信息化技術(shù)在裝配式建筑構(gòu)件成本控制中的應(yīng)用

宋孟哲 肖新華 侯志文

摘 要：當(dāng)前，成本居高不下成為裝配式建筑企業(yè)選擇裝配式建造模式的顧慮之一。為了更好地降低裝配式建筑的成本，本文從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、裝配、管理與政策五個(gè)方面總結(jié)歸納出裝配式建筑構(gòu)件成本的影響因素，并結(jié)合信息化技術(shù)提出有針對(duì)性的建議和措施。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑;成本控制;信息化技術(shù);層次分析法

中圖分類號(hào)：TU17;TU723.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2021）16-0015-03

Abstract： At present， the high cost has become one of the concerns of prefabricated construction enterprises when choosing the prefabricated construction mode. In order to better reduce the cost of prefabricated buildings， this paper summarized the influencing factors of component cost of prefabricated buildings from five aspects： design， production， transportation， assembly， management and policy， and put forward targeted suggestions and measures combined with information technology.

Keywords： prefabricated building;cost control;information technology;analytic hierarchy process

近年來，隨著國(guó)家對(duì)建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展的要求以及建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的需要，裝配式建筑以其工期短、質(zhì)量高、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)得到大力推廣。2016年，國(guó)務(wù)院辦公廳《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》指出：“力爭(zhēng)用10年左右的時(shí)間，使裝配式建筑占新建建筑面積的比例達(dá)到30%?！盵1]目前，我國(guó)裝配式建筑發(fā)展還面臨著許多困境，其中成本居高不下是阻礙其快速發(fā)展的重要因素。

本文總結(jié)了影響裝配式建筑構(gòu)件成本的因素，計(jì)算權(quán)重，確定了關(guān)鍵因素，并結(jié)合信息化技術(shù)提出了相關(guān)措施及建議。

1 信息化技術(shù)

目前，裝配式建筑中應(yīng)用到的信息化技術(shù)主要有BIM技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的RFID技術(shù)、GIS技術(shù)和GPS技術(shù)等[2]。

1.1 BIM技術(shù)概念及特點(diǎn)

BIM（Building Information Modelling）技術(shù)，也叫建筑信息模型[3]，是一種數(shù)據(jù)化工具，通過對(duì)建筑的數(shù)據(jù)化、信息化模型整合，在項(xiàng)目策劃、運(yùn)行和維護(hù)的全生命周期過程中進(jìn)行信息共享和傳遞，為各參與方提供協(xié)同工作的平臺(tái)。

BIM技術(shù)具有三維可視、協(xié)同工作、優(yōu)化方案、動(dòng)態(tài)模擬、信息集成等優(yōu)點(diǎn)，在提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本和縮短項(xiàng)目工期等方面發(fā)揮著重要作用。

1.2 RFID技術(shù)相關(guān)理論

射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification，RFID）是一種通信技術(shù)[4]，是通過無線射頻方式獲取物體的相關(guān)數(shù)據(jù)，并對(duì)物體加以識(shí)別，是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。RFID系統(tǒng)一般由電子標(biāo)簽、讀寫器、數(shù)據(jù)管理中心3部分組成。其工作原理是讀寫器與標(biāo)簽之間進(jìn)行非接觸式數(shù)據(jù)通信，達(dá)到識(shí)別目標(biāo)的目的。RFID技術(shù)具有非接觸識(shí)別、耐腐蝕、讀寫效率高、穿透性強(qiáng)、容量大、編碼唯一以及可重復(fù)利用等特點(diǎn)。

2 裝配式建筑成本分析

2.1 裝配式建筑理論

裝配式建筑是指把施工現(xiàn)場(chǎng)需要用到的樓板、墻板、樓梯板、陽臺(tái)板等構(gòu)件提前在工廠加工制作完成，并通過車輛運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，用可靠的連接方式進(jìn)行裝配的建筑。

2.2 影響裝配式建筑構(gòu)件成本的因素

2.2.1 設(shè)計(jì)因素。由于我國(guó)裝配式建筑還處于發(fā)展初期，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范還不完善，導(dǎo)致構(gòu)件通用性較低且不易于機(jī)械化生產(chǎn)。在進(jìn)行構(gòu)件設(shè)計(jì)和拆分時(shí)，還應(yīng)考慮構(gòu)件的尺寸是否易于運(yùn)輸和吊裝。預(yù)制率和裝配率的合理制定也是影響整個(gè)項(xiàng)目成本的重要因素。

2.2.2 生產(chǎn)因素?，F(xiàn)階段，構(gòu)件廠規(guī)模較小，產(chǎn)能較低，不能形成規(guī)模優(yōu)勢(shì)，難以有效降低構(gòu)件成本。模具優(yōu)化不到位，利用率和周轉(zhuǎn)次數(shù)較低，也會(huì)增加模具攤銷成本。此外，生產(chǎn)車間布置不合理，容易造成構(gòu)件在車間的二次搬運(yùn);生產(chǎn)計(jì)劃編制不合理等，也會(huì)導(dǎo)致裝配式建筑構(gòu)件成本高。

2.2.3 運(yùn)輸因素。目前，裝配式建筑構(gòu)件生產(chǎn)工廠規(guī)模較小且分布較為集中，而裝配式項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)又較分散，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)構(gòu)件生產(chǎn)廠與施工現(xiàn)場(chǎng)距離較遠(yuǎn)的問題，導(dǎo)致運(yùn)輸成本增加。運(yùn)輸路線、運(yùn)輸車輛的選擇以及運(yùn)輸方案的制定都是影響裝配式建筑運(yùn)輸成本的主要因素。

2.2.4 裝配因素?，F(xiàn)場(chǎng)平面布置不合理，通常會(huì)造成二次搬運(yùn)的問題，降低施工效率。同時(shí)，裝配式建筑構(gòu)件起吊設(shè)備的配置要求通常較高，相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備租賃費(fèi)也會(huì)隨之增加。

2.2.5 管理與政策因素。我國(guó)裝配式建筑發(fā)展速度很大程度上受政策導(dǎo)向的影響，相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范缺乏統(tǒng)一性，構(gòu)件生產(chǎn)市場(chǎng)混亂，阻礙了構(gòu)件生產(chǎn)廠規(guī)模的擴(kuò)大。裝配式建筑構(gòu)件集成化程度較低，各參與方之間缺乏協(xié)調(diào)溝通的平臺(tái)，造成成本浪費(fèi)。

3 裝配式建筑成本分析模型

3.1 層次分析法。層次分析法是將與決策總是有關(guān)的元素分解成目標(biāo)、準(zhǔn)則、方案等層次，在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行定性和定量分析的決策方法。其用法是構(gòu)造判斷矩陣，求出其最大特征值?；趯哟畏治龇ㄏ确纸夂缶C合的基本工作思路，先將要分析的要素進(jìn)行層次化、步驟化，構(gòu)建形成多層次分析評(píng)價(jià)模型，最終確定各層級(jí)指標(biāo)的重要程度（權(quán)重），或優(yōu)先次序。

3.2 計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重

3.2.1 建立層次模型。根據(jù)以上對(duì)影響裝配式建筑構(gòu)件成本因素的分析，并且結(jié)合專家訪談和文獻(xiàn)研究的方法，建立裝配式建筑構(gòu)件成本因素層次結(jié)構(gòu)分析模型，如圖1所示。

3.2.2 構(gòu)造判斷矩陣并計(jì)算權(quán)重。通過問卷調(diào)查的方法，咨詢裝配式建筑領(lǐng)域?qū)＜遥鶕?jù)他們?cè)谘b配式建筑成本方面豐富的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，填寫判斷矩陣的數(shù)據(jù)。裝配式建筑構(gòu)件成本各影響因素權(quán)重總排序如表1所示。

4 措施與建議

4.1 管理與政策方面

企業(yè)應(yīng)積極響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，加強(qiáng)信息化管理，應(yīng)用信息化技術(shù)提高生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工的智能化、自動(dòng)化和信息化，減少人工操作失誤的發(fā)生，避免不必要的損失。

4.2 構(gòu)件設(shè)計(jì)方面

4.2.1 制定合理的預(yù)制率與裝配率。研究表明，預(yù)制率大于40%價(jià)值系數(shù)較高，隨著預(yù)制率的增加，預(yù)制構(gòu)件單位價(jià)值系數(shù)也相應(yīng)提高，生產(chǎn)成本會(huì)相應(yīng)降低[5]。企業(yè)應(yīng)在符合政策標(biāo)準(zhǔn)的要求下，制定合理的預(yù)制率。

4.2.2 優(yōu)化二次設(shè)計(jì)。運(yùn)用BIM設(shè)計(jì)軟件建立三維模型，并運(yùn)用NavisWorks軟件對(duì)不同專業(yè)構(gòu)件進(jìn)行碰撞檢查并修改，提前進(jìn)行位置調(diào)整，同時(shí)出圖指導(dǎo)構(gòu)件加工生產(chǎn)。通過BIM軟件提前進(jìn)行施工模擬和管道碰撞檢查，減少設(shè)計(jì)變更的次數(shù)，提高效率，減少時(shí)間成本。

4.2.3 提高構(gòu)件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化程度。完善設(shè)計(jì)體系，提高構(gòu)件設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化程度，并通過BIM軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，合理拆分構(gòu)件，使得構(gòu)件可以自由組合拼裝，滿足設(shè)計(jì)和施工要求，實(shí)現(xiàn)建筑產(chǎn)品的多樣性。

4.3 構(gòu)件生產(chǎn)運(yùn)輸方面

4.3.1 擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，提高產(chǎn)能。應(yīng)加快推進(jìn)各地預(yù)制構(gòu)件廠的建設(shè)，給予相關(guān)政策鼓勵(lì)，形成良好的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)模式，促進(jìn)預(yù)制構(gòu)件廠與裝配式建筑企業(yè)之間的合作交流，形成采購、生產(chǎn)、運(yùn)輸一體化的模式。

4.3.2 提高模具利用率。模具利用率低是單構(gòu)件攤銷成本過高的原因之一。引入信息化技術(shù)后，可以通過BIM技術(shù)對(duì)模具的外形、尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，保證其精確性、可通用性和實(shí)用性，從而延長(zhǎng)模具的使用壽命，并降低模具攤銷成本。

4.3.3 優(yōu)化運(yùn)輸路線。運(yùn)輸成本占工程項(xiàng)目造價(jià)的5%～8%。對(duì)此，可運(yùn)用BIM技術(shù)生成三維數(shù)字地面模型，模擬構(gòu)件運(yùn)輸過程，合理選擇運(yùn)輸路線;運(yùn)用RFID技術(shù)對(duì)構(gòu)件的出庫、裝運(yùn)、運(yùn)輸、倉儲(chǔ)等進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)控，并將信息及時(shí)傳遞到BIM模型?？偟膩碚f，BIM與RFID技術(shù)結(jié)合可以優(yōu)化運(yùn)輸路線，提高運(yùn)輸效率，減少運(yùn)輸過程中構(gòu)件的丟失損壞，降低構(gòu)件的運(yùn)輸成本。

5 結(jié)語

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，傳統(tǒng)現(xiàn)澆模式已經(jīng)不能滿足可持續(xù)發(fā)展的要求，綠色環(huán)保、質(zhì)量高、工期短的裝配式建筑在國(guó)家的大力推廣下發(fā)展迅速。本文歸納出影響裝配式建筑構(gòu)件成本的21種因素，并對(duì)21種因素進(jìn)行權(quán)重分析，最終確定了9種最重要的因素，結(jié)合信息化技術(shù)提出相應(yīng)的措施和建議，希望對(duì)裝配式建筑企業(yè)降低成本提供一定的參考，促進(jìn)裝配式建筑的發(fā)展。

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