信息技术是工业化的助推器

发布日期：2015-08-12来源：本站编辑：宋珍珍

[摘要]

　　文/李永峰 张学勇 宗可锋

　　信息化技术在建筑生产及施工过程中应用越来越广泛，信息化和建筑工业化在发展过程中互相推进。信息化的发展现阶段主要表现在全流程信息化管理和建筑信息模型(简称“BIM”)技术在建筑工业化中的应用。BIM技术作为信息化技术的一种，已随着建筑工业化的推进在我国建筑业逐步推广应用。采用BIM技术可以比较容易实现模块化设计和构件的零件化、标准化，在建筑工业化中的应用有天然的优势。建筑工业化的管理要求，与BIM技术所擅长的全生命周期管理理念不谋而合。工业化住宅建设过程中也有对BIM技术的实际需求，如住宅设计过程中的空间优化、减少错漏碰缺、深化设计需求、施工过程的优化和仿真、项目建设中的成本控制等。信息化技术对建筑工业化的推动大致可概括为三个方面：

　　设计标准化

　　这是建筑工业化的前提。要求设计标准化与多样化相结合，构配件设计要在标准化的基础上做到系列化、通用化。

　　产业流程是指产品的生产全过程。建筑业的产业流程被人为地分开---作为建筑产品最为关键的初始环节，“建筑设计”被列为独立行业，与建筑施工处于不同的过程之中。在具体工程实践中，施工方必须严格地执行设计文件，按图施工。如果设计本身并无明显错误，施工方一般不可以按照自己的意图提出相应的设计变更。每一个建设工程的设计方都可能是不同的，对于具体建筑物的理解也千差万别，所确定的工艺做法也就会不一样，因此施工方以固定的、程序化、工业化的施工工艺或零部件来应对不同的建设项目是难以实现的。

　　可见，设计与施工过程的割裂，使得施工方不得不面对千差万别的建筑物，也使得设计方在设计时无需考虑也无法考虑具体的工艺过程。这种工作的独立性，更使得每一次建筑物的建设过程均成为个案，无法实现工业化。

　　利用BIM技术可以进行土建设计、结构设计、安装设计，还可以利用BIM进行建筑物的性能分析，如：日照性能分析，采光性能分析，能耗性能分析，结构性能分析，还可以利用BIM软件进行碰撞检测等。使建筑物还没有在还没有施工前就解决现场可能出现的各种问题。这样利用BIM出的图可以达到无错设计。通过BIM模型自动生成平立剖专业施工图，这样不仅可以避免重复工作还可以完全避免错误。

　　构件标准化。

　　总体上说我国建筑的研究成果数量不多，层次水平不高，建筑业的工业化生产体系尚未形成。建筑的标准化和通用化水平都很低。建造方式仍以现场施工为主，这就出现了建设工程的独特性与建筑工业化的标准化之间的矛盾。工程外观的独特性是建筑业生产管理的最基本特征，而工业化的基本特征则是标准化，标准化是大批量生产的前提，而大批量是低成本的保证。因此，差异化的建设项目与大批量生产之间必然存在着相应的矛盾，这些矛盾也使得建筑工业化的发展受到制约。虽然建筑物是千差万别的，但建筑物宏观状态的独特性，并不意味着建筑物的微观构成的独特性。由于建筑材料的特定性、同类建筑荷载的相似性、同类建筑微观功能的相似性，建筑物的微观状态必然是相类似的。尤其是在同一地区的同类建筑物中，这种相似性表现则更加明显。

　　经过多年的发展，建筑设计已经形成完整的规范化体系，除非如水立方、鸟巢等特定的项目，大量的普通建筑，如办公楼、教学楼等的跨度、层高、荷载模式、使用材料、结构体系等关键参数已经趋于标准化或至少是准标准化。设计经验表明，某一个地区的同类建筑在微观的构造与处理上几乎是相同的，或至少同一设计单位、设计者的相关做法是相同的。国内很多地方都存在着地方性的标准图集或施工工艺标准，如果在此基础上经过有意识的处理，完全可以针对某一特定的建筑类别，实现标准化的构配件，并进而实现预制化。

　　采用装配式结构，预先在工厂生产出各种构配件运到工地进行装配，混凝土构配件实行工厂预制、现场预制和工具式钢模板现浇相结合，发展构配件生产专业化、商品化，有计划有步骤地提高预制装配程度。在建筑材料方面，积极发展经济适用的新型材料，重视就地取材，利用工业废料，节约能源，降低费用。

　　利用BIM技术，将组成工程的每个部分分解成为尺寸、形状都标准化，可以定型生产的构件。在BIM中根据构件的特点，建立构件库，构件库可以包括建筑材料库，预制构件库(预制梁、预制板、柱、栏杆、门、窗等)，家具库(桌椅，厨卫，洁具，灯具等)等。建立BIM模型时可以利用构件库搭建整个建筑工程。建立构件库时，完善每个构件的信息。信息包含：构件的编号，构件的尺寸信息，构件的材质信息，构件的位置信息，从而解决构配件标准化的问题。

　　利用BIM技术解决工程构件标准化的问题，彻底解决构件不规则、不规范的情况，从而实现构配件的生产专业化、商品化，实现工程装配式施工，推进建筑产业化向标准化、精细化方向发展。

　　管理信息化。

　　运用计算机等信息化手段，从设计、制作到施工现场安装，全过程实行科学化组织管理，这是建筑工业化的重要保证。

　　信息化技术是集成建设系统实现系统集成与组织集成的基本前提与有效保证。从管理模式来看，集成建设系统并非实体企业，而是很多企业所构成的松散联合体，生产与施工组织过程中的地域限制、空间隔阂、标准差异、沟通障碍等问题，会致使信息指令的传递速度比实体企业缓慢，偏差也会大大增加。因此，全面、快捷的沟通与交流，减少信息沟通中的障碍、偏差与损失至关重要。

　　信息集成是通过信息平台与信息门户的构建，使得集成系统与产业链中的相关分包商、供应商与核心企业能够实现信息共享、及时沟通与办公自动化;实现基于信息系统的辅助建设过程。

　　BIM模型是虚拟的建筑，通过这个虚拟建筑，可以把工程现场在计算机里展现出来。在计算机里面进行模拟和分析，如果发现问题可以方便解决，这样可以减少施工过程中的返工次数，这样避免了资源的浪费。还可以对不同的施工方案进行对比选出最优。这些过程由于只是计算机计算模拟，所以不会浪费太多时间更不会浪费资源。在3D的基础上又用4D更进一步模拟施工。4D是指在BIM的3D模型的基础上增加时间的维度，可以对施工方案和工序进行检测，确保工程正常有序的进行。BIM模型不光可以进行4D的施工模拟还可以在4D模型的基础上增加成本的维度建立5D模型，通过5D模型可以实现精细化的预算和项目成本的可视化，通过对工程项目进行5D仿真模拟，得到所有建筑构件的准确工程量，实现造价控制。

　　除此之外，信息化不仅仅意味着信息的流转过程，更意味着建筑物与预制构件的信息化。通过的信息处理技术，将实体建筑物信息化，并进而借助于相关技术实现建筑物施工过程的虚拟化(Virtual Construction，虚拟建设)，对建筑物的“可施工性”进行度量与评估———构建预期建筑物与现实的标准化的零部件、构配件、建筑模块之间的相关关系，实现模拟拼装与施工流程模拟，从而有效的指导现实的施工过程。

　　同时在施工组织中，通过信息集成与编码控制系统，实现从实体建筑的拆解、标准化构配件的成组化、委托加工，到零部件的验收、工作包拆分到构配件在具体建筑上的还原过程中，对于相关零部件、构配件的全过程跟踪与监测的全过程信息化管理。

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