基于BIM和多維集成管理的裝配式建筑推廣研究

(沈陽建筑大學　遼寧　沈陽　110168)

一、引言

項目工程的成功主要取決于項目參與各方(設計方、業主方、施工方、監理方等)之間信息交流的及時性和有效性。建筑施工領域的大多數問題，如管理錯亂、質量參差不齊、建設成本增加等都與項目各方管理人員之間管理、信息交流有關。由于裝配式建筑管理的特殊性、復雜性和建筑工程信息的多變性，因此項目管理人員需做好裝配式建筑信息創建、集成管理和信息共享工作，并在BIM技術和多維集成管理理論協調管理下，推動裝配式建筑向前發展。

二、研究現狀

建設工程信息的創建過程，由建筑信息模型化(building information modeling，BIM)，即從3D到nD(n Dimensions，多維)的集成管理，進一步實現多專業和多階段已創建數據的共享。Bim技術具有信息完備性、關聯性、一致性等優勢[1]。對于多維集成管理，n D的含義是指建設工程隨生命周期而表現出的多個方面，包括空間三維、時間或進度維、費用維、質量維、安全維、能維、光維、熱維等，可解釋為運用工程管理理論和信息技術等手段，將工程多維集中在一起管理[2]。

2015年末，政府出臺《建筑產業現代化發展綱要》，決定全國全面推廣裝配式建筑，提高裝配式建筑新建比例。2016年9月，國務院辦公廳《關于大力發展裝配式建筑的指導意見》提出“力爭用10年時間實現裝配式建筑占新建建筑面積的比例達到30%”的目標。

三、裝配式建筑發展趨勢

新形勢下，我國建筑業急需轉型升級和創新發展。隨著科學技術和科技成果的不斷融入，裝配式建筑的發展趨勢可歸結為：BIM技術、多維集成管理、裝配式建筑四階段一體化管理。

過去的產業流程通常為設計、生產、施工各方人員互不干擾。這種流程對于信息的傳遞、分享和專業間的協同配合有很大影響。裝配式體系的關鍵是對產業流程各環節之間的協調配合，顯著特征為將原產業鏈中各過程前置。在多維集成管理理論下，通過BIM技術平臺，將各階段集成管理，充分模擬、協調各階段管理工作流程[3]。理想的模式是：設計院各專業(建筑、結構、設備)均在同一個模型上面協同工作，由建筑專業創建建筑模型，其它各專業在建筑模型的基礎上，對模型進行信息深化，進行各自的專業設計。設計結束后，向業主提供完整的、包含全專業設計內容的綜合模型。這個模型里已經實現了可視化設計、協同設計、性能化分析、以及管線綜合的相關內容。業主根據BIM模型，向施工及運維方向去延伸，以實現建筑全生命周期的運維[4]。

四、裝配式建筑發展推廣存在的問題

(一)政府指導性標準、文件不健全

目前，《裝配式混凝土結構技術規程》(JGJ1—2014)、《裝配式混凝土建筑技術標準》(GB/T51231—2016)《裝配式鋼結構建筑技術標準》GB/T51232-2016等已能初步滿足裝配式建筑發展的基本需求。但是對于專用構配件和專用密封、功能材料類(保溫、阻燃等)的標準文件還未出臺。

(二)建筑形式多樣性與裝配式建筑標準化之間的矛盾

推廣裝配式建筑，必須兼顧建筑本身的多樣性和構件的標準性之間的關系。構件在工廠中大批量生產，為形成規模效益必須要實現部品部件的標準化、模數化，但是由于建筑還應滿足人類審美的需求，以及地理、區位條件的限制，建筑設計在更多時候往往體現出個性化、多樣化的特點。

(三)現階段裝配式建筑成本高于傳統現澆建筑

目前裝配式住宅的建造成本比傳統方式高500元/平方米左右。成本的提高導致現階段裝配式建筑的推廣多是政府保障房工程項目。裝配式建筑成本增加原因有三個，1、裝配式建筑剛推入市場，尚未形成規模效益；2、裝配式建筑所用工業化產品意味著需要繳納17%的增值稅；3、建設管理體制不全，未形成集成管理。

(四)科技化、全面性、和專業化隊伍亟待建設

產業的轉型升級需要相應的產業人才作為支撐。未來建筑業更需要具備設計、管理、信息技術等多專業背景的復合型人才。人才培養是一個循序漸進的過程，未來可以通過開展校企合作，在更高教育層次上培養綜合性人才，加快形成專業化、科技化的創新人才隊伍。

五、基于BIM技術和多維集成管理理論下裝配式建筑研究體系

BIM技術平臺的可視化、協調性等優勢特征，加強了各專業之間的協調，提高了設計溝通的效率，但BIM技術信息的傳遞、共享多局限于設計專業人員，與項目其它參與方交流不足，BIM技術平臺協調管理維度也具有局限性。對于大型、復雜建設項目的資源維、質量維等方面不能做到協調、集成管理。這種割裂管理模式，不僅造成建設工程施工過程管理程序復雜，而且導致工程建設信息創建、傳遞、共享不能形成閉環，增加建設管理難度。

本文筆者將建立BIM技術—多維集成管理—裝配式建筑三方集成管理模型，如圖1所示。

圖1　三者關聯圖

六、結束語

BIM技術在世界范圍內的推廣應用日益廣泛和深化，為裝配式建筑的發展提供了信息化集成的基礎。裝配式建筑的核心是“集成”，BIM技術是“集成”的手段。多維集成管理理論是“集成”的理論。在對裝配式建筑發展現狀和發展趨勢進行研究后，相關科學技術工作者需要找出多維集成管理理論的實現基礎。通過將裝配式建筑工程組件、工程量清單項、工程進度安排，以及時間、空間、光照、能源分析等提供好的數據基礎，覆蓋到裝配式建筑的全生命周期，運用BIM技術平臺形成“3D+進度+成本”等多維管理系統，甚至到n維管理系統。形成新型裝配式建筑工業化，加快推進我國裝配式建筑的發展。