淺談基于BIM技術的裝配式建筑的發展前景

郭秦堃，楊一靖

（山東科技大學山東省土木工程防災減災重點實驗室，山東 青島 266510）

0 前言

裝配式建筑（Prefabricatedconstruction）也被稱為“拼裝房”，通過工業化的方式將建造建筑所需要的部分或者是全部構件在工廠進行制作加工完成后，再運輸至施工地點，在現場通過恰當的連接方式將這些完整的構件拼裝成整體的建筑結構，在國外這些“拼裝”成的房子也被稱作“產業化住宅”或是“工業化住宅”。相比較傳統的建筑方式，這種建筑方式能夠環境污染，縮短工期，并且澆筑方式與傳統建筑相同，所以建造出來的建筑從外觀根本分辨不出來。符合我國創新、協調、綠色、開放、共享的新發展理念。

1 裝配式建筑的發展現狀

隨著社會的發展，城市化和工業化進程不斷推進，人口不斷在城市聚集導致幾乎所有國家的發展都經歷了住房短缺的時代，從而影響社會的穩定。為了解決這樣現象，建筑業的工業化生產開始出現，由日本、法國、英國、美國、德國等工業發展進程快的國家率先出現了裝配式建筑，其中以鋼結構建筑和木建筑為主要建筑材料。我國發展的初期主要在一些典型城市。如，北京、上海、哈爾濱等。1958年11月北京建成我國首棟2層裝配式大板實驗樓；1959年在木樨園建成我國第一棟拉古欽科鋼筋混凝土大板實驗樓；1960年～1966年北京一方面改進混凝土壁板生產工藝，研制成功組立模設備，在東高地地區進行2棟5層裝配式住宅試點；另一方面，對振動磚壁板進行了6棟住宅建筑試點，并在水碓子、龍潭、左家莊、三里屯、新中街5個住宅小區應用，累計建成4層～5層住宅92棟，共27.9萬m2。北京住宅壁板廠是當時亞洲最大的裝配式建筑住宅工廠（見圖1）[1]。隨著工業化不斷發展，裝配式建筑技術不斷成熟，國務院辦公廳于2016年9月發布了《關于大力發展裝配式建筑的指導意見》，意見中指出我國將用10年的時間，積極推廣裝配式建筑，到2025年，使裝配式建筑占新建建筑面積的比例達到30%以上。這為我國接下來裝配式建筑發展帶來了良好的前景[2]。

圖1 亞洲最大的裝配式住宅工廠——北京市住宅壁板廠

2 裝配式建筑發展存在的一些問題

配式建筑發展過程中可以靠的政策性文件不多，僅有《綠色建筑行動》、《進一步加強城市規劃建設管理工作的若干意見》、《關于大力發展裝配式建筑的指導意見》等文件是不夠的，需要推出更多相關政策性文件，并且對于政策落實情況予以反饋。

隨著城市化不斷推進，工程量很大，但是開發單位對于使用裝配式建筑的意愿并不是很強烈，現在社會大多以利益為趨向，雖然裝配式建筑綠色且能夠保證施工質量，但是現行的管理模式并不完善，會變相增加建筑成本，導致很多開發單位不愿意使用裝配式建筑。應增加一些相關的激勵機制，鼓勵使用裝配式建筑，完善相關管理模式。

在裝配式建筑的預制構件使用中，沒有標準化構件，無法做到通用，導致即使裝配式建筑能夠節約資源、綠色環保，對于預制構件卻可能造成不必要的浪費。

若需建造高層建筑，對于大型預制構件，我們還需要解決運輸問題，當工廠大多在郊區，對于北上廣等的大城市施工上會帶來一些運輸上的問題，還需要去解決。

3 裝配式建筑的優勢以及BIM技術的重要作用

裝配式建筑能夠改變我國建筑建造的方式，符合我國第十三計劃中“新型建造方式。大力推廣裝配式建筑，加大政策支持力度，力爭用10年左右時間，使裝配式建筑占新建建筑的比例達到30%。積極穩妥推廣鋼結構建筑。在具備條件的地方，倡導發展現代木結構建筑。”的發展要求。能夠改善我國傳統建造方式容易造成污染和浪費資源的情況，以及大型城市人口密集導致住房不足的情況，也能夠緩解建筑行業用工不足的情況。

裝配式建筑符合我國綠色發展的理念，在2017年環境保護部通報的2017年全國“12369”環保舉報辦理情況中，在舉報行業分類中，舉報最多的為建筑業，占比31.3%，將近三成。舉報原因以現場施工噪音為主，而裝配式建筑大多部件都在工廠進行加工，再運輸至施工現場進行構件的組裝，從而避免現場操作造成部分環境污染以及施工噪音。

與傳統現場施工建筑相比，裝配式建筑不僅在施工的環保綠色上要表現優秀，而且在施工對于材料資源的消耗上也表現的更好。對于像裝配式的混凝土建筑與傳統的現澆混凝土建筑相比較，在施工的用水量、用電量、模板用量以及建筑垃圾產生量上都有20%～40%的減少，而且能夠縮短相應的總工期。

進入21以后，隨著社會不斷發展，科學技術的不斷進步，當今社會已經成為了一個信息化的社會，20世紀60年代CAD的出現為現代建筑業帶來了第一次革命，他將手繪圖紙用計算機的程序表現出來，而現在BIM技術的出現，被人視為是CAD技術之后的第二次革命，它能夠將建筑結構每一個細節通過計算機程序展現在人們的面前，利用信息技術和數字模型對整個施、設計乃至運營管理過程進行模擬，它提高了設計的效率，減少了技術人員的勞動強度，方便管理者對于施工項目的整體規劃管理，符合現代社會的發展要求。

根據國家統計局在2017年發布的數據[3]，對比2010年到2016年隨著時間變化（見圖2），建筑安裝人工費在不斷上漲，在建筑安裝工程價格逐年變化不大的情況下，人工費在工程中占比變的越開越大，結合近2年建筑業城鎮單位就業人數的下降，可以看出企業通過不斷提高的工資來招募更多工人，從而使建筑業因勞動力短缺而導致企業盡可能的在不增加成本的情況下提高人工費用。而BIM技術的興起和裝配式建筑的不斷成熟，給建筑業帶來了新的發展方向，由于裝配式建筑的建造特點，建造所需的建筑構件只需在工程完成制作，通過運輸方式到現場進行組裝，這樣可以減少施工單位因勞動力短缺而帶來的影響，而BIM技術作為輔助工具，通過將整個工程過程信息化，施工組織各部門聯合參與，極大地增加了施工組織效率，也減少了部分人力勞動，裝配式建筑和BIM技術的結合，共同促進了建筑施工效率，符合發展現代工業化、信息化的特點。

圖2 建筑安裝人工費、建筑安裝工程價格與建筑業就業人數較上年變化指數

4 我國裝配式建筑與BIM技術結合的發展前景

裝配式建筑和BIM技術的廣泛應用，已經成為了我國21世紀建筑業發展的必然趨勢。2016年進入了第十三個五年計劃，黨中央和國務院印發了《中共中央國務院關于進一步加強城市規劃建設管理工作的若干意見》（中發[2016]6號）。在其中指出，要發展新型的建造方式。大力推廣裝配式建筑，加大政策支持力度，力爭用10年左右時間，使裝配式建筑占新建建筑的比例達到30%。積極穩妥推廣鋼結構建筑。以京津冀、長三角、珠三角三大城市群為重點推進地區，常住人口超過300萬的其他城市為積極推進地區，其余城市為鼓勵推進地區，因地制宜發展裝配式混凝土結構、鋼結構和現代木結構等裝配式建筑[4]。在2017年的“兩會”中也提到要大力發展鋼結構和裝配式建筑，加快標準化建設，提高建筑技術水平和工程質量。可見我國對于建筑業的技術進步和健康發展十分的重視。通過重點地區的帶頭發展，帶動全國進行建筑業建造方式的新突破。

5 總結

隨著我國經濟不斷發展，社會不斷進步，社會生產生產力的不斷增強，我國建筑業勞動密集型的現狀急需改變，裝配式建筑和BIM技術符合我國十三五計劃提出的創新、協調、綠色、開放、共享的新發展理念，也符合現代建筑業的發展工業化、信息化的趨勢。黨和國家也越來越重視裝配式建筑的發展，裝配式建筑與BIM技術的興起能夠提高建筑效率，節約建設資源和保護環境。隨著國家推出更多與裝配式建筑相關的激勵政策以及行業規范，裝配式建筑和BIM技術必將推動我國的建筑業健康快速的發展。