全過程系統集成的裝配式建筑標準化設計

【關鍵詞】全過程系統集成；裝配式建筑；標準化設計

引言

隨著時代的不斷演進與發展，裝配式建筑結構在建筑工程建設與施工中的重要性日益凸顯。鑒于傳統裝配式建筑標準設計方法的局限性，如工作內容繁重、操作難度大、耗時費力等。在此背景下，得益于科學技術的有力支撐，技術人員創新性地提出了全過程系統集成理念，并將其應用于標準化設計實踐中。該理念的應用展現出了顯著的優勢與價值，通過實現各個構件的集成化管理，不僅從根本上保證了設計質量，還顯著提高了施工質量和效率，為裝配式建筑行業的發展奠定了堅實基礎。

一、全過程系統集成概述

裝配式建筑的實施進程涉及眾多復雜的模塊與構件。設計階段需要綜合考量眾多要素，這在一定程度上加大了施工與管理的復雜性，對裝配式建筑的整體建設流程產生了一定程度的負面影響。鑒于此，技術人員與研究團隊進行了深入研究與分析，并創造性地提出了全過程系統集成理念，且已將其成功融入實際操作中。該理念的核心在于了解當前施工建設情況，清晰界定全過程中各個模塊與構件之間的關系。全過程系統集成主要是指將裝配式建筑全周期內的各個獨立子系統及其組成部分，通過高效的整合手段，構建一個協同運作、緊密相連的整體系統，并在此基礎上利用各部分的相互協作與耦合，實現系統功能的最大化與目標的精準達成，從而顯著提高全過程質量水準，有效保證施工效率[1]。就裝配式建筑標準化設計而言，其全過程系統集成旨在將建筑內各個構件、設備及管道等各個組成部分進行合理整合，最終形成完整的建筑系統，以此確保裝配式建筑結構的安全性以及穩定性。

在推進裝配式建筑標準化設計的過程中，貫徹全過程系統集成理念，旨在發揮各自的優勢與價值。此建設方式已躍升為建筑行業的重點研究內容，未來或將成為建筑工程的主要建造技術。此舉旨在確保裝配式建筑結構的穩固性與安全性，其技術實施路徑如圖1所示。在實際運行應用的過程中，該模式深度融合了多項前沿技術，特別是建筑信息模型技術（Building Information Model，BIM）以及模塊組合技術等信息化手段，并將其貫穿于項目建設的全周期。這一策略不僅優化了人力資源配置，還實現了成本的有效控制，提高了建筑工程的管理質量，保證了裝配式建筑工程的穩定運行。

二、全過程系統集成的裝配式建筑標準設計的常用技術分析

（一）BIM技術

在裝配式標準設計的過程中，全過程系統技術在其中發揮著重要的作用和價值。在此過程中，BIM的應用尤為關鍵，它能夠構建三維模型框架，并基于建筑工程與設計的實際需求，搭建協同工作平臺。該平臺能夠匯聚各類參數信息，進而形成參數化的BIM模型，為工作人員提供了裝配式建筑結構的詳盡視圖與精確參數。在建設系統集成系統的過程中，BIM技術可以促使不同專業領域的信息實現高效插入、提取、更新與修改。這些信息的積累與重復利用能夠極大地促進協同作業的目的達成。BIM技術的支持還能夠實現數據信息互通互聯，使裝配式建筑施工中的動態變化信息得以實時捕捉，并通過數據參數的整合強化專業間的協同設計能力。在標準化設計的過程中，采用BIM的正向協同設計模式能夠展現出顯著優勢。該方法不僅構建了高級程度的模型，還能夠實現模型的重復應用，并借助計算機技術提高設計的自動化及現代化程度。具體而言，該模型能夠自動化輸入與導出相關數據參數，有效規避人為因素造成的失誤，從而確保全過程系統集成的有效實施以及后續標準化設計的精準性與可靠性。

在全過程系統集成的全面助力支持下，裝配式建筑結構得以高效運作。具體而言，該結構能夠依托精準模型，無縫對接并導出模塊的各項核心數據參數，隨后自動導入至相關軟件中進行深入計算，以快速獲取并驗證最終計算結果。具體而言，該結構將計算結果即時反饋至BIM模型中，為模型的調整、優化及更新奠定基礎。隨后，該模型將自主啟動計算流程，精確生成裝配率結果，并據此繪制結果表格。同時，BIM模型可以憑借其強大的自動化功能直接生成二維圖紙。通過對全過程系統的深度應用，模型與圖形之間可以實現緊密且有效的關聯，從而為裝配式建筑標準化設計提供技術保障與數據參數支持[2]。此外，全過程系統集成管理的框架可通過積極探索并實踐自身數據庫與族庫管理系統的融合應用，實現資源的共建共享，促進信息的無障礙溝通。在此基礎上，技術人員需要嚴格遵循《建筑信息模型分類和編碼標準》（GB/T 51269—2017）《建筑產品分類和編碼》（JG/T 151—2015）等權威規范與標準，精心構建全面而完善的信息系統，為整體工作的有序開展提供強有力的保障。

（二）模塊組合技術

設計工作的過程需進行全面綜合的考量，涵蓋裝配式建筑的功能性、生產運輸等多個維度；隨后利用模塊組合技術，對模塊進行整合與集成，旨在縮減模塊規格尺寸的種類，為后續施工與管理的順暢進行提供保障。科學有效地應用模塊組合技術，不僅可以實現產業鏈分工的精細化及技術集成的深度化，還可以成功地將各項技術與施工工藝融合為一體，確保模塊生產的精確性與可靠性，滿足裝配式建筑標準設計的需求，以此保證建筑穩定性及安全性。此外，該技術的應用還可以促進標準設計領域的持續進步。在全過程系統集成的構建階段，設計過程同樣需要高度重視功能模型的集成與整合工作，以確保操作界面的友好性與易用性，為后續的施工建設活動提供有力支持。這一系列集成工作，能夠形成高度集成的模塊體系，保障整體系統運行的質量與高效性。

三、全過程系統集成的裝配式建筑標準化設計分析

（一）模數協調

利用全過程系統集成理念開展裝配式建筑標準設計的過程中，模數協調尤為重要。它是保證各模塊定位安裝精準性的關鍵，能夠對模塊進行適應性調整。模數協調的推進依賴于詳盡的數據參數收集，旨在促進建筑、結構、設備及內部裝置之間的無縫對接與尺寸匹配，從而優化模塊利用效率。開展裝配式建筑建設施工，需將模數協調貫徹落實于全過程中，包括設計、生產以及施工等各個環節，保證數據參數的精準性以及真實性，保證建筑設計與建設施工之間的協調性。

首先，實際開展工作的過程需對各個生產建設活動進行調整與優化，并保證各生產活動之間的協調性。其次，設計需明確裝配式建筑模塊的尺寸與邊界條件，并根據實際需求與設計標準進行精準分割。再次，在全過程系統集成系統的支持下，工作人員需根據裝配式建筑的實際需求選擇具有針對性的標準化方式，以此獲取最優設計方式。最后，在模數協調的支持下，為了實現部品部件互換的目的，工作人員需要對整體性能進行升級[3]；此外，通過有效應用模數協調，能夠為構件的定位與安裝提供保障，以保證部品部件與功能空間之間的匹配性。在實際運行的過程中，模數協調可以為裝配式建筑構件批量生產提供保障，并保證滿足設計要求的質量；同時，在定型部品部件的支持下，模數協調還可以簡化構件，實現“少規格、多組合”的目的。

（二）全過程集成

在開展標準設計的過程中，完成模數協調之后，工作人員需將系統集成落實于裝配式建筑標準設計的全過程中，將設計與生產、施工及運維等進行協調與融合；還需要從設計的角度出發，解決存在的問題，以避免出現建設施工分割的情況，保證裝配式建筑施工的順利進行。實際開展工作的過程可從以下幾個角度出發。

1.部品部件生產

在開展實際工作的過程中，設計人員需從裝配式建筑功能等多方面進行綜合性考量，并對整體構成進行相應的處理，以實現結構簡化的目的，最終形成部品部件。此種方式能為后續的生產與制造提供便利條件，并保證按照工期完成構件的生產與制造，實現節約材料用量、降低構件重量的目的，從而為后續運輸提供支持。例如，在進行生產制造的過程中，應用高強鋼材、高強混凝土以及高強鋼筋等高強材料，可以按照實際設計需求及連接構造規則開展生產與制造，以有效避免在出現超寬或易性等情況的同時，滿足吊裝與運輸需求。

2.前置驗收

廠家在開展設計工作的過程中，可與多方單位進行協調與溝通；在完成生產之后，可以對部品部件進行驗收，以此保證部品部件的質量，從而為后續施工的安全性及穩定性提供保障，此過程被稱之為前置驗收。在開展前置驗收工作的過程中，設計人員以及相關工作人員需了解部品部件的實際情況，包括結構、外圍護、室內裝飾裝修、設備及管線等參數，并檢查實際集成效果與整體品質；若存在產品不合格的情況，需及時進行相應的調整，以保證后續施工建設的順利進行。驗收合格則表示設計存在可行性，且效果較強，可按照此設計方案開展批量生產。批量生產的過程中開展模數協調處理可以進一步保證數據參數的精準性。生產制造的過程也需強化集成管理，通過對生產的全過程進行管理，可以保證產品的精準性及可靠性，避免出現材料浪費的情況。

3.裝配式建筑施工

實際開展標準設計的過程為了保證安裝的可行性以及便捷性，需考慮裝配式建筑的施工，可以通過提前布置堆放場地，進行合理規劃等方式以減少整體占地面積，還可以制定材料管理措施，做好構件保護工作，保證滿足裝配式建筑施工與安裝的要求[4]。同時，設計人員在開展設計工作的過程中，需要明確裝配式建筑的性能與功能要求，明確各部品部件的安裝位置、加工制作等，以此提高整體生產與施工的精準性。此時設計人員可利用計算機技術進行計算，并明確公差，以此為基礎制定連接構造措施，以此保證后續施工安裝的質量與安全性。此外，設計人員需要計算連接構造受力參數，以此保證標準設計的精準性及可靠性，進而減少連接構造的類別。

4.監測與維護

對于此部分而言，實際開展設計工作的過程可以引進智能化技術，并將其落實于建設的全過程之中。具體在生產建設、施工以及后期維護工作時，廠家需對全過程進行監測，通過應用智能監測技術，保證后續運維工作的順利進行；同時在二維碼技術的支持下，針對各部品部件進行針對性監測與維護。設計人員需針對不同的部品部件設計針對性標識，開展監測與檢查工作，以保證整體質量。在檢查合格之后，設計人員可以設置二維碼標識圖片，并將其粘貼在較為明顯的區域。二維碼信息應包括部品部件基本信息，如編號、生產材料、生產廠家、生產日期、保質期、合格狀態及聯系方式等內容；還可以將其與BIM模型進行融合，展現為三維模型。

在后續開展運行維護的過程中，工作人員可以通過二維碼掃描的方式獲取相應的數據參數信息，以了解此部品部件維修與檢查情況；通過數據分析，明確參數變化規律。同時，在智能化技術的支持下實現智能化設計，能夠建立智能預警系統以及智能化監測系統，以實現智能化管理的目的，第一時間掌握當前存在的問題，并給出最終圖像及影響信息。應用此種方式，還能夠實現施工安裝全過程的實時監控，從而有效降低安全事故發生的概率。在開展維護設計的過程中，工作人員從連接構造方面入手，能夠為安裝與維修提供便捷條件，從而避免主體結構的破損。

結語

在開展全過程系統集成的裝配式建筑標準化設計的過程中，積極利用BIM技術及模塊組合技術，以此為基礎開展模數協調、部件部品生產、前置驗收、裝配式建筑施工及監測與維護工作，不僅能夠保證設計的標準化，提高整體集成化性能，還可以保證裝配式建筑的安全性及穩定性。