建筑工業化,簡單講即是裝配式建筑技術,即把建筑物分割成不同種類的部件,在工廠里制造出來,再運到現場安裝,就像蓋房子一樣來組織生產,同時為了提高建筑物的整體剛度和抗震能力,現場連接預制構件,用現澆混凝土或灌漿使預制構件可靠傳力形成整體的建筑結構,大大減少施工現場的工作量和勞動力。
這是一種和傳統方式完全不同的建筑模式,不僅能降低勞動力消耗,縮短建設工期,減少外部環境對施工工期的影響,還能節約項目實施過程中的成本。
建筑工業化是國際建筑業發展的大趨勢,從上世紀50年代開始,多個發達國家已經開始研究發展住宅工業化。我國作為世界上的建筑大國,每年的建筑量約占世界總量的50%,但是工業化率不高,還有著很大的發展空間。
我國建筑工業化的發展存在不足,有學者將原因歸納為以下幾點:1.住宅建筑市場化導致設計差異化,以及對標準化的排斥;2.城區土地資源緊張,無法建立生產基地;3.構件預制廠沒有固定產品,按照項目設計要求的品種和進度生產費用過高。
成本問題在建筑工業化過程中的影響是至關重要的,科學合理的控制成本,降低成本,而又能充分保證建筑的質量。可以說成本問題是我國建筑工業化普及的首要問題。
因此控制成本尤為關鍵,建設項目前期造價控制對項目整體造價控制舉足輕重,然而在實際工作中卻并未引起足夠的重視,導致實際投資大大超過預期,造成資金浪費,這是造成建筑工業化無法正常推進的重要原因。
建筑工業化是系統工程,需要在項目建設前期,施工過程中以及運營期等全方
位把控項目的建設成本。筆者認為,重視和細化建設項目的前期造價控制,增加前期預算的準確性,能有效防止實際投資大大超過預期,減少資金浪費,對建筑工業化的發展有百利而無一害。可將BIM技術應用于建筑工業化的造價控制中,在建設前期收集完整的項目信息,將被動影響轉化為主動影響。
建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)是創建、管理建筑信息的過程,通過建筑信息數據庫將整個建設項目模型化。建筑師可通過基于BIM技術的軟件直接在圖形環境中向數據庫錄入參數信息,比如墻體厚度、樓層高度等,無需花費更多精力在抽象的二維CAD圖紙上,根據建筑圖紙等信息生成三維建筑模型,便可得到能表達建筑物基本屬性的對象,能在最早期向我們展示該建筑物。將BIM技術應用于前期成本管理中,可以提高項目前期預算精度,幫助企業精細化施工過程中成本數據,全過程控制成本。
研究表明工程建設行業浪費高達57%。2010年的一份調查問卷發現,77%的設計企業因圖紙不清造成項目損失,其中有10%的企業認為該損失可達項目建造投資的10%以上,43%的施工企業招標圖紙中存在重大錯誤,改正成本超過100萬元。美國斯坦福大學研究得出,BIM技術可以消除40%的預算外變更,及早發現并解決沖突能降低10%合同價格,消除變更與返工的主要工具就是BIM的碰撞檢查。
通過BIM技術,在前期進行碰撞檢查,提前報告工程中不同部分間的沖突,碰撞分軟碰撞(間隙碰撞)和硬碰撞兩種,軟碰撞指實體間實際沒有碰撞,但在空間上無法滿足施工要求,硬碰撞指實體與實體之間交叉碰撞。目前BIM的碰撞檢查主要集中在硬碰撞,建模過程中還應注意信息反饋,預防糾偏。
筆者認為,建筑工業化的規劃,制造,運輸三者是一個系統工程,一損皆損,
前期管理是重中之重,在實際操作過程中有三個點需特別注意,即工廠化,標準化,專業化三位一體:
1. 工廠化,工廠制造的產品必須是成批標準部件,設計人員可根據實際需求自由搭配,將這些標準定型的部件靈活組合,如將墻梁、墻柱、或墻梁柱等根據需要組合安裝好后再進行下一個步驟;
2. 專業化,可以借鑒批量裝修的思路,像裝修安裝門、窗、地磚一樣,一個工廠不可能包攬建筑的全部構件,需要根據自己的專業工廠生產各種相關或特定的部分,而且不同種類的構件也可分別進行招標,降低過程成本。其次,培訓工人技術和提高綜合素質能夠提高勞動效率,降低管理成本。
3.標準化,要充分重視前期準備工作,按照同一標準生產,避免按圖紙設計、制造出來的部件在現場無法安裝上,減少設計和施工過程中的變更和返工。對于已裝配好的部件,在運輸過程中應加以保護。
BIM技術是未來我國建筑業發展的趨勢,建筑工業化能實現工廠預制,現場組裝,減少和取消濕作業,擴大預制范圍,將墻體,地面和樓板一次性安裝到位,甚至能在結構,保溫,外裝飾都逐步實現裝配化施工。
我國建筑未來美好的愿景需要政府和企業的共同努力,需要有利的政策和更多投資。企業應重視自身體制改革、創新技術、加強設計、建材、機械和其他相關行業的配合協調工作,根據以往研究較多普通住宅的經驗,通過住宅產業化帶動整體建筑工業化的發展。
我國是建筑大國,只有與國際接軌,走中國特色的建筑工業化道路,才能奮起直追,順應人民的愿望也符合國家的建設要求。
(作者單位:廣西大學土木建筑工程學院)