装配式建造技术全文(5篇)
第1篇：装配式建造技术范文
关键词：装配式建筑；精益成本管理；精益建造；建筑产业现代化
1引言
现阶段传统现浇施工方式生产效率低、施工周期长、环境污染大，已不能满足建筑业可持续发展的要求。装配式建筑以其施工周期短、建筑质量高、绿色环保的优点得到了政府部门的认可。发展装配式建筑，推动建造方式创新，是实现建筑产业高质量发展的重要途径。2017年3月，住建部《“十三五”装配式建筑行动方案》，要求全面推进装配式建筑发展。目前，我国装配式建筑发展遇到一些制约因素，其中建造成本偏高即是不容忽视的因素之一。装配式建筑较现浇式建筑每平方米建造成本要高出200～400元，建设单位出于成本考量，发展装配式建筑的积极性不高。在日、美等发达国家，装配式建筑的建造成本低于现浇式建筑，而我国普遍偏高，国内外的差距说明我国装配式建筑成本有很大的降低空间。传统建造模式只需要设计和施工两个阶段，而装配式建筑的特点决定了其需要通过设计、生产、物流、装配四个阶段。有研究者通过BIM与精益建造思想的协同作用对装配式构件进行深化设计以及施工模拟。有研究者设计了装配式构件的精益生产流程，通过物料和供应商的管理降低生产成本，提高生产效率，从而实现项目的成本控制。有研究者从装配式构件运输的角度，构建了装配式构件物流成本优化模型，加强装配式构件的精益物流成本管理。以往研究多侧重于在装配式建筑建造过程的某一阶段对成本进行精益管理，并未对装配式建筑整个建造过程的成本管理进行研究。鉴于此，本文从装配式建筑整个建造过程成本管理的角度出发，对设计、生产、物流、装配四个阶段的成本进行分析，结合精益成本管理思想，对装配式建筑整个建造过程成本进行精益管理，最后提出各阶段精益成本管理的措施。
2装配式建筑成本分析
2.1装配式建筑成本构成
装配式建筑成本是指在装配式建筑整个建造过程中发生的全部费用，具体可以分为四大类费用：设计费用、生产费用、物流费用、装配费用。因此，对这些过程进行精益管理是降低装配式建筑成本的关键。
2.2装配式建筑成本分析
2.2.1装配式建筑设计成本分析目前，装配式建筑设计普遍采用等同现浇设计的方式，然后按照预制构件的生产和装配要求进行构件分拆，这种方式设计效率低，协同性差。在构件分拆深化设计阶段，每个预制构件都要有与建筑、结构、安装等专业相对应的生产图纸。预制构件的配筋、节点、埋件、留洞等设计内容都需要体现在深化设计图纸中。由于设计内容增多、设计深度增加，因此装配式建筑设计费用同传统现浇结构相比每平方米要高出20～40元。2.2.2装配式构件生产成本分析装配式建筑预制构件在构配件厂批量生产，养护完成后运至施工现场装配安装。现阶段因装配式建筑规模较小以及政策支持力度不够等原因，预制构件生产增量成本主要包括以下方面。（1）人工费。目前我国装配式建筑领域的人才相对匮乏，人才培养机制尚不健全，从事构件生产的产业工人数量较少且经验不足。构件生产企业需要在员工入职前花费时间和费用对其进行技术培训。同时，因工人流动性较大，常有培训合格的产业工人流失现象发生。因此，在现阶段我国装配式建筑规模较小的情况下预制构件生产的人工费实际支出偏高。（2）原材料。现行的装配式建筑结构设计是在现浇构件钢筋配置的基础上，增加了构件节点处的连接钢筋数量，因此在钢筋用量方面，预制构件的钢筋用量明显增加。据测算，预制构件节点连接处的钢筋用量与现浇构件相比增加30%以上。（3）设备折旧费。我国目前采用装配式结构的项目仍较少，对预制构件的需求量较低，使得构配件厂的产能供给超过装配式建筑市场对预制构件的需求。构配件厂因设计产能处于供大于求的局面，不能满负荷生产，同时又要考虑生产机械的折旧费、工厂生产经营的费用，势必会使得预制构件生产成本居高不下。2.2.3装配式构件物流成本分析在现浇建筑施工过程中，材料的物流费用被认为是材料成本的一部分，而在装配式建筑建造过程中，大量预制构件需要从构配件厂运至装配现场。如果运输距离按照60km考虑，预制构件的运输费用约为100～150元/m³，因此不可忽视预制构件的物流成本。装配式构件物流成本主要包括仓储费用和运输费用。（1）装配式构件仓储费用。传统现浇式建筑在施工现场浇筑混凝土，养护完成后直接形成建筑实体，不需要占用其他仓储场地。但装配式构件在构配件厂生产完成后需要专门的场地进行养护和存放，并且需要专人进行管理。构件养护完成运至施工现场后，仍需寻找存放场地，使得预制构件的仓储费用增加。（2）装配式构件运输费用。与现浇结构商品混凝土的运输费用相比，成品构件因体积大、易损伤、形状不规则等原因，运输过程中需要增加保护措施，因此装配式构件的运输费用更高。目前构配件厂配置不足，分布不均匀，预制构件运输距离增加，同样导致运输费用增加。2.2.4装配式构件装配成本分析装配式建筑现场施工过程中，对工人吊装技术的熟练度和专业性要求较高，需要吊装经验丰富的工人，否则对预制构件的装配速度和质量都会产生影响，增加装配费用。预制构件的节点施工是现场施工安装的重点，与现浇式施工相比节点施工是增加的工序。为了保证装配式建筑节点足够可靠，节点施工采用安全性较高的钢筋套筒灌浆连接工艺，套筒连接件需求量大，灌浆料价格较高，使得装配成本大幅增加。
3基于精益思想的装配式建筑成本管理
3.1精益成本管理思想
精益思想是通过标准化导入实现面向过程的控制，从而达到避免无效劳动和浪费的目的。20世纪30年代，日本丰田公司在近20年的实践过程中，不断积累经验，创立了精益生产管理模式。澳大利亚的Jennings建筑公司基本与丰田公司同步将精益思想应用于工程建设管理，其依赖先进的精益建设管理模式，由一家小型房屋建筑企业迅速成长为澳大利亚最大的房屋建筑企业之一。精益成本管理是精益思想在成本管理中的具体应用，其精髓是追求生产全过程成本最小。与传统成本管理思想相比，精益成本管理思想更先进，方法更全面，更重视全过程成本管理。在生产全过程的设计、生产、物流、服务等各个环节不断消除不增值作业，杜绝浪费，对生产全过程进行标准化操作和持续改进，从而达到降低生产全过程成本、提高生产过程效率的目的。
3.2装配式建筑精益设计成本管理
3.2.1设计阶段推行并行工程在传统现浇建筑的建造过程中，因其设计方法已经成熟，施工阶段很少出现因设计不合理而难以施工的现象，因此现浇结构建筑的设计与施工阶段相对独立。然而目前装配式建筑设计技术相对不成熟，设计规范和技术标准尚不完备，常会出现因设计原因导致构件难以生产或装配的现象。为了减少设计变更，降低成本，应该在装配式构件深化设计阶段并行考虑构件生产与装配等问题。并行设计作为一种系统化工作模式，可以对产品及其相关过程进行并行和集成设计。在装配式建筑设计阶段推行并行设计，强调各参与主体协同工作，各参与方分别派出技术人员组成临时项目组，并行解决设计阶段各专业因信息不对称而产生的设计冲突问题，尽可能在早期设计阶段发现并解决后续构件生产与装配过程中可能出现的问题，从而使设计成果最大程度符合后续各阶段的使用需求，减少设计变更，降低对后续生产带来的不良影响。3.2.2运用BIM技术进行精细化设计（1）运用BIM技术进行各专业协同作业。装配式建筑需要对预留孔洞和预埋构件进行精细化设计，因此设计内部不同专业之间信息的交流就显得尤为重要。运用BIM技术，构建BIM信息平台，方便不同专业之间的协同作业，不同专业的设计人员可以依据BIM平台信息实现本专业的技术标准和参数要求。（2）运用BIM技术进行碰撞检查。装配式构件在工厂生产，然后运至现场装配，不可避免会出现构件之间的设计误差。运用BIM技术对预制构件进行精细化设计，通过建立的BIM模型进行碰撞检查及时发现相邻构件之间的设计冲突，找出设计过程中的疏漏，降低施工装配过程中因设计变更带来的费用。（3）运用BIM技术进行标准化设计。在装配式建筑的设计过程中将不同样式和尺寸的建筑构件上传至BIM平台进行整合，建立预制构件的标准化族库。同时，运用BIM技术将各个族库中的标准化构件进行组装，增加装配式建筑样式的多样性，减少装配式建筑设计的时间和成本。
3.3装配式构件精益生产成本管理
3.3.1准时制生产准时制生产是实现有序标准化生产的有效手段。通过对预制构件的产量进行适时控制，使构件的生产与供给具有合理的弹性，在保证满足订单进度要求的同时，尽量使库存最小，从而降低成品存储费用。通过保证原材料的准时供应，确保预制构件生产线连续生产，降低生产线间断生产造成的损失。预制构件因其体积大且形状不规则，所以搬运比较困难，准时制生产能够保证同一批次的构件在预制构件厂连续出仓，工人可以根据装配现场吊装的先后顺序直接将预制构件合理摆放，避免二次搬运，降低仓储和运输费用。3.3.2精益供应链管理（1）供应商的选择。原材料的供应在装配式构件生产的精益供应链管理中占有十分重要的地位，构配件厂的理想状态是与可提供大量原材料的少数优秀可信赖供应商合作。在确定供应商时综合考虑原材料的需求量、需求时间、材料的重要性等因素。同时要建立评价指标体系对供应商的综合生产能力进行评分，根据评分结果选定供应商。（2）确定供应商合作模式。供应商关系模式既有西方传统的以成本驱动的对抗模式，也有以日本为代表的长期合作型模式。在精益成本管理中长期合作型的伙伴式合作模式更受推崇。如可培育两家混凝土供应商来供应混凝土，同时设立考核机制对一定时期内两家供货的准时率、供货质量等情况进行考核，将考核结果进行反馈，并以考核结果作为下一周期订货的参考，以此激励供应商。对于考核不达标的供应商，对其提出警告，并缩小订单数量，将其列入观察期。（3）建立BIM信息共享平台。在预制构件的生产过程中，混凝土供应是否及时对预制构件的生产至关重要。通过建立混凝土供应商、构配件厂、施工单位三方信息的BIM平台，各方都将生产信息汇总于BIM信息平台中，实现信息的有效及时交换。供应商可以根据装配现场的进度和构配件厂的库存情况，确定生产进度，以补充供应防止缺货；构配件厂根据施工单位的信息调整生产进度，防止供应不及时的情况发生。
3.4装配式构件精益物流成本管理
3.4.1降低构件运输距离目前，构配件厂数量少且分布不均匀使得构配件厂到装配现场的距离较远，增加了运输费用。装配式项目在选择构配件厂时要把构件运输距离作为重要考察指标，合理选择距离项目较近的构配件厂，控制预制构件到装配现场的物流运输距离在100km以内，以降低物流成本。3.4.2加强构件运输保护构件运输前要做好构件防护工作，防止构件碰撞。在运输过程中要加强运输环节的管理，挑选有预制构件运输经验的单位长期合作并及时向运输司机做技术交底，确保预制构件在运输过程中不产生破损。对于出厂装车时质量检查合格，但是进入装配现场后质量检查有缺陷的预制构件由运输单位承担责任。在运输环节明确细化权责，做好构件运输过程中的保护工作，确保成品构件产品质量。
3.5装配式构件精益装配成本管理
3.5.1最后计划者体系最后计划者体系改变传统的管理层编制计划推动项目实施的方式，采用“拉动式”生产模式，强调下级的主观能动性。在装配式建筑现场施工过程中，项目的进度、构件吊装、机械设备使用等主要计划由管理层制定。项目的周计划和日计划由基层作业班组根据具体施工进度制定。在现场装配计划执行过程中，基层作业班组将预制构件吊装过程的实际进度反馈至日计划及周计划，同时分析计划实施偏差的原因，如果发现进度计划不合理则及时调整日计划和周计划，调整后的日计划和周计划再反馈至主要计划，“拉动”项目进度、构件吊装、机械设备使用等主要计划的调整。基于最后计划者体系的现场装配计划管理体系是以基层作业班组制定的详细计划为基础。基层作业班组对装配现场施工情况及各种资源条件的约束有充分了解，他们能够根据现场装配实际情况制定出更有执行性、偏差较小的预制构件装配计划。最后计划者体系将生产模式由传统“推式”改变为“拉式”，避免产生窝工、进度计划滞后等问题，可以对装配式建筑现场装配成本进行有效控制。3.5.25S现场施工管理在装配式建筑施工现场对于预制构件吊装和梁柱节点现浇的管理是一项复杂的工作。众多方面需要经过有效管理使其在一定的掌控范围内变化，精益建造中的5S现场施工管理正是对装配式建筑施工现场各个方面都行之有效的管理方法。3.5.3制定合理预制吊装计划预制构件运输至施工现场如果不能及时吊装将会增加仓储费用。如果将现场施工进度与构件预制进度合理计划，制定的构件预制方案能够高效配合现场装配计划，在吊装前一天将本批预制构件运至装配施工现场，可以减少施工现场的仓储用地和仓储时间，降低仓储费用，也降低预制构件厂的仓储费用。同时，制定合理的施工吊装计划可以提高吊装效率，从而缩短吊装设备在场时间，减少租赁费或设备使用费的支出，有助于降低装配式建筑现场施工成本。
4结语
在国家大力推广装配式建筑的背景下，研究其相应的成本管理方法，无疑对推动装配式建筑发展具有实践应用价值。本文循着精益成本管理思想，从装配式建筑设计、预制构件生产、物流运输、现场装配等方面分析了装配式建筑成本较高的成因，提出了装配式建筑精益成本管理措施，以期有效促进装配式建筑成本的降低，助推装配式建筑快速发展。
参考文献
[1]李丽红，张艳霞.装配式建筑价格补偿机制研究[J].建筑经济，2016（9）：77-80.
[2]赵彬，牛博生，王友群.建筑业中精益建造与BIM技术的交互应用研究[J].工程管理学报，2011（5）：482-486.
第2篇：装配式建造技术范文
关键词：建筑工业化；装配式混凝土结构；结构优势；关键技术
1前言
在工业产业化发展背景下，装配式混凝土施工技术为建筑工业产业化提供了实现路径，这种施工技术不仅改变了传统的建筑建造方式，还通过标准化的规模化生产，有效地提高了建筑施工效率。不仅如此，由于装配式混凝土结构中所用构件，大部分采用标准化的流水线方式进行生产，随后辅以现场安装即可完成，可以大幅度建筑建造的安全性，这意味着在建筑领域中广泛使用建筑工业化装配式混凝土结构，不仅是建筑建造方式的重大变革，还是建筑实现可持续发展的重要保障。鉴于此，基于建筑建造综合效益提高的角度考虑，本文深入分析“建筑工业化装配式混凝土结构的关键技术”具有显著意义。
2建筑工业化装配式混凝土结构的优势概述
就建筑工业化装配式混凝土结构来说，在建筑建造领域中的有效使用，呈现出有别于一般建筑结构的优势，总结包括施工效率高、施工质量高、节能环保等，具体如下。
2.1施工效率高
在现代建筑建造领域中，建筑工业化装配式混凝土结构的使用，只需要在竖向完成预制外墙板构件的安装，就可以在快速完成建筑整个外墙的封闭作业，并且可以为内部结构施工和环境艺术设计施工创造有利条件。同时，在具体的施工中，只需要安装水平构件叠合板和叠合梁，并辅以现场湿环境进行混凝土作业，就可以节省大量支撑构件和模板，这样不仅可以降低施工成本，又可以有效提高施工效率[1]。除此之外，建筑工业化装配式混凝土结构应用在建筑建造活动中，可以推广新型建材的使用，进而可以整合其他先进工艺进行施工，从而能够在各项先进技术手段和工艺的支持下，高质高效地完成建筑建造任务，继而有利于提高建筑施工效率。
2.2施工质量高
建筑工业化装配式混凝土结构中的主要构件生产模式以建筑工业化生产而成，具有显著的集约化、标准化等特点，并且在工业生产的支持下，可以大幅度提升构件质量[2]。同时，在建筑建造阶段，主要由厂商负责构件运输，待构件到达现场后，由专业施工技术人员结合图纸来完成规范安装活动。在整个过程中，各个环节的分工和管理相对明确和细化，降低了各环节质量问题出现的概率，从而有利于控制建筑工业化装配式混凝土施工质量，进而有利于提升整个建筑的建造质量[3]。
2.3节能环保效果高
建筑工业化装配式混凝土结构中的外墙板，在生产中广泛使用预制技术，可以将建筑中使用的各类构件，采取预制方式将其加工成为半成品或者成品，具有显著的工业化生产特征。在工业化生产中，各项建材原料都可以得到充分利用，这样不仅可以提高建材利用率，还可以减少建筑垃圾的形成，从而有利于建筑节能环保效果的提升[4]。另外，在建筑建造中使用建筑工业化装配式混凝土结构，可以有效控制因机械施工带来的噪声污染，且建筑废水、建筑垃圾等污染都可以有效控制，这使得建筑工业化装配式混凝土结构施工具有良好的节能环保效果。
3建筑工业化装配式混凝土结构的关键技术
建筑工业化装配式混凝土结构作为现代建筑建造中广泛使用的一种结构，可以大幅度提升建筑建造的综合效益。但是，在实践中，要求相关人员合理地使用各项技术，才能保障建筑工业化装配式混凝土结构在应用中发挥出最佳效能。其中，生产技术、安装连接技术是建筑工业化装配式混凝土施工中的关键技术，要求相关技术人员对其应用引起重视，并在实践中落实好各项措施来控制关键技术应用效果，具体如下。
3.1预制构件生产关键技术
预制构件生产技术是建筑工业化装配式混凝土结构施工中的一项关键技术，此技术的应用效果直接影响建筑工业化装配式混凝土结构施工效果。在实践中，要求相关技术人员做好以下几项控制工作，才能保障预制构件生产关键技术的应用效果。3.1.1预留预埋件位置。在建筑工业化装配式混凝土施工中，预埋件位置预留和安装是首要环节，此施工方式所使用的预埋件类型众多，如预埋吊件、管线、连接件等，在混凝土构件工业化生产阶段，隐蔽工程的预埋件位置埋设应准确定位，并且要根据实际来预留一定的调节量[5]。需强调的是预埋件位置在确定之后，在后续建筑工业化装配式混凝土施工中，往往难以进行调整，这意味着一旦出现位置定位有误，将对装配式混凝土建筑施工质量产生负面影响。因此，在预埋件位置预留时，要求严格按照施工要求来进行预埋件位置的确定。不仅如此，在预制构件生产时，预埋管线和箱盒往往会受到混凝土浇筑影响而发生一定位置的偏移，针对这种情况，为保证管线等预埋位置的合理性和精准性，要求在生产中采取相应措施来加固其位置，以此确保预埋件预留位置的合理性，继而为后续建筑工业化装配式混凝土结构装配施工顺利进行奠定良好的基础[6]。3.1.2反打一次成型。在装饰面构件预制生产中，反打一次成型是常见技术工艺之一，具体操作步骤如下：在模板上反向铺设外装饰材料，在此过程中，应根据设计要求来合理地选择面砖、石材等装饰面。在外装饰选择面砖时，应合理地选择砖石，通常以背带燕尾槽的砖为宜[7]。同时，为保证外装饰材料在模板上的铺设质量，需要对面砖进行连接处理，促使其能够形成单位大小的砖片，随后将制作好的砖片反面向上铺入模具当中，随后进行混凝土浇筑。值得注意的是，在铺设时，要求在底模面板划基准线，并沿着划定的基准线在底膜上粘贴专用双面胶，在此基础上，将砖片固定好位置进行贴牢处理，以此避免混凝土浇振时出现位移现象。在外装饰选用石材饰面时，应在石材背面钻倒角孔，并安装不锈钢卡钩，旨在保障构件制作后，可以进一步提高石材和混凝土之间连接的可靠性[8]。3.1.3保温墙板成型。在建筑工业化装配式混凝土结构中，保温墙板的生产主要采用水平方式进行浇筑成型，保温层往往位于混凝土夹层中，正因如此，这种保温墙板亦可称之为三明治夹心保温板。在保温墙板制作时，具体方法如下：一是按照设计要求来组装好构件模板，随后安装外叶墙板钢筋笼，待上述作业规范完成后，要求按照设计要求来确定外叶墙板连接件位置。二是保温材料铺设工作往往在底层混凝土浇筑并凝结后进行，但是需要注意的是为保障保温墙板成型后的保温效果，应做好保温材料及混凝土的保护和固定工作，避免两者粘结而影响保温性能。三是安装内叶墙板钢筋笼，并浇筑顶层混凝土，同时在此环节的操作中，要求严格按照工艺要求进行有序作业，才能保障保温墙板成型效果。
3.2预制构件安装连接关键技术
3.2.1节点及接缝处的钢筋连接。在实践中，现浇混凝土中应插入竖向钢筋，随后框架梁接头及节点处采用机械连接或者焊接方式，有效连接起水平方向的钢筋。而在剪力墙水平接缝和框架柱接头处的钢筋连接，广泛使用套筒灌浆或者约束浆锚方式进行连接，这样即可保障钢筋连接效果。首先，套管灌浆连接指的是通过金属套管内的水泥基灌浆料的锚固作用传力，实现钢筋对接的一种有效连接方式，连接钢筋往往以下柱或者墙板上外伸的纵向受力筋为宜。在被连接筋插入预埋套管中，随后采用压力灌浆法向灌浆孔内注入浆液，并保障浆液充满套管，同时做好浆液成型后的养护工作。基于套筒灌浆连接结构方式而言，其连接方式可以区分为全灌浆和半灌浆两种连接方式，其中，全灌浆连接方法要求套筒两端都采用灌浆方式与钢筋连接起来；而半灌浆连接方法则是套筒一端采用灌浆方式与钢筋连接起来，另一端则是采用非灌浆方法进行连接。在当前连接方式中，非灌浆段的连接方式主要有滚轧直螺纹连接、剥肋滚轧直螺纹连接、镦粗直螺纹连接等。其次，约束浆锚连接。这种连接方式主要在预制构件中的预埋钢筋下段周围预留一定的孔洞，且要求孔洞内壁为波纹状，并且表面粗糙，随后在孔洞周围设置螺旋加强筋，旨在进一步强化这种连接方式的有效性。在后续构件安装时，可以直接将连接筋插入孔洞内，在此基础上，利用孔洞相连接的灌浆孔和排气孔进行灌浆处理，在此过程中，所用方法为压力灌浆法，并要求压力灌浆作业结束后，及时做好相应的养护工作，以此保障其连接的有效性和可靠性。3.2.2构件之间及其与混凝土之间的连接。在构件连接中，具体包括两部分的内容，分别是构件之间的连接、构件与现浇混凝土之间的连接。在构件与现浇混凝土连接时，往往采用湿法连接方式，在连接作业之前，要求对两者的结合面进行拉毛处理，旨在提高结合面的光滑度。不仅如此，在混凝土浇筑之前，还要对两者的结合部进行杂物清理，同时进行洒水湿润处理，以此保障结合部混凝土的密实度。值得注意的是在混凝土浇筑时，既要做到一次性浇筑成型，又要保障模板缝隙在允许范围内，继而避免出现漏浆问题而影响混凝土浇筑效果。而在构件之间连接时，要求采用干法连接方法，具体是使用预应力方式压接或者其他有效连接方法，使得构件之间可以紧密且可靠地连接在一起，这种连接方法广泛应用在装配式框架结构中，所具备的优势主要是无需混凝土养护作业，使得其在实践中往往有着较高的施工效率。
4结语
第3篇：装配式建造技术范文
新型建筑工业化建造是工业革命以来开创性的生产建造模式，这种史无前例的生产建造方式成为二战后人类历史上宏大住宅建设的基础，在推动建筑生产工业化发展和城乡人居环境建设进程中取得了前所未有的辉煌成就。20世纪以来，伴随着工厂化预制建筑产品、全新装配集成技术及新型建筑材料的发展，以新型预制建筑技术为基础的工业化生产方式在世界范围内兴盛起来，高品质、高效率和低资源消耗的装配式建筑，既具有显著的社会、经济与环境效益，又是国际建设领域的重大发展趋势。
近年来，装配式建筑在国家政策的大力推动下迅速发展，涌现了一系列创新性研究和实践，但仍处于研究探索与实践应用的转型发展时期，存在装配式建筑基本认识与顶层设计较片面、新型建筑设计与建造理论方法及建筑集成体系不完善等一系列现实问题。目前，我国正进入社会经济和建筑产业转型、实现高质量可持续发展的新阶段，整个建筑业需尽快摆脱传统落后的状态。新型建筑生产建造方式的转型升级不仅关系到装配式建筑发展及其技术革新，还事关我国转变发展方式、实现新时期全面建设目标的全局，既涉及理念的转变、模式的转型和路径的创新，又是战略性、全局性、系统性的变革。建设具有长久优良性能的建筑产品和社会资产，以推动我国经济社会的高品质、可持续建设与发展，意义深远。
中国建筑标准设计研究院有限公司、中国建设科技集团中央研究院装配式建筑与百年住宅研究中心、中国建筑设计研究院人才培训中心共同策划完成此次专刊，从新型建筑工业化创新、装配式建筑设计视角出发，改变传统建造模式及设计与建造相分离的工作方法，以新型建筑生产工业化思维认识装配式建筑专业化设计与全产业链建造方法，归纳探讨近年来装配式建筑研发设计和技术成果的新方向、新技术与新实践，期待为我国广大建筑师的装配式建筑创新实践提供有益的参考和借鉴。
今后衷心期盼，广大建筑师在装配式建筑设计中能够思考如何从建筑设计的角度全面认识与推动建筑产业现代化体系的建设与产业、利用装配式系统集成方法解决建筑寿命品质与既有建筑改造等未来发展课题、统筹建筑生产与资源能源利用等建设方向，为转变我国建设供给模式、促进社会经济和资源环境的可持续发展做出应有的贡献。
作者：刘东卫 李静 秦姗 单位：中国建筑标准设计研究院有限公司
第4篇：装配式建造技术范文
关键词：BIM技术；装配式建筑；模块化设计；建筑工业化
引言
现阶段我国正大力推行智慧城市建设，装配式建筑凭借其高效率、低成本、重环保、轻劳工等诸多优势成为重点建筑类型。国家住建部颁布的《“十三五”装配式建筑行动方案》，要求“到2020年全国装配式建筑占新建建筑比例要求达到15％以上，其中重点推进地区将达到20％以上”[1]。未来，我国将全面推进装配式建筑的发展。同时住建部也在关于印发建筑业发展“十三五”规划纲要中提出应增加BIM技术开工项目，推广BIM技术在建筑行业中的应用。基于BIM技术平台对装配式建筑进行全寿命周期设计，将建筑信息化与建筑工业化相结合，将有力促进装配式建筑向智慧化建造方向发展。在装配式建筑设计中，基于标准化模式下的模块化设计方式十分重要，但现阶段在我国装配式建筑项目中应用模块化设计的形式仍相对比较缺乏。因此，在BIM技术兴起的背景下，可将模块化结合建筑信息化、参数化技术进行设计，利用BIM平台基于其各专业、各阶段和各参数方数据的有效集成以及其可视化特征为装配式建筑模块化设计提供一体化的解决方式。随着模块化设计未来在装配式建筑项目上的广泛应用，将会更加有效地提高项目建设的效率，在一定程度上推动项目工程的进度。
1装配式建筑与BIM技术
1.1装配式建筑及其存在问题
装配式建筑是指改变传统建造方式，将需要大量现场作业的工作通过工业化的方式将建造建筑所用的构件和配件（如楼板、墙板、楼梯、阳台等）在工厂厂区制作加工完成后再运输到项目施工现场，在施工现场通过恰当地连接方式对预制构配件进行装配而成的建筑类型。装配式建筑虽然本身具有生产效率高、节能环保等优点，但在很多项目中仍存在预制构件生产过多、构件节点制作误差、构配件信息不规范、制作效率低下、施工难度及现场工作量大等问题，在建设过程中造成了环境破坏和资源浪费。因此装配式建筑预制构配件及相应构件节点需要在生产施工前达到标准化模式。随着BIM技术的不断发展应用与其软件平台功能完善，为解决装配式建筑预制构配件设计存在的固有问题带来了希望。
1.2BIM技术及其应用特点
建筑信息化模型（BuildingInformationModeling，BIM）建立的核心是在利用参数化技术的基础上模拟现实工程建立三维模型，并将完整的模型信息构建为数字化信息系统，从而做到与现实建筑工程整体信息相一致。BIM技术还具有可视化操作、协调设计、模拟构建、优化信息处理、可出图性五大基本特点[2]。BIM可以通过对建筑的数据化、信息化模型进行整合，在项目的全寿命周期过程中共享和传递实时信息，为建造项目的设计、施工、运营等各个环节的建设提供了相互协调、互为完善的统一平台（图1）。BIM技术的应用在提升项目设计效率、满足生产质量、节约施工成本、缩短施工工期等方面发挥着重要作用。
1.3装配式建筑与BIM技术结合使用优势
近几年来，我国建筑行业积极促进BIM技术与装配式建筑的融合，大力提倡BIM＋技术的应用，因此BIM技术与装配式建筑相结合的应用模式是必然发展趋势。可以从装配式建筑设计阶段就使用BIM技术相关软件（如AutodeskRevit）为其建立相关可视化模型，将建造整体拆分成所需预制构件，并将全部构件的详细参数、构件节点信息导入数据库，在BIM协同设计平台上进行综合和优化，从而实现预制构件属性标准化。可在BIM平台中将装配式建筑工程的各个阶段进行三维模拟，能够有效地发现项目各个环节易出现的错误以及众多预制构件信息参数容易存在的误差，能够避免在实际建设工程中出现较大的问题。而BIM作为信息化系统可以为装配式建筑提供全寿命周期的信息管理，能够在达到预制构件标准化的基础上完成模块化设计的整个过程。
2装配式建筑中的模块化设计
2.1模块化设计基本原理
模块化指以模数化为标准的功能区块，模块化设计的基础是根据功能、层次、标准来划分模块。模块可以定义为：“由标准模块和非标模块来进行设计组合成为具有某种特定功能及结构的单元，它能够与其他组件（或模块）通过规范的标准接口连接构成相对更大的组件、部件或系统。”[3]即通过类似于“搭积木”游戏的方式，将功能模块进行拼接组合成为具有标准化属性的一系列单元模块。不同单元模块在不同项目的建造需求下性能、规格、结构上均有差异。在设计时，应注意不同模块具备其自身特性，不能由系统任意拆分获得。模块化设计更倾向于将建筑划分为各类功能空间，把适合的功能模块放置于同一单元中，并对单元模块进行集成，从而完成建筑整体设计。
2.2装配式建筑模块化设计方法
装配式建筑的模块化设计是指在设计中遵循模数协调的原则，对规格、类型、性能不同的预制构件进行功能划分的基础上，设计出一系列满足建造需要的功能模块化构件，用以构成单元或功能空间。通过不同模块之间的选择组合可以构成不同的装配式建筑。模块化设计相对传统设计模式更加灵活，将极大增加装配式建筑的多样性。建筑模块还具备方便拆卸、可循环使用的特点，不仅可以满足各建筑工程中不同设计需求，而且能够随着建设规划的完善进行拆卸迁移，从而避免传统模式造成的环境破坏和资源浪费。装配式建筑模块化设计方法建立在标准化、集成化的基础上，通过标准化设计，建筑各部件模块按功能属性组成标准单元，将各部件之间采用标准化接口进行搭接，形成多层级的功能模块组合系统。在此之后采用集成化设计，利用扩大模数、分模数的方法重组模块系统，将建筑主体部分系统、护结构系统、设备与管线综合系统和室内装修系统进行集约整合，从而达到装配式建筑的设计要求，形成可复制可推广的建筑单体。合理利用模块化设计方法将极大限度地提升装配式建筑的整体功能品质、质量精度及施工效率，为我国建筑工业化体系的建设提供一定助力（图2）。
3利用BIM技术进行模块化设计的过程及意义
3.1基于BIM技术的模块化设计过程
BIM技术作为覆盖装配式建筑全寿命周期的建筑信息系统，可以储存大量的模型信息。利用专业软件AutodeskRevit，根据装配式建筑平面图数据进行参数化设计，将其创建成为完整的BIM模型，在创建模型的基础上进行构件布置深化设计。在BIM系统中将装配式建筑模型的结构拆分成各个构件，可对单个构件的属性进行可视化分析，按照不同构件的规格类型、功能信息、节点连接及构造形式进行归类整理，收集形成属于某一特定类别的族库。构件入库前应经过相应的碰撞检测和审核检验，以保证构件模型质量，检验尺寸、材质等参数的准确性，并对其参数化结果进行调试[4]。这种特定类型的族库即为特定的建筑功能模块。不同的族具备独立性，在BIM平台下建筑、结构、设备设计等各个阶段进行协同设计的同时均可根据功能需求与其关联的模块族库进行拆分设计。在其他项目需要某种特定功能模块时可以随时调用，并且软件自带的分析计算可对模块进行结构信息调改，方便用于模块化分析。在选定合适的功能模块后可通过调用符合连接要求的节点族将相应模块组合成某种具有特定功能及结构的单元，生成的单元具有可协调性。在项目建设时可以根据要求利用不同的功能模块、节点进行多样性连接，用相同或不同功能模块之间的相互连接搭配来实现工程的建设目的。在BIM平台中各模块及连接节点只有完全达到建设标准后才能交付工厂生产再运往现场进行施工（图3）。
3.2BIM技术结合模块化设计的意义
基于BIM系统能够涵盖建造项目的各个阶段，可以根据随时反馈的信息来对模块的组合、连接进行调整以符合工程需求。在BIM平台信息监管下可以达到建造方式模块化，实现不同性能、用途的装配式建筑设计。例如设计住宅时，可利用BIM系统对其标准层进行模块化设计，并对相应模块空间进行优化，将所需功能模块信息储存为特定的族库，在建设主体结构过程中只需调取含相应模块的族库进行反复搭建即可。在BIM平台信息实时更新下能有效地了解预期构建主体的众多构件、配件、组合单元是否达到标准化、模块化要求，通过模拟现实施工环境中各个施工节点，及时反映各单元模块之间的连接、拼装关系。而且在BIM信息系统监管下能够及时对现场施工进行优化指导，在很大程度上提高了从设计、生产到施工阶段各专业联结度，节约了建设成本。我国装配式建筑今后的发展需要在达到预制构件标准化的基础上完成对功能空间的模块化设计，BIM技术与模块化结合的设计理念也将大力推动装配式建筑在行业内的应用，进而打造我国建筑工业化体系建设加速度。
4BIM结合模块化设计在装配式建筑中的应用实例
目前，随着BIM与装配式建筑两大技术的结合应用，基于BIM技术的模块化设计理念也逐渐被应用到装配式建筑实际项目中。装配式预制构件的标准化、模块化在BIM平台的数字化模拟操作下相对比较容易实现，在建筑工业化进程中运用BIM技术结合装配式模块化设计的方式也逐步被人认同。从住宅类装配式建筑使用BIM＋模块化设计理念开始，BIM＋模块化的设计思路慢慢渗透到建筑行业内不同领域当中，例如：办公、商业、教育、医疗类建筑等等。下面将介绍利用BIM结合模块化设计的装配式建筑在实际应用中的典型案例。2017年雄安新区设立，在国务院的指示下，需要在新设定的雄安新区中建设市民服务中心工程来为人民群众提供优质服务。该项目占地近10万平方米，于2017年12月份开始正式施工，各相关参与单位仅用了40天时间便完成了7座主体建筑结构从设计到完成施工的全过程。而雄安市民服务中心能在如此短时间内完成主体建设，离不开BIM技术的支持、装配式建筑的标准化、集成化设计，更离不开建筑单元模块化设计方法的运用。雄安市民服务中心项目全程贯穿“绿色、现代、智慧”的建造理念，在企业办公区采用了装配式建筑的标准模块化设计方法，在BIM平台下采用箱型单元房尺寸模数进行模块化模拟搭建，在设计出箱式单元模块功能房间后进行工厂化生产。在设计过程中将办公室、咨询室等分为若干功能模块设计，有效地把雄安市民服务中心的核心办公区空间单元进行灵活组合，从功能分区（静区、动区）、流线组织、单元区块布置、平面布局模式等方面入手，优化了设计流程，做到了一体化设计、智慧化建设（图4）。
项目的全寿命周期在BIM平台可视化操作的基础上结合装配式建筑模块化设计，充分发挥出建设的速度优势，施工工期相比传统建造模式节省近一半时间，建筑垃圾比传统建设减少80％以上。基于云系统的大数据引领，通过SOP-BIM运维管理平台的技术支撑，在BIM系统中建立的三维可视化信息模型可获取实时信息，利用云系统对现场施工环节进行密切监测，跟踪施工进度，可以及时发现安全隐患并进行处理，最大限度确保施工人员安全，提升了应急管理水平。体现出绿色、高效、安全的建设要求（图5）。雄安市民服务中心的设计是由BIM设计师全程负责，在制定出箱式单元房模块化设计方案后，利用BIM平台的信息共享进行各专业协同设计。然后将最终设计成果提交给工厂生产标准化构件，在厂区把箱式结构的单元房搭建好后运往施工现场。提前利用BIM的仿真模拟和方案比选功能将各单元模块的场地布置安排好，然后需要在施工现场做好基础底板，建造时只需将相应单元模块与BIM连接板进行校准搭接，就像“搭积木”一样方便快捷。在项目建造时最大限度地采用了预制装配式工业化成品，在外部拼接后进行整体吊装，减少了现场作业的工作量，模块化安装施工流程既保证了建筑质量，又提升了效率（图6）。此次采用模块化理念来设计的装配式箱型单元房，其结构体系在使用状态下结构安全且按需求方便进行功能拆分，极大地增加了施工过程的安全性、准确性和便捷性。由BIM技术支持下利用模块化设计完成的雄安市民服务中心项目，让装配式建筑缔造了令行业震惊的“雄安速度”，并在2019年赢得我国建设工程鲁班奖。结语本文简单介绍了装配式建筑与BIM技术融合应用的必要性，通过了解BIM技术结合模块化理念在装配式建筑中的设计过程，对模块化设计的实际应用进行研究，为我国装配式建筑建设提供了一种新思路。但目前我国有关模块化设计的核心技术与系统成果还相对比较欠缺，设计水平有待提升，为装配而装配的现象还比较多，在与BIM技术结合过程中仍然存在一些问题。而在BIM背景下的模块化设计理念与装配式建筑相结合是我国建筑行业发展的必然趋势，只有通过对BIM技术更好的利用，才能确保模块化设计的完善性。未来可以将模块化理念深入到装配式建筑构件的设计、生产、安装等各阶段，这也符合我国创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念。随着我国对装配式建筑相应推广政策的出台及BIM＋模式的推行应用，合理利用装配式的模块化设计，不仅能够改善传统建造方式容易造成环境污染和浪费资源的情况，推动智慧城市绿色化建设，更有助于促进我国建筑工业化体系未来的发展。
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第5篇：装配式建造技术范文
【关键词】装配式模块化建筑；预制装配式；集成建筑；装配式装修
1引言
装配式建筑是一种绿色建筑[1]，它具有“五化”特征：设计标准化、生产工业化、施工装配化、装修一体化和管理信息化。而模块化钢结构建筑[2]是一种新型装配式建筑，装配整体能力强，模块在工厂进行预制并完成内装，在施工现场通过连接件将各模块装配成完整的建筑物，可实现快速建造、智能建造和绿色建造的新型建造模式。其特殊建造形式，既符合国家政策及发展趋势，又可满足全预制学校快速建造模式的需求。曲可鑫[3]通过研究模块化建筑的结构体系，对多种建筑的模块类型、结构体系、模块单元节点连接以及模块化建筑基于BIM系统的现代化施工方式进行了介绍。王文静等人[4]对模块化钢结构建筑的集成设计方法进行了研究，发现可通过模块连接、组合，实现建筑功能，提高建造效率，充分体现建筑工业化的特点和优势。张明详等[5]对集成建筑在国家应急管理体系建设中的应用进行了研究，发现地方关键物资生产能力不够、平战结合设计欠缺及区域布局不够合理。张强[6]对模块化建筑在应急医疗中的应用建设进行了分析，认为模块化建筑的特点契合应急医疗的需求。樊骅、韩建忠[7]对模块化建筑在应急建设中的应用进行了分析，认为基于标准化模块的生产和建造逻辑，无论模块是什么材质，都应符合快速批量化生产、便于运输以及快速组装的特征。针对装配式模块化建筑在应急领域建设的应用特点，阐述了新冠病毒疫情之下，应急建筑使用模块化建筑技术的优势，并对未来学校智能建造模式进行探索，给现阶段国内外装配式模块化建筑领域的从业人员以思考和启示，为工程实践提供参考依据。
2装配式模块化钢结构建筑体系
2.1装配式模块化建筑的特点
模块化建筑根据其寿命可分为两种类型：永久性模块化建筑（PMC）和非永久性模块化建筑（NPMC）。PMC建筑体系是一种类似于传统房地产项目的永久性建筑。NPMC是一种利用模块化技术建造可移动的、临时使用的建筑结构体系。PMC和NPMC都在可控的工厂环境下预制功能性建筑单元，然后将独立的“模块”运送到现场，经吊装到合适位置后，进行拼接等细部处理。
2.2装配式模块化建筑的应用优势
2019年末，新型冠状病毒突袭而来，为打赢这场战“疫”，达到快速提供医疗资源、加速收治患者的应急处置目的，建设了“雷神山”、“火神山”和各地“小汤山”等医院。这种快速高效的建造效果产生了积极的社会效应和绿色生态效应，发挥出集成建筑的制造和建造优势。模块化建筑应用并不仅限于应急医院的使用，酒店、学校、学生公寓、军用营地等均可。模块化钢结构建筑建造技术具有高效生产、固定组装和快捷施工等优势，打破了传统建筑施工形式，这种新型先进的模块化施工理念，不仅可极大缩短工期，也能产生良好的经济效益。
3装配式模块化学校项目概况
近年来，城市快速发展导致学位压力严峻，罗湖区作为深圳市最早建设的区域，土地资源极为紧张，城市更新面临许多问题，需要以创新的思维解决。罗湖区利用新的建筑技术和土地使用策略，高效建设过渡安置学校，提供品质校园，增办学位，解决城市更新中的民生热点问题。泰宁学校位于深圳市罗湖区东湖街道太安路南侧，规划占地面积约4027.01㎡，计划建筑面积约6538.65㎡，结构形式为模块化钢结构，从设计到竣工交付使用仅95天，共提供24个班级1080个小学学位，如图1-2所示。装配式模块化钢结构建筑具有可工厂化生产、现场拼装施工期短、施工和装修垃圾少、建筑模块拆除简单、材料可重复利用等诸多优点，是一种新兴的具有可持续性的建造体系。因此，采用装配式模块化钢结构建筑体系作为未来学校智能建造模式，与绿色、环保、可持续理念完全契合，符合学校学位紧张、急需尽快投入使用、预期使用期较短的要求。
4装配式模块化建筑设计
在学校建筑模块化设计中，充分利用模块化钢结构建筑的标准化程度高、设计与装配效率高等特点和优势。模块化建筑尺度适中、组合灵活，可满足教学建筑中教室、办公室、会议室和多媒体功能室等空间标准化需求。为了使模块工厂化快速生产和制造，节约成本、提高效率，应尽量使用基本参数相同的模块。但这就可能会造成模块化建筑造型的单调和平淡，可通过巧妙、富有创造性的模块化组合形式及多样、美观的外立面进行改观。泰宁学校建筑中的模块体系尺寸规格：11390mm（L）×4480mm（W）×3600mm（H）、8080mm（L）×4480mm（W）×3600mm（H）和8980mm（L）×4030mm（W）×3600mm（H）。单体模块高度为3600mm，模块由主体框架结构、波纹板墙板、吊顶板、门窗、设备管线、内部装修等组合而成三维空间体，运输可采用整体运输，也可拆卸为零件运输，箱体六面保温，保温材料采用环保玻璃丝棉，最大抗震设防烈度为8度。根据设计造型及平面布置，可创造出颇为丰富的建筑空间。
5装配式模块化建筑标准构件设计
泰宁学校采用装配式预制钢结构模块化建筑体系，建筑构件梁、柱、墙板、叠合板、装配式彩色栏杆、楼梯等采用流水线标准化生产，预制装配率高达100%，经组装连接后运输到施工现场，吊装拼接完成后进行装配式装修作业，见图3-4所示。
6装配式模块化建筑标准施工设计
和传统施工模式相比，装配式模块化钢结构建筑施工工期受天气影响较小，因大部分时间在工厂内部完成，工厂预制和现场基础等施工可同步进行，不仅可减少现场施工机械的使用，还可实现交叉作业，减少工序衔接时间，提高整体工作效率，实现绿色施工。相较于传统结构施工可节约工期80%，节约劳动力75%，减少建筑垃圾90%，并且减少了噪音污染和粉尘污染。装配式模块化建筑施工现场统一采用吊装组合、拼接安装。先将工厂预制好的模块产品及构件运输到施工现场进行组合，对不同标准预制构件拼接安装，最后在结构外立面吊装铝板，见图5。
7结语
泰宁学校采用装配式模块化钢结构建筑模式，通过高度技术集成，实现建筑、结构、设备及内装高度融合，仅用95d就顺利完成建造并交付使用，建造速度快、建筑产品优质、整体效果美观。深圳市罗湖区泰宁学校成功实现多种创新技术的应用，这充分说明装配式模块化钢结构建筑体系的应用价值和发展空间可观。
参考文献
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