裝配式建筑預制構件的管理研究*

陸志祥，顧云凡，劉揚，陳強，楊思遠

（南京工程學院 建筑工程學院 江蘇南京 211167）

0 引言

隨著我國大力推進建筑工業化和信息化的發展，這兩者在建筑行業的表現就是BIM技術與裝配式建筑的結合[1]。以裝配式建筑技術為核心的工業化和以BIM技術為核心的信息化目前的發展狀態不一。雖然BIM技術已經漸漸的應用在建筑行業，并且BIM技術的信息化有了大幅度的提高，但是在實際應用過程中卻遇到諸如效益不高、成本較高等問題；而在裝配式建筑的工業化發展中也面臨著技術不高、成本不低的窘境。因此將兩者的發展結合起來，可以發揮二者各自的優勢，這會對指導實際的建筑工程產生彌足重要的現實意義，會大大推動我國建筑行業工業化與信息化的進程[2]，本文的一大特點就是將BIM技術的信息化和裝配式建筑的工業化二者結合起來進行研究，二者既相互制約又相互作用，為的是實現把裝配式建筑技術作為杠桿，在新支點——BIM技術的基礎上，來撬動裝配式建筑的發展，進而推動建筑工業化進程。

1 并行式項目概念及影響

1.1 并行式項目概念

傳統的工程項目采購模式及路徑是以英國的發源地，經過一定的發展成熟后，便在全球各地的建筑工程項目中得到普遍推廣運用。雖然項目特點、業主需求、工作方法等有諸多不同，而且國家法律法規之間也存在略微差異，然而“傳統的采購模式”歷經諸多工程實踐后，共有的流程及特點卻仍被保存下來，“傳統采購模式”的誕生是源于合同安排、工作環節、組織結構等的組合，這些組合具有共性特征，還能夠滿足項目之間的相關利益。并且“傳統采購模式”在1 950s至1 960s之間統治著公共建筑領域，進而轉變成一種新的建筑采購路徑及工作范式并被行業工人。在此模式在實際工作中的廣泛運用的基礎上，學術界經過總結確認了其特征和流程。其有點如下所述：

（1） 成本可控：項目業主能夠在早期就獲得相對確定的工程價格；

（2） 責權清晰：能滿足相對死板的資金需求或公共支出；

（3）流程固定：項目將依循固定的流程（策劃、設計、施工）和模式進行，而且較為穩定清楚；

（4） 變更較易：較為容易的對項目進行臨時變更，而且變更后能夠相對準確地估價項目；

（5） 競爭公平：所有項目投標人都要根據相同的工程量清單來進行投標報價，而且最終的報價可比性較高；

（6） 設計導向：提升項目的業主控制項目和影響的能力

同時傳統模式也具有一些缺點：

（1） 速度慢；

（2）副作用明顯并且有限的加速手段；

（3）施工方無法介入項目設計；

（4） 由于價格競爭導致項目參與者之間的對立關系；

1.2 并行式項目的影響

傳統模式有規劃、設計、施工和運維四個主要階段，施工階段是最受重視的階段。大多數項目都貫徹執行了“輕設計，重建，輕投，重轉”的不合理理念。在項目的前期階段和項目的建設階段，風險最大、成本最高、周期最長，伴隨項目投資的增加，項目愈臨近完工，項目的風險愈高。在此階段忽視其他階段是不可避免的，幾乎所有業主都希望將設計和施工的合同成本在此階段之前盡可能簡化，或者強調短期成本，因此，忽視長期利益的行為必須反復壓縮投標人的利潤。導致公平競爭的“價低者得”并不是業主所期望的，諸多如偷工減料、圍標、報價不平、串標衡等不正當行為會損害項目業主的部分利益。在裝配式建筑的并行模式建設中，一個十分明顯的趨勢：在整個開發周期中，項目施工階段的時間和成本顯著下降，工作核心漸漸趨向于預制構件的設計與生產，因為裝配式建筑的生產階段的產生而出現。

2 復雜預制構件的BIM實現

2.1 信息化平臺中實現工業化

根據以往的建筑行業進程來看，信息化與工業化相結合是必然的。在國內，BIM技術在工業化之前就有過發展，可是因為業內人士沒有深層次的了解，使得很多施工單位和企業并沒有接受，即使有政府相關的法律文件的普及，大部分的推廣工作都只停留在了淺層次，使得BIM并沒有發揮真正的作用。可是，在工業化這個大背景下，裝配式建筑的設計需要精確的計算和高效的工作，而BIM平臺能滿足其要求，發揮更大的效用。

再者，使用BIM平臺設計預制件模型能夠解決很多傳統施工中的問題。例如，在一般施工中，結構設計人員會使用鋼筋平法標注完成深化設計的裝配式建筑，但完成設計的預制構件還存在很多問題，需要修改設計，可一般這些問題都是交付使用后暴露的，但使用BIM技術就能解決這一問題。

2.2 技術實現

如果需要根據具體的情況進行修正，只需要通過特定的工序就能對基于BIM技術的裝配式建筑的設計進行改進。

一般設計階段：以自身模式和工作過程為依據來進行設計工作，與實際進度交互，此階段對設計成果不做大幅度的變更。

構件拆分階段：依照國家標準規定與想過圖集進行拆分，拆分后的各標準層是最終成果。

構件深化階段：對拆分后的構件進行更進一步的設計，例如通過BIM平臺進行檢測構件的質量，在施工現場發揮的效用等，最后得到完成的、精確的構件模型。

整體拼裝階段：以標準層為單位對構件進行組裝，校準，最后得到無碰撞單體和標準層模型。綜合修改階段：較為全面地對預制構件進行修改，把其他方面考慮進去，最后得到設計完畢的預制構件模型和標準層模型

3 工程量清單的實現和價值

3.1 工程量清單的實現

（1）我們比較熟悉的一個概念便是工程量清單報價的實現以及工程構件。清單在傳統意義上是通過分解建筑項目的方式提高報價和計算的準確度[3]，但是也不能過于細致的對建筑項目分解，因此國內許多專家也將構件為單位進行過研究。但是在傳統的現澆工藝中，進行了連續澆筑的混凝土結構會因為分割而加大其工作量。在裝配式建筑的背景下，預制混凝土構件使得構件的拆分變得簡單；另外，統一的構件類型能夠減少裝配式建筑所需的構建類型，因而這種工程量清單更為有效。

（2）借助BIM技術可以使裝配式建筑項目的預制構件得以深入設計和建模。裝配式建筑日后必然要將BIM技術作為工作平臺；此外之所以預制構件需要精度極高的設計和生產要求，是因為鋼筋之間的連接套筒對于插入的鋼筋位置大多只有毫米級別的誤差空間，如果達不到要求的精度就無法保證結構的性能。而利用BIM技術可以精準的確定鋼筋以及套筒的位置，減少生產過程中可能出現的誤差。

（3）根據預制構件的類型分出一類根據功能列出二類，根據二類的不同構建再進行分解，得到以構件為單位的新工程量清單。

3.2 工程量清單的價值

（1） 提供決策的相關信息。新的工程量清單單位為構件。這樣以來能夠使構件的成本信息更加準確，并且還與清單規定的框架相一致。此外，在進行有著更強剛性的裝配式建筑設計時，細化成本能夠讓招標人對項目的成本掌握更準確[4]，使預算資金的效率得以提升。投標人再投標前后所得到的信息很有限。此外，預制構件再生產之后的驗收過程與現澆建筑有所區別，不能用對現澆建筑的質量監督對預制構件進行監督。而對于投標人來講，工程量清單不夠詳細，那么其對應的風險也有所增加，因此合理的清單報價尤為必要。

（2） 要對采購流程予以規范，在采購階段，業主可能會因為決策信息不足，在實際工作中可能會以來地方構件廠家的指導。而這一行為則使得招標失去了公平競爭的意義，因此詳細的招標報價對于投標流程的規范來講，極其重要。

4 結語

在我國建筑行業的工業化和建筑行業的信息化的進程可以結合起來，二者相互制約又相輔相成、相互促進，能夠大力推動基于BIM技術的裝配式建筑的發展，在信息化發展方面，目前我國建筑行業的信息化發展[5]的核心是BIM技術，已經走向為深度開發的實現方向，為此它結合了科學算法和BIM技術應用拓展；而在工業化發展方面，我國特有的建筑模式、經濟背景和需求導致了目前裝配式建筑在應用BIM技術會遇到成本不低、采購困難的窘境。并行式項目采購模式是采用的是“傳統采購模式”，它在經歷大量的實踐后仍然依循了一些共有的過程和特點，而且還滿足一些具有共性特征的組合，比如工作環節、組織結構、合同安排，這三者存在與不同項目間的相關利益中。通過復雜預制構件的BIM實現，能夠在信息化平臺中實現工業化，在技術實現的過程中，能夠分為一般設計、構件拆分、構件深化、整體拼裝、綜合修改五個階段，根據BIM模型，本文提出一種新型的工程量清單，為的是解決目前建筑行業所遇到的采購困難的窘境，工程量清單不但能夠提供決策的相關信息，規范行業招標采購流程，維護市場秩序。