裝配式建筑新進展融入建筑工程技術的探索與實踐

摘要：通過對裝配式建筑企業的調研，概述了裝配式建筑的發展現狀，介紹了BIM技術在裝配式建筑中的應用、EPC工程總承包下的一體化建造、鋼筋套筒連接技術、PC外墻拼接防水技術等新進展;結合教學實踐，提出了在建筑工程技術專業融入裝配式建筑新進展的途徑，調整人才培養方案、在相關課程中增加裝配式建筑新進展的內容、以虛實結合的方式開展裝配式建筑實訓;同時闡述了開展裝配式建筑教學的保障措施。

關鍵詞：裝配式建筑;研究進展;建筑工程技術專業;教學活動

中圖分類號：G712 ??文獻標識碼：A ???文章編號：2096-6903（2019）05-0000-00

0引言

新型裝配式建筑是集標準化設計、工廠化生產、裝配式施工、一體化裝修和信息化管理為一體的建筑，不是傳統的生產方式加裝配的建筑。2016年住建部明確提出到2025年裝配式建筑占新建建筑的50%以上的目標。東南大學、清華大學等高校及中國建筑工程總公司等行業領軍企業共同組建共同成立了“新型建筑工業化協同創新中心”。各省和直轄市相繼出臺了支持裝配式建筑發展的經濟和技術政策。在此背景下，裝配式建筑新理論、新技術和新方法不斷涌現。因此將裝配式建筑新進展融入建筑工程技術專業教學中很有必要，這不僅增強了專業教學的時效性，改善了教學活動滯后于建筑工程生產實踐的現狀，還提了高學生對專業認知水平。

1 裝配式建筑發展概況

我國裝配式建筑在1970-1980年代曾出現過一個高潮，但那時的裝配式建筑存在防水難以解決、節點連接的抗震和大板建筑外觀單調等問題，此外隨著我國經濟高速發展，人們對建筑多樣化和個性化的追求，使得裝配式建筑逐漸被棄用。

近幾年，我國鑒于綠色發展和建筑業轉型升級的要求，住建部提出了大力發展裝配式建筑，出臺了《十三五裝配式建筑行動方案》、《裝配式建筑評價標準》、和裝配式建筑三大標準（混凝土結構、鋼結構、木結構技術標準），這些標準的出臺有效提升了裝配式建筑的整體建造水平。另一方面從裝配式建筑實踐來看，也取得了一些成功經驗，例如萬科翡翠公園項目的裝配式整體剪力墻結構體系，其中PC外墻占50%以上，建筑結構立面簡潔、形象典雅大氣;華潤華安靜府項目的預制夾心保溫PC外墻集成技術，其具有保溫、防水、耐久、不占套內面積等優點，充分體現了綠色生態的建筑要求。信息技術的發展助推了裝配式建筑的設計、生產和施工環節有效對接及方案優化，顯現出了裝配式建筑相比傳統現澆建筑的優勢，已有數據表明裝配式建筑能大大降低能耗，如可以節約材料20%、節約用水80%、節約能耗70%、節約用地20%等，裝配式建筑的發展使傳統的“人海戰術”現澆作業方式發生逆轉，工廠生產構件、現場拼裝的方式使室外作業變為室內作業、高空作業變為地面作業、手工作業變為機械作業，大大降低勞動力需求，使安全管理水平得到質的提升。

2 裝配式建筑的新進展

近幾年裝配式建筑取得一系列的新進展，最主要的體現是BIM技術在裝配式建筑中的應用、EPC工程總承包下的一體化建造模式、節點連接和防水等關鍵技術的突破。

2.1 BIM技術與裝配式建筑的結合

BIM是指建筑信息模型，其集成了完整的建筑工程項目信息。設計階段：通過BIM技術平臺實現了建筑、結構、機電等各個專業設計人員實時共享專業設計信息，各專業之間的沖突會被平臺自動篩選出來，便于各專業人員對設計方案進行同步修正，提高了工作效率，節約了資源，如圖1所示;預制件生產階段：生產廠家可以通過BIM模型直接獲取預制構件幾何尺寸等信息，廠家在生產過程中可以將進度信息傳遞給實施單位，同時生產廠家在構件中植入含有安裝位置、材料類型和幾何尺寸等信息的RFID芯片，提高物流、倉儲和安裝效率;施工階段：施工單位利用BIM技術模擬構件吊裝及整個施工過程，包括施工場地布置、施工工藝流程安排、資源的投入，在模擬過程中優化施工方案，實現進度計劃和成本的動態管理，提高效率，排除隱患;運營管理階段：需要維修時可以從BIM模型中直接調取生產構件的參數和廠家信息，提高維修效率。如果發生火災等險情時，利用BIM技術應急管理功能可以快速準確定位火災發生位置。

2.2 EPC工程總承包下的一體化建造模式

通過近年的探索與實踐，EPC（設計、采購、施工總承包）建造模式已成為裝配式建筑降低成本、加快施工進度和提高建筑質量的有效方案。EPC模式改變了管理的碎片化，激活了總承包的統籌能力，實現了裝配式建筑設計、構件制造、施工的無縫對接，提高了組織效率;EPC模式可以通過設計優化、集中采購降低工程成本;EPC模式可以全盤計劃，把控生產和裝配重要節點，統籌安排、穿插施工，極大縮短了建設工期;EPC模式下工程建設責任明確，質量安全體系全覆蓋，發揮技術體系優勢，促進管理與技術融合，全面提升工程質量。

2.3 關鍵技術上的創新

鋼筋套筒連接技術解決了節點連接難題，帶肋鋼筋插入凸凹的套筒內腔，再灌入高強度水泥漿料，操作簡單，連接穩固。如圖2所示。

PC外墻拼接防水技術取得較大發展。水平拼縫防水措施是外側用高分子密封膠密封，阻止水氣入縫，中部形成空腔且設置排水槽，內側設置空心橡膠止水條;豎直拼縫防水措施是設置豎向空腔，并在下方設排水管引流;這種多道放線的方式徹底解決了外墻滲漏問題。

3 裝配式建筑新進展與專業教學的融合

目前還沒有學校開設裝配式建筑施工或設計類專業，但市場對裝配式建筑人才需求很大，在此情況下將裝配式建筑的新進展融入建筑工程技術專業教學、做一些探索很有必要，這可為后續開設裝配式建筑專業打下基礎。通過對萬科集團、遠大集團等一些裝配式建筑發展較好的企業對人才需求的調查，結合我們兩年來的教學實踐，我們認為將裝配式建筑新進展融入建筑工程技術專業教學，可以采取多種途徑、多種方式。

3.1 調整人才培養方案

對人才培養方案進行實時調整，在培養方案中體現行業的新理論、新技術和新方法，在相關課程中增加裝配式建筑內容，調整教學計劃，安排裝配式建筑的實習實訓，在技能考核中增加裝配式建筑內容，畢業設計時添加裝配式建筑施工組織設計的選項。

3.2 在相關課程中增加裝配式建筑新技術內容

編制裝配式建筑輔助教材，教材分模塊編寫，吸納典型的裝配式工程案例，參照企業自身培訓的線上線下課程資源，立足本校實際，將裝配式建筑知識技能融入相應的專業課程之中，如表1裝配式建筑知識模塊融入專業課程表所示。

房屋建筑學

教師在上課前根據授課內容制定教學方案，將裝配式建筑相關內容與所授課程整合，采用案例教學、模擬施工現場教學等手段，注重對學生的技能培養，例如：在講授BIM三維建模技術模塊內容時，邊教邊做，要求學生熟練使用BIM軟件，以實際工程為案例進行裝配式建筑設計、施工和運營管理;在講授裝配式建筑施工測量時，到校內裝配式建筑模型沙盤現場，使用RTK設備對構件進行定位放線，使用智能全站儀模擬墻體、樓板等預制構件的吊裝;在裝配式施工組織設計時，用比較法講授裝配式建筑與傳統建筑在施工現場平面布置、進度計劃安排和施工方案選擇方面的不同，加深學生對裝配式建筑的理解。

3.3 虛實結合的裝配式建筑實訓

目前能完整從事裝配式建筑設計、大型預制構建的生產、大型構建吊裝施工的企業較少，特別在中小城市，這給學生的實習實訓帶來困難，因此在校內開展虛實結合的模擬實訓是比較好的選擇。

“實”就是一套可以拆解的1：2的仿真裝配式建筑模擬沙盤，如圖3所示。沙盤以實際工程案例為原型，以規范為基礎，用實際的施工工藝制作，將裝配式建筑施工現場搬到校內。這樣的實物沙盤能全方位清晰展現節點構造，加深了對結構施工圖的理解，學生在實訓過程中扮演不同角色分組分崗位模擬實操，每組進行拆解組裝。

“虛”是指裝配式建筑VR虛擬仿真實訓，VR虛擬仿真實訓圍繞裝配式建筑施工過程，還原墻板吊裝、樓面吊裝、樓梯吊裝、節點鋼筋綁扎、模板安裝、管線預埋、現澆混凝土等工序，真實再現施工現場，學生自己動手操作，親身體驗裝配式建筑的建造。這種虛擬實訓比傳統的實訓安全便捷，節約耗材，可以學習標準化的裝配式建筑施工流程。

虛實結合的實訓相得益彰，彌補了各自的不足。模擬沙盤比較單一，但VR虛擬仿真實訓案例充分，其中民用建筑、工業建筑等各類工程實例應有盡有;VR虛擬仿真對構件的立體認識有些欠缺，但模擬沙盤構件的幾何立體感清晰;同時VR虛擬實訓較易能及時補充裝配式建筑新進展的內容，有利于改變學校的教學落后于工程實踐的現狀。

4 保障教學的措施

優秀的教學團隊是保障教學質量的前提，職業院校應該開展深度校企融合，引進裝配式建筑企業的工程技術人員擔任兼職老師，派專業教師去裝配式建筑企業從事生產實踐，專業教師本身也應積極參加各種裝配式建筑學術會議，參加BIM等新技術新理論培訓，完善知識結構，提高教學水平。

實習實訓條件是裝配式建筑教學的重要支撐，目前發展較好的裝配式建筑企業基本上分布在東南沿海等經濟發達地區，對于中西部高職院校來講獲得裝配式建筑項目實習的機會較少，但信息化的教學思路為這一問題找到了解決方案，即多種方式，虛實結合開展裝配式建筑實訓。首先整合完善現有的建筑檢測實訓室、工程測量實訓室，添加相應實訓器材;其次新建BIM三維建模實訓室、裝配式建筑構件生產、安裝施工VR體驗中心、裝配式建筑1：2可拆解實體模型等;最后，在校內實訓的基礎上，安排學生到預制構件生產廠、裝配式建筑施工現場見習，加深對校內實訓的理解吸收。

5 結語

將裝配式建筑新進展融入建筑工程技術專業教學之中，提升了學生的專業素養，培養了符合裝配式建筑企業需求的人才，推進了裝配式建筑的發展。但從長遠來看，高職院校還應該發揮自身專業調整靈活的優勢，積累經驗，有條件的開設裝配式建筑技術專業，條件不充分的開設建筑工程技術專業裝配式建筑方向，積極探索人才培養的新途徑，真正滿足裝配式企業對崗位人才的需求，為促進國家經濟增長做出貢獻。

參考文獻

[1] 樊則森.BIM技術在裝配式建筑中的應用和實施方案[DB/OL].建筑工業化裝配式建筑網，2016-12-09/2019-07-06.

[2] 李龍.基于PC構件的裝配式建筑施工技術研究[J].建筑技術開發，2019，46（09）：44-45.

[3] 歐陽文利，徐運明.裝配式建筑技術培訓課程體系研究[J].課程教育研究，2019（17）：226-227.

[4] 趙麗坤，張綦斌，紀穎波，段朝暉.中國裝配式建筑產業區域發展水平評價[J].土木工程與管理學報，2019，36（01）：55-61.

收稿日期：2019-05-19

基金項目：江西省高等學校教學改革研究項目“裝配式建筑新進展融入建筑工程技術專業教學的探索與實踐”（JXJG-17-59-3）;九江職業大學校級課題“裝配式建筑新技術融入《建筑施工》課程教學研究”（JJZD-16-08）。

作者簡介：唐業茂（1970—），男，漢族，安徽舒城人，本科，九江職業大學教授，研究方向：土木工程。

Exploration and Practice of Merging new Progress of Prefabricated Construction Into Civil Engineering

TANG Ye-mao

（Jiujiang Vocational University，Jiujiang ?Jiangxi ?332000）

Abstract：?Through research of prefabricated construction enterprises， this paper summarizes the development situation of prefabricated construction， introduces the combination of BIM technology and prefabricated construction， integration under the EPC project general contracting construction， steel sleeve connection technology， PC wall splicing waterproof technology and other new progress; Combining with teaching practice， this paper puts forward in the construction engineering technology specialty into prefabricated way of building a new progress， adjusting the talent training scheme， increase the content of the prefabricated building new progress in related courses， to carry out the prefabricated construction practice in the form of bricks; Expounds the safeguard measures of prefabricated construction teaching.

Keywords：?prefabricated construction;research progress;construction engineering technology specialty;teaching activity