全過程系統(tǒng)集成的裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計

【關(guān)鍵詞】全過程系統(tǒng)集成；裝配式建筑；標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計

引言

隨著時代的不斷演進(jìn)與發(fā)展，裝配式建筑結(jié)構(gòu)在建筑工程建設(shè)與施工中的重要性日益凸顯。鑒于傳統(tǒng)裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計方法的局限性，如工作內(nèi)容繁重、操作難度大、耗時費力等。在此背景下，得益于科學(xué)技術(shù)的有力支撐，技術(shù)人員創(chuàng)新性地提出了全過程系統(tǒng)集成理念，并將其應(yīng)用于標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計實踐中。該理念的應(yīng)用展現(xiàn)出了顯著的優(yōu)勢與價值，通過實現(xiàn)各個構(gòu)件的集成化管理，不僅從根本上保證了設(shè)計質(zhì)量，還顯著提高了施工質(zhì)量和效率，為裝配式建筑行業(yè)的發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。

一、全過程系統(tǒng)集成概述

裝配式建筑的實施進(jìn)程涉及眾多復(fù)雜的模塊與構(gòu)件。設(shè)計階段需要綜合考量眾多要素，這在一定程度上加大了施工與管理的復(fù)雜性，對裝配式建筑的整體建設(shè)流程產(chǎn)生了一定程度的負(fù)面影響。鑒于此，技術(shù)人員與研究團(tuán)隊進(jìn)行了深入研究與分析，并創(chuàng)造性地提出了全過程系統(tǒng)集成理念，且已將其成功融入實際操作中。該理念的核心在于了解當(dāng)前施工建設(shè)情況，清晰界定全過程中各個模塊與構(gòu)件之間的關(guān)系。全過程系統(tǒng)集成主要是指將裝配式建筑全周期內(nèi)的各個獨立子系統(tǒng)及其組成部分，通過高效的整合手段，構(gòu)建一個協(xié)同運作、緊密相連的整體系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上利用各部分的相互協(xié)作與耦合，實現(xiàn)系統(tǒng)功能的最大化與目標(biāo)的精準(zhǔn)達(dá)成，從而顯著提高全過程質(zhì)量水準(zhǔn)，有效保證施工效率[1]。就裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計而言，其全過程系統(tǒng)集成旨在將建筑內(nèi)各個構(gòu)件、設(shè)備及管道等各個組成部分進(jìn)行合理整合，最終形成完整的建筑系統(tǒng)，以此確保裝配式建筑結(jié)構(gòu)的安全性以及穩(wěn)定性。

在推進(jìn)裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的過程中，貫徹全過程系統(tǒng)集成理念，旨在發(fā)揮各自的優(yōu)勢與價值。此建設(shè)方式已躍升為建筑行業(yè)的重點研究內(nèi)容，未來或?qū)⒊蔀榻ㄖこ痰闹饕ㄔ旒夹g(shù)。此舉旨在確保裝配式建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性與安全性，其技術(shù)實施路徑如圖1所示。在實際運行應(yīng)用的過程中，該模式深度融合了多項前沿技術(shù)，特別是建筑信息模型技術(shù)（Building Information Model，BIM）以及模塊組合技術(shù)等信息化手段，并將其貫穿于項目建設(shè)的全周期。這一策略不僅優(yōu)化了人力資源配置，還實現(xiàn)了成本的有效控制，提高了建筑工程的管理質(zhì)量，保證了裝配式建筑工程的穩(wěn)定運行。

二、全過程系統(tǒng)集成的裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的常用技術(shù)分析

（一）BIM技術(shù)

在裝配式標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的過程中，全過程系統(tǒng)技術(shù)在其中發(fā)揮著重要的作用和價值。在此過程中，BIM的應(yīng)用尤為關(guān)鍵，它能夠構(gòu)建三維模型框架，并基于建筑工程與設(shè)計的實際需求，搭建協(xié)同工作平臺。該平臺能夠匯聚各類參數(shù)信息，進(jìn)而形成參數(shù)化的BIM模型，為工作人員提供了裝配式建筑結(jié)構(gòu)的詳盡視圖與精確參數(shù)。在建設(shè)系統(tǒng)集成系統(tǒng)的過程中，BIM技術(shù)可以促使不同專業(yè)領(lǐng)域的信息實現(xiàn)高效插入、提取、更新與修改。這些信息的積累與重復(fù)利用能夠極大地促進(jìn)協(xié)同作業(yè)的目的達(dá)成。BIM技術(shù)的支持還能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)信息互通互聯(lián)，使裝配式建筑施工中的動態(tài)變化信息得以實時捕捉，并通過數(shù)據(jù)參數(shù)的整合強(qiáng)化專業(yè)間的協(xié)同設(shè)計能力。在標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的過程中，采用BIM的正向協(xié)同設(shè)計模式能夠展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。該方法不僅構(gòu)建了高級程度的模型，還能夠?qū)崿F(xiàn)模型的重復(fù)應(yīng)用，并借助計算機(jī)技術(shù)提高設(shè)計的自動化及現(xiàn)代化程度。具體而言，該模型能夠自動化輸入與導(dǎo)出相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)，有效規(guī)避人為因素造成的失誤，從而確保全過程系統(tǒng)集成的有效實施以及后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的精準(zhǔn)性與可靠性。

在全過程系統(tǒng)集成的全面助力支持下，裝配式建筑結(jié)構(gòu)得以高效運作。具體而言，該結(jié)構(gòu)能夠依托精準(zhǔn)模型，無縫對接并導(dǎo)出模塊的各項核心數(shù)據(jù)參數(shù)，隨后自動導(dǎo)入至相關(guān)軟件中進(jìn)行深入計算，以快速獲取并驗證最終計算結(jié)果。具體而言，該結(jié)構(gòu)將計算結(jié)果即時反饋至BIM模型中，為模型的調(diào)整、優(yōu)化及更新奠定基礎(chǔ)。隨后，該模型將自主啟動計算流程，精確生成裝配率結(jié)果，并據(jù)此繪制結(jié)果表格。同時，BIM模型可以憑借其強(qiáng)大的自動化功能直接生成二維圖紙。通過對全過程系統(tǒng)的深度應(yīng)用，模型與圖形之間可以實現(xiàn)緊密且有效的關(guān)聯(lián)，從而為裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計提供技術(shù)保障與數(shù)據(jù)參數(shù)支持[2]。此外，全過程系統(tǒng)集成管理的框架可通過積極探索并實踐自身數(shù)據(jù)庫與族庫管理系統(tǒng)的融合應(yīng)用，實現(xiàn)資源的共建共享，促進(jìn)信息的無障礙溝通。在此基礎(chǔ)上，技術(shù)人員需要嚴(yán)格遵循《建筑信息模型分類和編碼標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 51269—2017）《建筑產(chǎn)品分類和編碼》（JG/T 151—2015）等權(quán)威規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，精心構(gòu)建全面而完善的信息系統(tǒng)，為整體工作的有序開展提供強(qiáng)有力的保障。

（二）模塊組合技術(shù)

設(shè)計工作的過程需進(jìn)行全面綜合的考量，涵蓋裝配式建筑的功能性、生產(chǎn)運輸?shù)榷鄠€維度；隨后利用模塊組合技術(shù)，對模塊進(jìn)行整合與集成，旨在縮減模塊規(guī)格尺寸的種類，為后續(xù)施工與管理的順暢進(jìn)行提供保障?？茖W(xué)有效地應(yīng)用模塊組合技術(shù)，不僅可以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈分工的精細(xì)化及技術(shù)集成的深度化，還可以成功地將各項技術(shù)與施工工藝融合為一體，確保模塊生產(chǎn)的精確性與可靠性，滿足裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的需求，以此保證建筑穩(wěn)定性及安全性。此外，該技術(shù)的應(yīng)用還可以促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計領(lǐng)域的持續(xù)進(jìn)步。在全過程系統(tǒng)集成的構(gòu)建階段，設(shè)計過程同樣需要高度重視功能模型的集成與整合工作，以確保操作界面的友好性與易用性，為后續(xù)的施工建設(shè)活動提供有力支持。這一系列集成工作，能夠形成高度集成的模塊體系，保障整體系統(tǒng)運行的質(zhì)量與高效性。

三、全過程系統(tǒng)集成的裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計分析

（一）模數(shù)協(xié)調(diào)

利用全過程系統(tǒng)集成理念開展裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的過程中，模數(shù)協(xié)調(diào)尤為重要。它是保證各模塊定位安裝精準(zhǔn)性的關(guān)鍵，能夠?qū)δK進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整。模數(shù)協(xié)調(diào)的推進(jìn)依賴于詳盡的數(shù)據(jù)參數(shù)收集，旨在促進(jìn)建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備及內(nèi)部裝置之間的無縫對接與尺寸匹配，從而優(yōu)化模塊利用效率。開展裝配式建筑建設(shè)施工，需將模數(shù)協(xié)調(diào)貫徹落實于全過程中，包括設(shè)計、生產(chǎn)以及施工等各個環(huán)節(jié)，保證數(shù)據(jù)參數(shù)的精準(zhǔn)性以及真實性，保證建筑設(shè)計與建設(shè)施工之間的協(xié)調(diào)性。

首先，實際開展工作的過程需對各個生產(chǎn)建設(shè)活動進(jìn)行調(diào)整與優(yōu)化，并保證各生產(chǎn)活動之間的協(xié)調(diào)性。其次，設(shè)計需明確裝配式建筑模塊的尺寸與邊界條件，并根據(jù)實際需求與設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行精準(zhǔn)分割。再次，在全過程系統(tǒng)集成系統(tǒng)的支持下，工作人員需根據(jù)裝配式建筑的實際需求選擇具有針對性的標(biāo)準(zhǔn)化方式，以此獲取最優(yōu)設(shè)計方式。最后，在模數(shù)協(xié)調(diào)的支持下，為了實現(xiàn)部品部件互換的目的，工作人員需要對整體性能進(jìn)行升級[3]；此外，通過有效應(yīng)用模數(shù)協(xié)調(diào)，能夠為構(gòu)件的定位與安裝提供保障，以保證部品部件與功能空間之間的匹配性。在實際運行的過程中，模數(shù)協(xié)調(diào)可以為裝配式建筑構(gòu)件批量生產(chǎn)提供保障，并保證滿足設(shè)計要求的質(zhì)量；同時，在定型部品部件的支持下，模數(shù)協(xié)調(diào)還可以簡化構(gòu)件，實現(xiàn)“少規(guī)格、多組合”的目的。

（二）全過程集成

在開展標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的過程中，完成模數(shù)協(xié)調(diào)之后，工作人員需將系統(tǒng)集成落實于裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的全過程中，將設(shè)計與生產(chǎn)、施工及運維等進(jìn)行協(xié)調(diào)與融合；還需要從設(shè)計的角度出發(fā)，解決存在的問題，以避免出現(xiàn)建設(shè)施工分割的情況，保證裝配式建筑施工的順利進(jìn)行。實際開展工作的過程可從以下幾個角度出發(fā)。

1.部品部件生產(chǎn)

在開展實際工作的過程中，設(shè)計人員需從裝配式建筑功能等多方面進(jìn)行綜合性考量，并對整體構(gòu)成進(jìn)行相應(yīng)的處理，以實現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡化的目的，最終形成部品部件。此種方式能為后續(xù)的生產(chǎn)與制造提供便利條件，并保證按照工期完成構(gòu)件的生產(chǎn)與制造，實現(xiàn)節(jié)約材料用量、降低構(gòu)件重量的目的，從而為后續(xù)運輸提供支持。例如，在進(jìn)行生產(chǎn)制造的過程中，應(yīng)用高強(qiáng)鋼材、高強(qiáng)混凝土以及高強(qiáng)鋼筋等高強(qiáng)材料，可以按照實際設(shè)計需求及連接構(gòu)造規(guī)則開展生產(chǎn)與制造，以有效避免在出現(xiàn)超寬或易性等情況的同時，滿足吊裝與運輸需求。

2.前置驗收

廠家在開展設(shè)計工作的過程中，可與多方單位進(jìn)行協(xié)調(diào)與溝通；在完成生產(chǎn)之后，可以對部品部件進(jìn)行驗收，以此保證部品部件的質(zhì)量，從而為后續(xù)施工的安全性及穩(wěn)定性提供保障，此過程被稱之為前置驗收。在開展前置驗收工作的過程中，設(shè)計人員以及相關(guān)工作人員需了解部品部件的實際情況，包括結(jié)構(gòu)、外圍護(hù)、室內(nèi)裝飾裝修、設(shè)備及管線等參數(shù)，并檢查實際集成效果與整體品質(zhì)；若存在產(chǎn)品不合格的情況，需及時進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，以保證后續(xù)施工建設(shè)的順利進(jìn)行。驗收合格則表示設(shè)計存在可行性，且效果較強(qiáng)，可按照此設(shè)計方案開展批量生產(chǎn)。批量生產(chǎn)的過程中開展模數(shù)協(xié)調(diào)處理可以進(jìn)一步保證數(shù)據(jù)參數(shù)的精準(zhǔn)性。生產(chǎn)制造的過程也需強(qiáng)化集成管理，通過對生產(chǎn)的全過程進(jìn)行管理，可以保證產(chǎn)品的精準(zhǔn)性及可靠性，避免出現(xiàn)材料浪費的情況。

3.裝配式建筑施工

實際開展標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的過程為了保證安裝的可行性以及便捷性，需考慮裝配式建筑的施工，可以通過提前布置堆放場地，進(jìn)行合理規(guī)劃等方式以減少整體占地面積，還可以制定材料管理措施，做好構(gòu)件保護(hù)工作，保證滿足裝配式建筑施工與安裝的要求[4]。同時，設(shè)計人員在開展設(shè)計工作的過程中，需要明確裝配式建筑的性能與功能要求，明確各部品部件的安裝位置、加工制作等，以此提高整體生產(chǎn)與施工的精準(zhǔn)性。此時設(shè)計人員可利用計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行計算，并明確公差，以此為基礎(chǔ)制定連接構(gòu)造措施，以此保證后續(xù)施工安裝的質(zhì)量與安全性。此外，設(shè)計人員需要計算連接構(gòu)造受力參數(shù)，以此保證標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的精準(zhǔn)性及可靠性，進(jìn)而減少連接構(gòu)造的類別。

4.監(jiān)測與維護(hù)

對于此部分而言，實際開展設(shè)計工作的過程可以引進(jìn)智能化技術(shù)，并將其落實于建設(shè)的全過程之中。具體在生產(chǎn)建設(shè)、施工以及后期維護(hù)工作時，廠家需對全過程進(jìn)行監(jiān)測，通過應(yīng)用智能監(jiān)測技術(shù)，保證后續(xù)運維工作的順利進(jìn)行；同時在二維碼技術(shù)的支持下，針對各部品部件進(jìn)行針對性監(jiān)測與維護(hù)。設(shè)計人員需針對不同的部品部件設(shè)計針對性標(biāo)識，開展監(jiān)測與檢查工作，以保證整體質(zhì)量。在檢查合格之后，設(shè)計人員可以設(shè)置二維碼標(biāo)識圖片，并將其粘貼在較為明顯的區(qū)域。二維碼信息應(yīng)包括部品部件基本信息，如編號、生產(chǎn)材料、生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)日期、保質(zhì)期、合格狀態(tài)及聯(lián)系方式等內(nèi)容；還可以將其與BIM模型進(jìn)行融合，展現(xiàn)為三維模型。

在后續(xù)開展運行維護(hù)的過程中，工作人員可以通過二維碼掃描的方式獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)參數(shù)信息，以了解此部品部件維修與檢查情況；通過數(shù)據(jù)分析，明確參數(shù)變化規(guī)律。同時，在智能化技術(shù)的支持下實現(xiàn)智能化設(shè)計，能夠建立智能預(yù)警系統(tǒng)以及智能化監(jiān)測系統(tǒng)，以實現(xiàn)智能化管理的目的，第一時間掌握當(dāng)前存在的問題，并給出最終圖像及影響信息。應(yīng)用此種方式，還能夠?qū)崿F(xiàn)施工安裝全過程的實時監(jiān)控，從而有效降低安全事故發(fā)生的概率。在開展維護(hù)設(shè)計的過程中，工作人員從連接構(gòu)造方面入手，能夠為安裝與維修提供便捷條件，從而避免主體結(jié)構(gòu)的破損。

結(jié)語

在開展全過程系統(tǒng)集成的裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的過程中，積極利用BIM技術(shù)及模塊組合技術(shù)，以此為基礎(chǔ)開展模數(shù)協(xié)調(diào)、部件部品生產(chǎn)、前置驗收、裝配式建筑施工及監(jiān)測與維護(hù)工作，不僅能夠保證設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)化，提高整體集成化性能，還可以保證裝配式建筑的安全性及穩(wěn)定性。