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装配式建筑的优缺点及发展前景分析欧豪

发表时间：2020/9/8 来源：《基层建设》2020年第14期作者：欧豪游思羽易佳丽刘智伟黎茜境1

[导读] 摘要：随着我国社会发展进入“新时代”，人们对住房的需求也在不断发生变化。装配式建筑在国家政策的扶持下逐渐取代传统建筑，进入蓬勃发展的时期。

        1.重庆水利电力职业技术学院
        摘要：随着我国社会发展进入“新时代”，人们对住房的需求也在不断发生变化。装配式建筑在国家政策的扶持下逐渐取代传统建筑，进入蓬勃发展的时期。本文通过对BIM背景下的装配式建筑的优势、劣势和发展前景等方面进行分析研判，并以此解决技术与政策上急需解决的问题，为装配式建筑的发展提供促进作用。
        关键词：装配式前景分析 BIM建模优缺点
        1.装配式建筑概述
        装配式建筑，即将建筑物工业化生产中不同阶段的各类生产要素通过现代工业技术以及运用工业组织进行集中加工、生产、整合，并可以直接在工地现场进行拼接装配的建筑物。
        换言之，传统建筑采用的是通过在工地现场，使用钢筋、水泥、混凝土等材料进行浇筑的建筑模式；而装配式建筑则是在加工工厂内，把楼梯、阳台、内墙板、外墙板、预制梁和预制柱等预制构建加工完成，再运输到现场装配的建筑模式。装配式建筑构件一般可以按照装配式预制围护构件的种类、预制构件种类、装配式结构体系和装配式构件连接形式来进行分类。
        近些年，国家大力支持装配式建筑发展，并出台了《关于大力发展装配式建筑的指导意见》、《“十三五”装配式建筑行动方案》、《建筑产业现代化发展纲要》等政策，鼓励支持全国各地将更高的发展作为目标，不断完善装配式建筑发展体系。
        按照《“十三五”装配式建筑行动方案》【1】中对于装配式建筑推进程度的不同要求，将装配式建筑分为三大推进地区，分别如下：
        1.重点推进地区
        重点推进地区包括长三角城市群、京津冀城市群及珠三角城市群等48个城市。对于重点推进地区，《方案》中规定，到2020年，装配式建筑占新建建筑的比例必须达 20%，而雄安新区的新建建筑采用装配式建筑比例不低于80%。
        2.积极推进地区
        积极推进地区包括：重庆、成都、武汉、长沙、西安、郑州、南昌、哈尔滨、大连、沈阳、青岛、昆明、济南、长春、厦门、太原、乌鲁木齐、南宁、贵阳共 19 个城市。对于积极推进地区，《方案》中规定，到2020年，装配式建筑占新建建筑比例必须达 15%。
        3.鼓励推进地区
        鼓励推进地区则是我国其他城市。
        对于鼓励推进地区，《方案》中规定，到2020年，装配式建筑占新建建筑比例必须达10%。
        有了明确的标准，则需了解现阶段我国新建装配式建筑面积情况，以下是我国新建装配式建筑面积完成数据：

        图1 新建装配式建筑面积分析图
        据上述住建部数据统计显示，我国新建装配式建筑面积自2015年起逐年递增，但增长速度逐渐缓慢。
        2、建筑信息模型技术概述
        建筑信息模型技术，即BIM技术，该项技术于2002年首次被应用到建筑行业上，距今已经度过了十八个年头。在这十八年的发展中，BIM技术更好地将信息化技术与建筑产业结合在一起，在排水、建筑、结构、供电以及装修等方面运用一体化信息数据集成，并不断协调完善。另外，可出图形是BIM技术的一项巨大优点，为建筑行业提供了巨大的便利。
        在传统建筑项目中，常常存在设计、施工阶段产生的资源浪费问题；而在装配式建筑的构件加工和装配阶段，也同样存在着这种问题。但是，在BIM技术与装配式建筑结合后，这类问题得到了较好的解决。
        在提取工程信息方面，BIM技术经过长期的发展，已经出现了如梦龙、BIM5D等专业软件，仅需通过简单建立BIM参数化，便可以轻松实现信息提取。
        BIM技术的应用还具有质量提高、成本降低、工期缩短等在建筑行业中难以实现的巨大优势。
        3、装配式建筑的优点与不足
        3.1装配式建筑的优点
        1.绿色、安全、无污染
        在工厂中集中生产构件，有效地避免了在居民区周遭施工产生的灰尘粉末、噪音噪声、废物废料等环境污染。另一方面，工业化生产在BIM技术的支持下，可以提前对材料用量作出规划，可以在很大程度上节约材料和资源。这是传统建筑模式难以比拟的。
        2.构件量产质量高
        传统建筑模式受制于劳动力素质、天气环境等因素，存在建筑质量不统一、构件质量和密度存在较大偏差等情况，甚至南北方的建筑质量都不尽相同。在这样的背景下，装配式建筑较好地解决了这个问题，它既不用考虑任何劳动力和天气环境因素，也不用考虑技术手段，只要在预设的工厂中批量生产，这些构件不仅生产速度快，而且可以保证其质量大体一致。
        3.全程成本低
        建筑的成本主要包括人工、材料成本两大方面。而在这两方面，装配式建筑都要比传统建筑的成本要低廉。
        （1）人工：人力资源自古至今都是社会资源组成部分当中极其具有价值的一部分，而传统的建筑业需要耗费大量的人力资源。在工地上，我们能看到很大一部分外来务工的中年人，但是体力充沛的年轻人却寥寥无几，这主要和受教育水平有关，很多大学毕业生不愿意从事这样具有一定危险性、不体面的体力劳做。这样，建筑人工成本就会越来越高，我们甚至会听到工地搬砖的薪资并不低于一般白领这种说法。然而，这样的问题在装配式建筑面前就荡然无存。装配式建筑的人工并不是单纯的体力劳做，而是高精度的机械化、自动化控制，这样一来，年轻的专业人才就会加入到新生的装配式建筑岗位上，置换掉原本“老龄化”的建筑工人。
        （2）材料成本：在传统建筑行业内，建筑材料成本的估算一般会比实际使用要高出一部分，这是基于材料损失、施工技巧、天气条件等因素而预留出来的容错机制。但是，由于装配式建筑通常需要配合BIM的计算、高精度仪器的加工，如此，在预留材料这一方面近乎接近于零，非常直接地节约了材料成本。
        4.生产效率大幅提高
        传统建筑需要按照设计图现场施工，在生产效率上不可谓不低下。相对而言，装配式建筑会大批量提前生产出预制构件，工厂的量产效率远大于工地现场施工，后期的装配更是能达到“拔地而起”的效果，效率提高十分显而易见。
        3.2装配式建筑的不足
        1.造价稍高
        装配式建筑如若为达到传统建筑的安全程度，则需在材料上采用更高的标准，因此装配式建筑的生产成本会比传统建筑材料稍高一些。
        2.运输不便
        装配式建筑部分构件、单元存在质量过大或体积较大的情况，这会对运输产生一定的不利影响，甚至会明显提升运输材料的成本。这一点相较传统建筑的零散材料运输来说，是一项非常明显的弊端。
        3. 技术不成熟
        新型装配式就技术而言，尚且还不够成熟，也存在着诸多问题。就现阶段来说，装配式建筑技术的发展还需要大量的时间和人才推动。
        4.施工过程中存在安全隐患
        装配式建筑预制构件自重较大，同时装配过程是高空作业，在塔吊装配时存在一定的风险。
        5.较难确保精确度
        装配式建筑构件是在相关人员精确设计的模具中制作而成的，所以预留预埋时，孔洞的位置十分重要，同时现场施工会有人为误差，这些都将造成缝隙不均匀等问题，并影响施工以及建筑的整体结构刚性。构件的连接是装配式工艺的重中之重，但是目前存在着诸多的问题，若处理不当就会有安全隐患，解决构件的连接及防水、保温问题以及可靠性、耐久性都将会是未来的研究方向以及研究重点。
        4、基于BIM技术的装配化建筑设计方法
        BIM技术能够实现将装配式建筑集合成一个涵盖设计、生产、施工、装修的整体，其中的任何一个部分都可以随时用BIM软件节点进行检查验证。运用信息数据，对装配式建筑整体把控，以做到更好地服务建筑项目。
        4.1 BIM技术的标准量化
        在装配式建筑不断发展的过程中，探索者采用BIM软件的相关功能，对装配式建筑的构件的类型、数量、规格数据进行标准量化，使得人工和机器之间拥有了一种交互语言，将人机交互性提高到了一个新的高度。
        标准量化的提出不仅将人机紧密结合在了一起，还将不同职责岗位的人串联起来，使得相对独立的各部门拥有了协同的可能，大幅度提高了工作效率。
        4.2建立BIM技术与生产、装配、装修的关联
        1.BIM技术与生产的关联
        在装配式建筑构件生产阶段，BIM技术可以实现图纸的模型化，减少了与工厂之间交互的理解偏差。另一方面，BIM数据量化后，可以直接输入工厂机器，由机器进行自动化生产，大幅度降低人力资源损耗。
        2.BIM技术与装配的关联
        在装配式建筑施工装配阶段，BIM技术可以实现施工模拟，通过施工模拟的结果不断对模拟中出现的问题进行优化，并得出一套最安全、最效率的工作计划。另一方面，装配式建筑作为新兴领域，装配工人少有培训机会，通过BIM技术模拟装配流程，可以做到对装配工人进行产前培训、日常练习、考核验收，减少安全事故和财产损失。
        3.BIM技术与装修的关联
        在装配式建筑装修阶段，由于装配式建筑不同于传统建筑，施工方多会进行预装修。BIM技术的应用就轻易实现了对装修过程的模拟，为装修过程做好万全的准备工作，进而推进了工作生产的便利化发展。
        5、总结
        现阶段，装配式建筑和BIM技术都各自存在一些问题，当二者关联搭配起来时，其中的大部分就得到了解决。但是，仍然有一些诸如：BIM技术的应用浅显、设计人员思维守旧、行业新鲜血液缺少等综合性问题亟需解决。
        装配式建筑经过长期的慢跑终于来到了飞速奔跑的阶段，在步伐加快的同时，一定要针对其长期存在的问题进行研究整改。建筑行业容不得差池，只有解决了装配式建筑的所有缺陷，传统建筑业才能安心地把建筑行业的接力棒交给装配式。
        作为我们学生和从业者，也要不断学习、不断创新，把握机会、面对挑战，把新生的装配式行业变得活力无限。
        参考文献
        [1]《“十三五”装配式建筑行动方案》[EB]. 住房城乡建设部.2017.
        姓名：游思羽
        学校：重庆水利电力职业技术学院
        专业：工程造价