高產品質量的目標。

裝配式混凝土建筑在現(xiàn)場施工時經常碰到許多問題，有些問題就會直接影響裝配式混凝土建筑的結構質量，比如，構件之間的縫不夠平或者不齊，水平和垂直角度調整的不到位等。有些問題直接影響工期，比如，物品堆放的場地安排不恰當，施工時人員組織不夠合理等。有些問題讓成本大大增加，比如，起重機型號選擇不恰當，大材小用便會浪費資金，增加成本。但是BIM系統(tǒng)可以有效解決這些問題，將這些問題處理好[2]。

5 創(chuàng)新的監(jiān)管和服務模式

《關于推進智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導意見》里提出了創(chuàng)新行業(yè)的監(jiān)督管理和服務方式的重點任務，明確指出推動各個地方加快研究發(fā)明比較適合政府服務和決定的策略信息系統(tǒng)。智能建造平臺的企業(yè)方提供了項目所有過程產品優(yōu)劣程度的監(jiān)督管理，與此同時還建立了省級的裝配式建筑BIM銀行出具的資信證明，以及批準的建設用地等其他有關文件的行為審查系統(tǒng)。

裝配式建筑所有過程產品的追溯和監(jiān)督管理系統(tǒng)能把項目核心質量信息上傳到政府地方平臺，最后形成數(shù)據，這樣有利于業(yè)主維護自己的權利，與此同時，把質量監(jiān)督管理信息和供應貨品的商家、承包工程的商家的信用體系相關聯(lián)，能讓行業(yè)企業(yè)更加嚴于律己，最終提高業(yè)主的滿意度。

裝配式產業(yè)的大致信息和公共服務平臺能把項目建造全部過程的相關數(shù)據采集并且傳到政府公共平臺上，最后形成裝配式產業(yè)的大數(shù)據。這些數(shù)據不僅可以用作對全省裝配式項目的全方位分析，還能分析裝配式項目計劃期內，企業(yè)參與生產的全部固定資產，在既定的組織技術條件下，所能生產的產品數(shù)量的動態(tài)情況，真正實現(xiàn)資源的合理應用，做到效益最大化利用[3]。

隨著時代的發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)技術也在不斷發(fā)展，房子也能像機器一樣批量生產。只要把提前預制好的房屋配件運到施工地點安裝配置即可。裝配式建筑在20世紀的時候就引起了人們的關注，最后到了60年代才最終實現(xiàn)。因為裝配式建筑的建造速度很快，而且建造成本很低，便以超快的速度在世界各地推廣開來。裝配式建筑剛開始的外形看起來比較呆板，后來經過人們的設計和改良，房屋樣式變得多種多樣，使裝配式建筑不僅能夠做到批量式生產，還能夠做到美輪美奐。裝配式建筑的優(yōu)點在于節(jié)能、環(huán)保、節(jié)省模板并且能縮短工期，但是其要求標準很高：要求放線準確、標高測量精確，對工作的精準度要求較大；對預留孔洞位置精度要求較高；如板底縫隙成八字形，勾縫后可能易脫落等。

6 結語

在裝配式建筑全產業(yè)鏈智能建造平臺中設計、生產、施工、報建、質檢等許多有關聯(lián)的商家具有完備性，按照準確率極高的數(shù)據交換標準，供應了標準化和通用化技術應用的基礎條件。標準化部品部件庫的建成不僅使庫里的標準部件作為產業(yè)鏈各個方面應用的基本單位，而且裝配式建筑全流程標準化和一體化也有了關鍵支撐。通過標準化、流水線式構件生產作業(yè)，可以提高生產效率，增加構件標準化程度，減少人工操作帶來的操作失誤，改善工人工作環(huán)境，節(jié)省人力和物力。政府側的管理系統(tǒng)則把握信息化建設的要義和本質，公共服務高效化，信息集中共享，打通信息壁壘。湖南省的裝配式建筑智造平臺朝著標準化、通用化、智能化的工作目標，加快推進了裝配式建筑協(xié)調、快速、高質量發(fā)展，解決當前裝配式建筑全產業(yè)鏈中的各種問題。