構(gòu)筑產(chǎn)業(yè)新生態(tài) 增強(qiáng)發(fā)展新動(dòng)能

裝配式建筑的四大系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、外圍護(hù)系統(tǒng)、內(nèi)裝系統(tǒng)、設(shè)備管線系統(tǒng)，不是孤立的系統(tǒng)，而是裝配式建筑的有機(jī)組成部分。裝配式建筑協(xié)同設(shè)計(jì)可以綜合四大系統(tǒng)，綜合不同設(shè)計(jì)平臺(tái)，用于設(shè)計(jì)和管理裝配式建筑。

基于平臺(tái)的裝配式建筑協(xié)同設(shè)計(jì)

與一般建筑的設(shè)計(jì)相比，裝配式建筑設(shè)計(jì)涉及的專業(yè)更多，除了建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、暖通、電氣5個(gè)專業(yè)外，還需要增加室內(nèi)、幕墻、部品部件和造價(jià)等4個(gè)專業(yè)，進(jìn)行同步協(xié)同設(shè)計(jì)。

裝配式建筑的設(shè)計(jì)應(yīng)按照項(xiàng)目管理的理論，采用項(xiàng)目管理的工具和方法進(jìn)行組織和協(xié)調(diào)。由于裝配式建筑的部品部件主要在工廠生產(chǎn)，這就要求在生產(chǎn)之前部品部件的設(shè)計(jì)必須完成，一旦生產(chǎn)啟動(dòng)，臨時(shí)變更就會(huì)因?yàn)榇鷥r(jià)高昂而不具備可行性。因此，部品部件的設(shè)計(jì)成為生產(chǎn)之前最重要的一個(gè)制約因素。相反，一般的現(xiàn)澆建筑，只要還沒(méi)有施工，更改就有可能。裝配式建筑不能隨意更改的特點(diǎn)，恰恰是工業(yè)化生產(chǎn)的基本要求。因此，設(shè)計(jì)工作必須同步協(xié)同進(jìn)行。

對(duì)裝配式混凝土建筑來(lái)說(shuō)，預(yù)制混凝土構(gòu)件受到設(shè)備管線預(yù)埋的制約，要求在構(gòu)件深化設(shè)計(jì)進(jìn)行之前，室內(nèi)裝修的施工圖設(shè)計(jì)應(yīng)該完成。同樣在主體結(jié)構(gòu)上需要為外墻部件預(yù)留和預(yù)埋的連接件，也應(yīng)在預(yù)制混凝土構(gòu)件生產(chǎn)前做好設(shè)計(jì)，這就要求外墻的深化設(shè)計(jì)也要在結(jié)構(gòu)構(gòu)件的深化設(shè)計(jì)之前確定下來(lái)。一般來(lái)說(shuō)，在建筑概念方案設(shè)計(jì)時(shí)，室內(nèi)裝修和外墻的設(shè)計(jì)工作就要開(kāi)始啟動(dòng)；建筑初步設(shè)計(jì)開(kāi)始前，室內(nèi)裝修方案應(yīng)該確定。

裝配式建筑設(shè)計(jì)組織可以利用專門(mén)的項(xiàng)目管理軟件，將相關(guān)專業(yè)的工作流程進(jìn)行協(xié)同管理。需要重點(diǎn)關(guān)注的是專業(yè)之間的互提條件接口，控制好這些關(guān)鍵點(diǎn)，裝配式建筑的設(shè)計(jì)就會(huì)比較順暢。

設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、生產(chǎn)工業(yè)化、安裝機(jī)械化

以北京建誼投資發(fā)展（集團(tuán)）有限公司（以下簡(jiǎn)稱“建誼集團(tuán)”）的鋼結(jié)構(gòu)+SI體系+BIM技術(shù)百年宅系統(tǒng)解決方案為例，該系統(tǒng)采用先進(jìn)工業(yè)化集成技術(shù)和居住模式，以空間創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新賦予住宅全新概念。該產(chǎn)品體系主要包含三大核心內(nèi)容：一是空間可變，打造全生命周期住宅。室內(nèi)減少承重墻結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)大跨度空間，為將來(lái)戶型的可變調(diào)整預(yù)留可能性和自由度，實(shí)現(xiàn)在不同家庭人口模式下，空間可以根據(jù)需要進(jìn)行自由分割，從而滿足不同人生階段的家庭生活需要。二是干式技術(shù)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)裝改修的便捷安全。改變了傳統(tǒng)內(nèi)裝將各種管線埋設(shè)于結(jié)構(gòu)墻體、樓板內(nèi)的做法，通過(guò)采用SI 分離工法，如墻體與管線分離、輕鋼龍骨隔墻等干式技術(shù)，保證結(jié)構(gòu)與設(shè)備管線維護(hù)和更換的便利性。三是工業(yè)化集成部品選用，通過(guò)采用整體廚衛(wèi)等工業(yè)化的部品系統(tǒng)，既順應(yīng)了產(chǎn)業(yè)化發(fā)展方向，同時(shí)保證了建筑品質(zhì)要求。

北京建誼投資發(fā)展（集團(tuán)）有限公司是一家涉及科技創(chuàng)投、資本運(yùn)作、智慧城市、BIM大數(shù)據(jù)云平臺(tái)服務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)科技、地產(chǎn)開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)施工總承包一體化（EPC）、裝備制造、智慧物業(yè)運(yùn)維等多業(yè)態(tài)的綜合型集團(tuán)公司。具有地產(chǎn)開(kāi)發(fā)、技術(shù)研究、設(shè)計(jì)、加工制造、施工總承包、運(yùn)營(yíng)維護(hù)全生命周期產(chǎn)業(yè)鏈條，具備國(guó)內(nèi)、國(guó)際深度開(kāi)發(fā)及技術(shù)推送能力，目前參與編制多本裝配式住宅相關(guān)規(guī)范，并參與多項(xiàng)裝配式鋼結(jié)構(gòu)課題研發(fā)。

建誼集團(tuán)在裝配式建筑，尤其是鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化方向不斷創(chuàng)新、勇于實(shí)踐，打造Sino Living Steel品牌，依托世界建筑大數(shù)據(jù)工業(yè)4.0商業(yè)平臺(tái)ChinaBIM網(wǎng)，逐漸形成了自己的核心技術(shù)和配套產(chǎn)品技術(shù)。

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑產(chǎn)品，包括結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、外圍護(hù)系統(tǒng)、內(nèi)裝系統(tǒng)、設(shè)備與管線系統(tǒng)。

世界建筑大數(shù)據(jù)工業(yè)4.0商業(yè)平臺(tái)(EPC實(shí)現(xiàn)模式)。實(shí)現(xiàn)從部品資源配置、策劃、設(shè)計(jì)、施工與安裝、驗(yàn)收、運(yùn)營(yíng)與維護(hù)全生命周期的同平臺(tái)工作。裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的生產(chǎn)涉及全產(chǎn)業(yè)鏈不同的資源廠家和建筑全生命周期各階段的復(fù)雜工況，平臺(tái)應(yīng)用和信息化體系建立非常重要。包括基于互聯(lián)網(wǎng)云技術(shù)的協(xié)同平臺(tái)建立及協(xié)同機(jī)制；BIM模型體系、標(biāo)準(zhǔn)；基于BIM模型數(shù)據(jù)的應(yīng)用分析技術(shù)；基于BIM和云協(xié)同技術(shù)的大后臺(tái)小前臺(tái)、設(shè)計(jì)施工一體化工作模式實(shí)現(xiàn)的技術(shù)路徑。

建誼集團(tuán)以產(chǎn)品為基礎(chǔ)，以平臺(tái)為手段進(jìn)行資源整合及產(chǎn)業(yè)化布局與推廣。一方面，BIM和云協(xié)同技術(shù)的出現(xiàn)為裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供了信息化工具。涉及全生命周期各階段虛擬部品、模塊化綜合部品、BIM軟件模板、前期方案模型及投資模型、施工圖模型、設(shè)計(jì)深化模型、模型4D/5D應(yīng)用、竣工模型、運(yùn)維模型、BIM軟件插件管理等。

另一方面，實(shí)現(xiàn)了虛擬營(yíng)造。即在建筑真正實(shí)施前，在電腦虛擬環(huán)境中模擬設(shè)計(jì)結(jié)果和建造過(guò)程，為項(xiàng)目決策提供依據(jù)、降低風(fēng)險(xiǎn)。虛擬營(yíng)造之“營(yíng)”即是建筑系統(tǒng)模型與構(gòu)件裝配模型的建立過(guò)程；虛擬營(yíng)造之“造”，是對(duì)建筑系統(tǒng)模型、構(gòu)件裝配模型以及非實(shí)體模型的應(yīng)用過(guò)程。虛擬營(yíng)造完成之后的數(shù)據(jù)信息，將指導(dǎo)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施，大大降低了傳統(tǒng)模式帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)和成本浪費(fèi)。

此外，實(shí)現(xiàn)了構(gòu)件級(jí)異地協(xié)同。由于鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅涉及多種部品資源，各部品商在虛擬營(yíng)造過(guò)程中，基于BIM模型的在線協(xié)同非常重要。在設(shè)計(jì)階段是基于建筑、結(jié)構(gòu)和機(jī)電系統(tǒng)的協(xié)同以解決系統(tǒng)矛盾。在部品深化階段，各生產(chǎn)商在同一模型上若能在線時(shí)時(shí)溝通進(jìn)行部品深化、協(xié)調(diào)工藝和構(gòu)造方式，將大大降低錯(cuò)誤和風(fēng)險(xiǎn)。在虛擬建造階段，需要建立各種施工工具、場(chǎng)地布置、安全模型等，模擬施工建造過(guò)程。因不同部品商處于異地，多方基于互聯(lián)網(wǎng)和BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)多方同臺(tái)工作的模式；在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，各生產(chǎn)商虛擬部品可基于互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)共享，設(shè)計(jì)師、工程師可快速選擇合適的建筑部品。

具體而言，在設(shè)計(jì)階段，各專業(yè)基于同一個(gè)BIM模型進(jìn)行協(xié)同工作，并在線基于模型數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)同對(duì)話。同時(shí)通過(guò)部品部件的研究，將建筑產(chǎn)業(yè)化工作前置到設(shè)計(jì)端，直接輸出工廠部品部件模型，對(duì)接生產(chǎn)。施工時(shí)，各方根據(jù)平臺(tái)上模型進(jìn)行工序安排、工藝規(guī)劃等工作，做到先虛擬后施工。建筑師、結(jié)構(gòu)工程師、生產(chǎn)廠家協(xié)同安裝工程師從方案階段直到實(shí)施的全過(guò)程密切配合、共同創(chuàng)作，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)施工的一體化。

在生產(chǎn)階段，依托BIM技術(shù)，利用BIMcloud云平臺(tái)，可視化的管理技術(shù)，協(xié)同構(gòu)件廠共同制定生產(chǎn)工藝流程、品質(zhì)管控流程，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的無(wú)縫對(duì)接。

在施工階段，通過(guò)虛擬施工，完成施工模型搭建、安裝工藝流程、品質(zhì)管控流程、施工組織設(shè)計(jì)、技術(shù)交底、質(zhì)量驗(yàn)收等，由產(chǎn)業(yè)化工人完成現(xiàn)場(chǎng)裝配作業(yè)。通過(guò)BIM云平臺(tái)，提升業(yè)主項(xiàng)目的管理能力，標(biāo)準(zhǔn)化部件、標(biāo)準(zhǔn)化流程形成了多部門(mén)協(xié)同工作的無(wú)縫對(duì)接。項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)移動(dòng)設(shè)備即時(shí)獲取BIM模型信息，構(gòu)件信息與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工進(jìn)行比對(duì)，解決圖紙疑難問(wèn)題，降低各參建方的溝通成本。

依托BIM技術(shù)，利用BIM云平臺(tái)，可以打通設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、生產(chǎn)工業(yè)化、安裝機(jī)械化的數(shù)據(jù)鏈，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的施工進(jìn)度同物流配送、安裝施工的可視化管理，以及部品部件跟蹤。

構(gòu)建裝配式建筑開(kāi)放生態(tài)平臺(tái)

裝配式建筑是一個(gè)完整的、系統(tǒng)的集成部品，是各專業(yè)的集成。從全產(chǎn)業(yè)鏈的角度統(tǒng)籌考慮，協(xié)同設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工、安裝、維護(hù)，只有通過(guò)基于智能經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)業(yè)化能力和基于平臺(tái)經(jīng)濟(jì)的社會(huì)化分享模式，才能使企業(yè)以更低的成本開(kāi)展裝配式建筑的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)。裝配式建筑開(kāi)放生態(tài)平臺(tái)的出現(xiàn)，將徹底改變目前建筑建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、使用粗放的問(wèn)題，通過(guò)開(kāi)放的大眾創(chuàng)新賦能平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)跨企業(yè)、跨領(lǐng)域的大規(guī)模開(kāi)源協(xié)作創(chuàng)新。

以建誼集團(tuán)鋼結(jié)構(gòu)裝配住宅實(shí)施項(xiàng)目——北京市豐臺(tái)區(qū)成壽寺定向安置房為例。根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅內(nèi)在特點(diǎn)，在BIM軟件體系選擇中，建誼集團(tuán)經(jīng)過(guò)全球考察比選，選定內(nèi)梅切克GRAPHISOFT ARCHICAD 作為主模型建立平臺(tái)，采用其BIMcloud 平臺(tái)作為基于構(gòu)件級(jí)的異地協(xié)同平臺(tái)。各階段、各參與方均在BIMcloud 上基于不同階段模型開(kāi)展工作。業(yè)主、建筑師、施工方等多方通過(guò)BIMcloud 上的ARCHICAD模型進(jìn)行數(shù)據(jù)和信息共享。

BIM模型存儲(chǔ)云服務(wù)器上，可實(shí)現(xiàn)模型的建立、調(diào)用、信息加載與提取，各參與方通過(guò)不同的權(quán)限獲取對(duì)模型和信息的參與權(quán)。方案階段開(kāi)始，全部在ARCHICAD 中完成方案設(shè)計(jì)，通過(guò)不同單元間的嵌套，又衍生出多種戶型。施工圖階段，全部在ARCHICAD 中完成建筑專業(yè)設(shè)計(jì)，并將TEKLA 鋼結(jié)構(gòu)模型通過(guò)IFC 格式導(dǎo)入ARCHICAD 進(jìn)行精細(xì)化協(xié)調(diào)。

鋼結(jié)構(gòu)裝配住宅是裝配化率最高的住宅，涉及多種不同生產(chǎn)商的部品，如何協(xié)同各方共享信息模型、協(xié)同工作，處理好不同部品間的構(gòu)造和工藝關(guān)系，是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。采用GRAPHISOFT ARCHICAD和BIMcloud模型協(xié)調(diào)平臺(tái)，提出了虛擬營(yíng)造的工作模式，虛擬營(yíng)造完成后，將形成指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施的精確數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)基于增量傳輸技術(shù)的構(gòu)件級(jí)異地協(xié)同，大大提高了信息共享和協(xié)同的效率，實(shí)現(xiàn)建筑產(chǎn)業(yè)化與建筑信息化的高度結(jié)合。這一協(xié)同設(shè)計(jì)的方法，改變了傳統(tǒng)基于二維CAD 圖紙的外部引用的設(shè)計(jì)方法，各設(shè)計(jì)參與方可直接在云平臺(tái)上基于建筑構(gòu)件進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)。