素材來源:《一體化建造》
建筑工業(yè)化裝配式建筑網(wǎng)整理
編者按:日前,由中國工程院院士肖緒文作序,中建科技集團有限公司董事長葉浩文撰寫的建筑施工類重要專著《一體化建造》,已經(jīng)由中國建筑工業(yè)出版社正式出版發(fā)行,深受讀者喜愛。為進一步擴大交流,讓“一體化建造——建造活動的思維方法和新時代的綠色發(fā)展觀”更加深入人心,助推我國建造方式變革,本網(wǎng)將陸續(xù)摘錄刊發(fā)該專著的相關(guān)內(nèi)容,以饗讀者。敬請關(guān)注!
本期為大家推介的是“一體化建造”系列之五:一體化建造技術(shù)方法!
一體化建造的技術(shù)方法是以設(shè)計為核心,通過設(shè)計先行和全系統(tǒng)、全過程的設(shè)計控制,統(tǒng)籌考慮技術(shù)的協(xié)同性、管理的系統(tǒng)性、資源的匹配性。這一技術(shù)方法集中體現(xiàn)了工業(yè)化建造方式,其主要技術(shù)方法體現(xiàn)在:標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工、一體化裝修和信息化管理。
一、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計
(一)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的重要性
1.標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計是一體化建造的核心部分
標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計是工業(yè)化生產(chǎn)的主要特征,是提高一體化建造質(zhì)量、效率、效益的重要手段;是建筑設(shè)計、生產(chǎn)、施工、管理之間技術(shù)協(xié)同的橋梁;是建造活動實現(xiàn)高效率運行的保障。因此,實現(xiàn)一體化建造必須以標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計為基礎(chǔ),只有建立以標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計為基礎(chǔ)的工作方法,一體化建造的生產(chǎn)過程才能更好地實現(xiàn)專業(yè)化、協(xié)作化和集約化。
2.標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計是工程設(shè)計的共性條件
標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計主要是采用統(tǒng)一的模數(shù)協(xié)調(diào)和模塊化組合方法,各建筑單元、構(gòu)配件等具有通用性和互換性,滿足少規(guī)格、多組合的原則,符合適用、經(jīng)濟、高效的要求。標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計有助于解決裝配式建筑的建造技術(shù)與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)之間的不協(xié)調(diào)、不匹配、甚至相互矛盾的問題;有助于統(tǒng)一科研、設(shè)計、開發(fā)、生產(chǎn)、施工和管理等各個方面的認(rèn)識,明確目標(biāo),協(xié)調(diào)行動。
3.標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計是實現(xiàn)工業(yè)化大生產(chǎn)的前提
在規(guī)模化發(fā)展過程中才能體現(xiàn)出工業(yè)化建造的優(yōu)勢,標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計可以實現(xiàn)在工廠化生產(chǎn)中的作業(yè)方式及工序的一致性,降低了工序作業(yè)的靈活性和復(fù)雜性要求,使得機械化設(shè)備取代人工作業(yè)具備了基礎(chǔ)條件和實施的可能性,從而實現(xiàn)了機械設(shè)備取代人工進行工業(yè)化大生產(chǎn),提高生成效率和精度。沒有標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計,其構(gòu)配件工廠化生產(chǎn)的生產(chǎn)工藝和關(guān)鍵工序難以通過標(biāo)準(zhǔn)動作進行操作,無法通過標(biāo)準(zhǔn)動作下的機械設(shè)備靈活處理無規(guī)律、離散性的作業(yè),則無法通過機械化設(shè)備取代人工進行操作,其生成效率和生成品質(zhì)難以提高;沒有標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計,其生產(chǎn)構(gòu)配件配套的模具也難以標(biāo)準(zhǔn)化,模具的周轉(zhuǎn)率低,周轉(zhuǎn)材料浪費較大,其生產(chǎn)成本難以降低,不符合工業(yè)化生產(chǎn)方式特征。
(二)當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計面臨的問題
1.標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計意識不高
建筑工程師在開展設(shè)計工作過程中,沒有注重標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計理念,在突出建筑產(chǎn)品多樣化、建筑藝術(shù)特征的同時,沒有很好地將標(biāo)準(zhǔn)化理念和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計方法應(yīng)用于具體的建筑產(chǎn)品,沒有很好地將標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計與建筑產(chǎn)品的多樣化有機結(jié)合起來,建筑產(chǎn)品設(shè)計沒有體現(xiàn)出標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計理念。
2.標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計模數(shù)沒有統(tǒng)一
目前,很多企業(yè)在積極推進企業(yè)專有的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計,但標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計模數(shù)沒有得到共同的遵循和應(yīng)用,沒有形成行業(yè)共同認(rèn)可和遵循的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計模數(shù),標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計模數(shù)的統(tǒng)一還需要進一步研究和發(fā)展。
3.標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計沒有前置到方案設(shè)計的伊始
標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計是設(shè)計理念和原則,需要從方案設(shè)計階段即開始進行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計,方案階段的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計是后續(xù)施工圖的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計和構(gòu)配件標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的前提,如果沒有方案階段的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計,則平面、立面就很難標(biāo)準(zhǔn)化,則后續(xù)的柱網(wǎng)柱距、墻寬墻高、梁寬梁高等具體構(gòu)件就難以標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計。
4.標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計沒有貫通到構(gòu)配件設(shè)計的終端
標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計沒有深入到鋼筋配筋的直徑、間距和部品部件的模數(shù)與定位。通過以往的設(shè)計反映,在具體實施過程中,由于開發(fā)商對相應(yīng)指標(biāo)的過度控制,致使結(jié)構(gòu)設(shè)計師的對結(jié)構(gòu)配筋“精打細(xì)算”,同一根梁或柱截面,經(jīng)常會有兩種乃至兩種以上類型直徑鋼筋搭配使用,在整個結(jié)構(gòu)體系設(shè)計上,亦沒有通盤考慮構(gòu)件尺寸和配筋的標(biāo)準(zhǔn)化,則在后續(xù)的原材料購買、材料配料加工、鋼筋綁扎等一系列工作中憑添較多的人工甄別、歸類、多次處理等工作量,比如:不同直徑鋼筋需要管理鏈條上的相關(guān)工作人員進行甄別、細(xì)分、歸類和明確,原本批量化的加工方式則變成了不同型號或直徑鋼筋的散量加工,不能體現(xiàn)出工業(yè)化生產(chǎn)的特征和優(yōu)勢。
5.缺乏可行的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計方法
當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計沒有得到很好應(yīng)用的主要原因即是缺乏可執(zhí)行體系完善的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計方法,標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計還往往停留在理念和原則的層面,很多設(shè)計師結(jié)合實際工程項目很難將理念、原則通過程序化的技術(shù)方法加以應(yīng)用,體現(xiàn)出來的即是標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計不系統(tǒng)、不全面、不徹底、不深入。
(三)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的技術(shù)方法
通過大量的工程實踐和總結(jié)提煉,標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計通過平面標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、立面標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、構(gòu)配件標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、部品部件標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計四個標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計來實現(xiàn)。平面標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計,是基于有限的單元功能戶型通過協(xié)同邊的模數(shù)協(xié)調(diào)組合成平面多樣的戶型平面;立面標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計,通過立面元素單元外圍護、陽臺、門窗、色彩、質(zhì)感、立面凹凸等不同的組合實現(xiàn)立面效果的多樣化;構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計,在平面標(biāo)準(zhǔn)化和立面標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的基礎(chǔ)上,通過少規(guī)格、多組合設(shè)計,提出構(gòu)件一邊不變,另一邊模數(shù)化調(diào)整的構(gòu)件尺寸標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計,在此基礎(chǔ)上,提出鋼筋直徑、間距標(biāo)準(zhǔn)化合計;部品部件標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計,在平面標(biāo)準(zhǔn)化是立面標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計基礎(chǔ)上,通過部品部件的模數(shù)化協(xié)調(diào),模塊化組合,匹配戶型功能單元的標(biāo)準(zhǔn)化。以下以住宅為例介紹標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的技術(shù)方法。
1.平面標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計技術(shù)
(1)模塊組合戶型標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計。戶型標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計通過模塊化的設(shè)計方法,明確有限的、通用的標(biāo)準(zhǔn)化戶型模塊。戶型模塊包括:衛(wèi)生間、廚房、餐廳、客廳、臥室等基本模塊。
(2)確定平面標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)調(diào)模數(shù)和規(guī)則。相同基本戶型下,制定開間不變、進深在一定基礎(chǔ)上,以一定模數(shù)進行延伸擴展的設(shè)計方法。
(3)邊界協(xié)同的系列基本戶型平面標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計。在基本戶型明確基礎(chǔ)上,明確不同戶型下的某一邊為同尺寸,作為模塊與模塊之間的通用邊界,便于模塊間的協(xié)同拼接。通過基本戶型模塊之間按照通用協(xié)同邊界進行組合,與公共空間模塊(包括走廊、樓梯、電梯等基本模塊)進行組合,確定多種基本平面形狀,形成不同的個性化平面。
2 .立面標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計技術(shù)
(1)飾面多樣、模數(shù)化的外圍護墻板標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計。通過預(yù)制外墻板不同飾面材料展現(xiàn)不同肌理與色彩的變化,飾面運用裝飾混凝土、清水混凝土、涂料、面磚或石材反打,通過不同外墻構(gòu)件的靈活組合,基本裝飾部品可變組合,實現(xiàn)富有工業(yè)化建筑特征的立面效果。
(2)窗墻比、門窗比控制下立面分格、排列有序的門窗標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計,在采光、通風(fēng)、窗墻比控制條件下,調(diào)節(jié)立面分格、門窗尺寸、飾面顏色、排列方式、韻律特征,呈現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、多樣化的門窗圍護體系。
(3)凹凸有致、錯落有序、等距控制的預(yù)制空調(diào)板、陽臺組合設(shè)計通過一形、L形、U形等標(biāo)準(zhǔn)化陽臺形式,進行基本單元的凹凸擴展、組合擴展,形成豐富多樣的空調(diào)板、陽臺的立面設(shè)計。
3.構(gòu)配件及鋼筋籠標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計技術(shù)
(1)基于功能單元的構(gòu)件尺寸模數(shù)協(xié)調(diào)設(shè)計。針對基本功能單元模塊(客廳、臥室、廚房、衛(wèi)生間),運用最大公約數(shù)原理,按照模數(shù)協(xié)調(diào)準(zhǔn)則、通過整體設(shè)計下的構(gòu)件尺寸歸并優(yōu)化設(shè)計,實現(xiàn)構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計,便于模具標(biāo)準(zhǔn)化以及生產(chǎn)工藝和裝配工法標(biāo)準(zhǔn)化。
(2)構(gòu)件鋼筋籠的標(biāo)準(zhǔn)化深化設(shè)計技術(shù)。 在構(gòu)件外形尺寸標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)上進行鋼筋籠標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計:統(tǒng)一鋼筋位置、鋼筋直徑和鋼筋間距。并建立系列標(biāo)準(zhǔn)化、單元化、模塊化鋼筋籠,實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化加工。
(3)埋件、配件的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計技術(shù)。對于預(yù)埋在結(jié)構(gòu)主體內(nèi)的預(yù)埋件進行其型號、規(guī)格、空間位置進行符合統(tǒng)一模數(shù)和規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計,便于在后續(xù)生產(chǎn)和施工過程中工人對預(yù)留預(yù)埋進行標(biāo)準(zhǔn)化操作,提高效率和精度。
4.部品部件標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計技術(shù)
(1)廚房部品標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計。以烹飪、備餐、洗滌和存儲廚房標(biāo)準(zhǔn)化功能單元模塊為基礎(chǔ),通過模數(shù)協(xié)調(diào)和模塊組合,滿足多種戶型的空間尺寸需求,實現(xiàn)廚房部品的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計。
(2)衛(wèi)生間部品標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計。以洗漱、淋浴、盆浴、如廁衛(wèi)生間標(biāo)準(zhǔn)化功能單元模塊為基礎(chǔ),通過模數(shù)協(xié)調(diào)和模塊組合,滿足多種戶型的空間尺寸需求,實現(xiàn)衛(wèi)生間部品的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計。
標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、模數(shù)化、模塊化是工業(yè)化的基礎(chǔ),在設(shè)計過程中,通過建筑模數(shù)協(xié)調(diào)、功能模塊協(xié)同、套型模塊組合形成一系列既滿足功能要求,又符合裝配式建筑要求的多樣化建筑產(chǎn)品。
二、工廠化制造
(一)工廠化制造的重要性
新時期下建筑業(yè)在人工紅利逐步淡出的背景下,為了持續(xù)推進我國城鎮(zhèn)化建設(shè)的需要,必須通過建造方式的轉(zhuǎn)變,通過工廠化制造取代人工作業(yè),大大減少對工人的數(shù)量需求,并降低勞動強度。
建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的明顯標(biāo)志就是構(gòu)配件工廠化制造,建造活動由工地現(xiàn)場向工廠轉(zhuǎn)移,工廠化制造是整個建造過程的一個環(huán)節(jié),需要在生產(chǎn)建造過程中與上下游相聯(lián)系的建造環(huán)節(jié)有計劃地生產(chǎn)、協(xié)同作業(yè)。一體化建造的特征之一就是專業(yè)分工、相互協(xié)同,系統(tǒng)集成。工廠化生產(chǎn)是生產(chǎn)建造過程中一個環(huán)節(jié)之一,需要統(tǒng)一在一體化設(shè)計的整體系統(tǒng)中進行批量化、自動化制造。在一體化建造系統(tǒng)下,工廠生產(chǎn)環(huán)節(jié)與現(xiàn)場建造環(huán)節(jié)在技術(shù)上、管理上、空間上、時間上進行深度協(xié)同和融合。
現(xiàn)場手工作業(yè)通過工廠機械加工來代替,減少制造生產(chǎn)的時間和資源,從而節(jié)省資源;機械化設(shè)備加工作業(yè)相對于人工作業(yè),不受人工技能的差異而導(dǎo)致的作業(yè)精度和質(zhì)量的不穩(wěn)定,從而實現(xiàn)精度可控、精準(zhǔn),實現(xiàn)制造品質(zhì)的提高;工廠批量化、自動化的生產(chǎn)取代于人工單件的手工作業(yè),從而實現(xiàn)生產(chǎn)效率的提高;工廠化制造實現(xiàn)了場外作業(yè)到室內(nèi)作業(yè)的轉(zhuǎn)變,從高空作業(yè)到地面作業(yè)的轉(zhuǎn)變,改變了現(xiàn)有的作業(yè)環(huán)境和作業(yè)方式,也規(guī)避了由于受自然環(huán)境的影響而導(dǎo)致的現(xiàn)場不能作業(yè)或作業(yè)效率低下等問題,體現(xiàn)出工業(yè)化建造的特征。
(二)工廠化制造的現(xiàn)狀和問題
1.工廠化制造的標(biāo)準(zhǔn)化程度低
工廠化制造是一體化建造的關(guān)鍵環(huán)節(jié),加工產(chǎn)品需要滿足標(biāo)準(zhǔn)化要求。目前工廠化制造的產(chǎn)品還難以形成標(biāo)準(zhǔn)化和體系化。比如:預(yù)制構(gòu)件類型較多,規(guī)格尺寸變化復(fù)雜;鋼筋加工還存在大量現(xiàn)場下料加工的情況,沒有通過在工廠設(shè)備進行一體化、批量化的放料加工。
2.工廠化制造的自動化水平低
建筑構(gòu)配件在工廠生產(chǎn)過程中,其生產(chǎn)工藝還不夠成熟和完善,機械化、自動化的生產(chǎn)設(shè)備還不夠完備,在生產(chǎn)制造過程中,還存在大量的人工干預(yù)、手工作業(yè),作業(yè)工序間的銜接性、連貫性不夠,導(dǎo)致生產(chǎn)系統(tǒng)的整體自動化水平較低、生產(chǎn)效率偏低,沒有達到工廠化制造應(yīng)有的水平。
3.工廠化制造的信息化應(yīng)用程度低
工廠化生產(chǎn)的信息化應(yīng)用還存在碎片化、單機操作等情況,基于BIM的工廠生產(chǎn)計劃排產(chǎn)、物料管理、堆場管理、質(zhì)量管理、進度管理、運輸協(xié)同管理、施工協(xié)同管理等還沒有形成完善的軟件系統(tǒng),不能指導(dǎo)應(yīng)用生產(chǎn);另一方面,在工廠化設(shè)備制造過程中,信息化數(shù)據(jù)還不能直接導(dǎo)入工廠生產(chǎn)設(shè)備進行智能化控制和制造,由于數(shù)據(jù)格式的不統(tǒng)一,生產(chǎn)設(shè)備的PLC系統(tǒng)還不能自動識別BIM的設(shè)計信息數(shù)據(jù)格式,不能直接加工生產(chǎn),還需要人工進行對加工信息進行整理和匯總,再通過工作人員進行設(shè)備的數(shù)據(jù)錄入,進行生產(chǎn),一是浪費人力和時間,二是在大量的數(shù)據(jù)讀取、翻譯、整理、匯總和錄入過程中,任何一個環(huán)節(jié)都容易導(dǎo)致信息的不對稱或失真,影響加工的精度和效率。
4.工廠化制造與現(xiàn)場建造的協(xié)同度低
工廠化生產(chǎn)的產(chǎn)品要在現(xiàn)場進行集成建造,為保證建造的系統(tǒng)性和集成性,工廠生產(chǎn)需要與現(xiàn)場施工從技術(shù)和管理兩個層面進行有效協(xié)同。技術(shù)上需要保證構(gòu)配件產(chǎn)品與現(xiàn)場施工部位的連接接口的吻合,從尺寸上、位置上、性能上滿足現(xiàn)場施工要求;管理上需要保證構(gòu)配件生產(chǎn)的總體安排和進度與現(xiàn)場施工的總體安排和進度進行有效協(xié)同,現(xiàn)場建造的管理信息與工廠生產(chǎn)管理信息實時共享、協(xié)同工作。
(三)工廠化制造的技術(shù)方法
1.工廠化生產(chǎn)工藝布局技術(shù)
工廠化制造區(qū)別于現(xiàn)場建造,有其自身的科學(xué)性和特點,制造工藝工序需要滿足流水線式的設(shè)計,銜接有序的工藝設(shè)計,滿足生產(chǎn)效率和品質(zhì)的最大化要求。需要依據(jù)構(gòu)配件產(chǎn)品的特點和特性,結(jié)合現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備功能特性,按照科學(xué)的生產(chǎn)作業(yè)方式和工序先后順序,以生產(chǎn)效率最大化、生產(chǎn)資源最小化為目標(biāo),以生產(chǎn)節(jié)拍均衡為原則,以自動化生產(chǎn)為前提,對生產(chǎn)設(shè)備、工位位置、工人操作空間、物料通道、構(gòu)件、配件、部品件、配套模具工裝等進行布局設(shè)計。
2.工廠化生產(chǎn)的自動化制造關(guān)鍵技術(shù)
工廠化生產(chǎn)通過機械設(shè)備的自動化操作代替人工進行生產(chǎn)加工,流水化作業(yè),提高自動化水平。以結(jié)構(gòu)構(gòu)件為例,根據(jù)其生產(chǎn)工藝,確定定位劃線、鋼筋制作、鋼筋籠與模具綁扎固定、預(yù)留預(yù)埋安放、混凝土布料、預(yù)養(yǎng)護、抹平、養(yǎng)護窯養(yǎng)護、成品拆模等工位,在工序化設(shè)置的基礎(chǔ)上,通過設(shè)備的自動化作業(yè)取代人工操作,滿足自動化生產(chǎn)需求。
3.工廠化生產(chǎn)的管理技術(shù)
工廠化生產(chǎn)處于建造過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),需要有完善的生產(chǎn)管理體系,保證生產(chǎn)的運行。工廠化生產(chǎn)管理系統(tǒng),需要建立與生產(chǎn)加工方式相對應(yīng)的組織架構(gòu)體系,組織架構(gòu)體系的設(shè)置一方面需要保證各相關(guān)部門高效運營、信息對稱,高效生產(chǎn);另一方面需要與設(shè)計、施工方的組織架構(gòu)體系有很好地銜接,能保證設(shè)計、生產(chǎn)、施工的整個組織管理體系是一個完整系統(tǒng)的組織體系。
4.工廠化生產(chǎn)的信息化技術(shù)
未來建筑業(yè)的發(fā)展趨勢是信息化與工業(yè)化的高度融合,工廠化生產(chǎn)在結(jié)合機械化操作的基礎(chǔ)上必須通過信息化的技術(shù)手段實現(xiàn)自動化,信息化技術(shù)的應(yīng)用又分為技術(shù)和管理兩個層面的應(yīng)用。技術(shù)層面主要是通過加工產(chǎn)品的設(shè)計信息能被工廠生產(chǎn)設(shè)備自動識別和讀取,實現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備無需人工讀取圖紙信息再錄入設(shè)備進行加工,直接進行信息的精準(zhǔn)識別和加工,提高加工精度和效率;另一方面,在信息化管理方面,實現(xiàn)工廠內(nèi)部管理部門在統(tǒng)一信息管理系統(tǒng)下進行運行,信息共享、協(xié)同工作,保證生產(chǎn)管理系統(tǒng)的協(xié)同運作,各個部門在工廠信息管理系統(tǒng)下進行信息的共享,信息自動歸并和統(tǒng)計,提高管理效率。另一方面便于設(shè)計方、施工方了解生產(chǎn)狀態(tài),實現(xiàn)設(shè)計、生產(chǎn)、裝配的協(xié)同。
三、裝配化施工
(一)裝配化施工的重要性
1.裝配化施工可以減少用工需求,降低勞動強度
裝配化建造方式可以將鋼筋下料制作、構(gòu)配件生產(chǎn)等大量工作在工廠完成,減少現(xiàn)場的施工工作量,極大地減少了現(xiàn)場用工的人工需求,降低現(xiàn)場的勞動強度,適應(yīng)于我國建筑業(yè)未來轉(zhuǎn)型升級的趨勢和人工紅利淡出的客觀要求。
2.裝配化施工能夠減少現(xiàn)場濕作業(yè),減少材料浪費
裝配化建造方式一定程度上減少了現(xiàn)場的濕作業(yè),減少了施工用水、周轉(zhuǎn)材料浪費等等,實現(xiàn)了資源節(jié)省。
3.裝配化施工減少現(xiàn)場揚塵和噪音,減少環(huán)境污染
裝配化建造方式通過機械化方式進行裝配,減少現(xiàn)場傳統(tǒng)建造方式揚塵、混凝土泵送噪音和機械噪音等等,減少環(huán)境污染。
4.裝配化施工能夠提高工程質(zhì)量和效率
通過大量的構(gòu)配件工廠化生產(chǎn),工廠化的精細(xì)化生產(chǎn)實現(xiàn)了產(chǎn)品品質(zhì)的提升,結(jié)合現(xiàn)場機械化、工序化的建造方式,實現(xiàn)了裝配式建造工程整體質(zhì)量和效率提升。
(二)裝配化施工的現(xiàn)狀與問題
1.裝配化施工的技術(shù)工法體系不完善
現(xiàn)有的裝配化技術(shù)體系還不完善,傳統(tǒng)現(xiàn)澆施工與裝配化施工并行,工序化的工法還沒有成形,同一工作面下,裝配施工和現(xiàn)澆施工的工序先后順序、工作面交接條件,資源的協(xié)同利用等等還沒有形成完善的技術(shù)工法體系。
2.裝配化施工技術(shù)的集成度不高
一體化建造的精髓在于產(chǎn)品的系統(tǒng)性和完整性,裝配化結(jié)構(gòu)施工是部分內(nèi)容,還有機電裝配化和裝飾部品裝配化,結(jié)構(gòu)、機電、門窗、裝飾部品的集成化裝配程度還不夠高。
3.裝配化的機械化技術(shù)應(yīng)用程度不高
現(xiàn)有的機械化裝配,其機械化設(shè)備還停留在傳統(tǒng)施工的機械設(shè)備層面,塔吊、泵車等,還滿足不了未來建筑業(yè)關(guān)于一體化建造中施工環(huán)節(jié)的機械化設(shè)備的應(yīng)用要求。
(三)裝配化施工的技術(shù)方法
1.建立并完善裝配化施工技術(shù)工法
在設(shè)計階段優(yōu)化利于節(jié)省人工用工、節(jié)省資源,避免工作面交叉、便于機械化設(shè)備應(yīng)用、便于人工操作、利于現(xiàn)場施工的技術(shù)方法和設(shè)計方案。通過對裝配化施工的工序工法研究,建立結(jié)構(gòu)主體裝配、節(jié)點的連接方式、現(xiàn)澆區(qū)鋼筋綁扎、模板支設(shè)、混凝土澆筑、配套施工設(shè)備和工裝的成套施工工序工法和施工技術(shù)。
2.制定裝配化施工組織方案
在一體化建造體系下,結(jié)合工程特點,制定科學(xué)性、完整性和可實施性的施工組織設(shè)計,施工組織設(shè)計在考慮工期、成本、質(zhì)量、安全、協(xié)調(diào)管理要素要求下,制定相應(yīng)的施工部署、專項施工方案和技術(shù)方案。明確相應(yīng)的構(gòu)配件吊裝、安裝、構(gòu)配件連接等技術(shù)方案,滿足進度要求的構(gòu)配件精細(xì)化堆放和運輸進場方案。
在機械化裝配方式下,安裝機械設(shè)備需要在設(shè)計方案中確定與構(gòu)配件相配套的一系列工具工裝,原則上要滿足資源節(jié)省、人工節(jié)約、工效提高、最大程度地應(yīng)用機械設(shè)備進行操作,選擇配套適宜的塔吊、堆放架體、吊裝安裝架體、支撐架體、外圍護操作架體等工裝設(shè)備;在質(zhì)量、安全方面明確構(gòu)配件從原材料、生產(chǎn)隱檢、運輸、進場、施工裝配等全過程質(zhì)檢專項方案以及全過程的質(zhì)安管控方案。
一體化建造下的施工環(huán)節(jié),需要在設(shè)計階段,根據(jù)設(shè)計成型的工程項目,根據(jù)工程定額工效和經(jīng)驗,在工程量明確(鋼筋、混凝土)、工期明確、技術(shù)方案明確的條件下,經(jīng)過科學(xué)分析和計算,進一步明確相應(yīng)的模板、支撐架體,產(chǎn)業(yè)工人以及間接資源的投入,做好資源的計劃提前、統(tǒng)一調(diào)配、統(tǒng)一使用,實現(xiàn)資源的統(tǒng)一配套。
3.實行精細(xì)化、數(shù)字化施工管理
精細(xì)化施工體現(xiàn)在時間上的精細(xì)化銜接和空間上的精細(xì)化吻合,時間上需要明確部品部件到現(xiàn)場的時間,以及現(xiàn)場需要吊裝、安裝構(gòu)配件的時間,確定在一定時間誤差下的不同構(gòu)配件的單件吊裝時間、安裝時間、連接時間和相互銜接的實施計劃;空間上做好前后工作面的交接和銜接,工作面是施工的協(xié)同點和交叉點,工作面的銜接有序和合理安排是工程順利推進、工期得以保證的基本環(huán)節(jié),既要保證工作面上支撐架搭設(shè)、構(gòu)配件安裝、鋼筋綁扎、混凝土澆筑的有序穿插,又要保證不同時間段下工作面與工作面的有序銜接和協(xié)同。
四、一體化裝修
(一)一體化裝修的重要性
裝配化建造是一種建造方式的變革,是建筑行業(yè)內(nèi)部產(chǎn)業(yè)升級、技術(shù)進步、結(jié)構(gòu)調(diào)整的一種必然趨勢,其最終目的是提高建筑的功能和質(zhì)量。裝配式結(jié)構(gòu)只是結(jié)構(gòu)的主體部分,它體現(xiàn)出來的質(zhì)量提升和功能提高還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,應(yīng)包含一體化裝修,通過主體結(jié)構(gòu)與裝修一體化建造,才能讓使用者感受到品質(zhì)的提升和功能的完善。
在傳統(tǒng)建造方式中,“毛坯房”的二次裝修要造成很大的材料浪費,甚至有的二次裝修還會造成對主體結(jié)構(gòu)的損傷,會產(chǎn)生大量的建筑垃圾,也會帶來很多質(zhì)量、安全、環(huán)保等社會問題,是一種粗放式的建造方式,與新時代高質(zhì)量發(fā)展要求不相適應(yīng)。故而,需要提高一體化裝修的認(rèn)識,加強一體化裝修的管理,真正實現(xiàn)建筑裝修環(huán)節(jié)的一體化、裝配化和集約化。
(二)一體化裝修的現(xiàn)狀與問題
1.政策推進力度有待加強
目前在國家層面尚未出臺有關(guān)取消“毛坯房”的相關(guān)政策,由于缺乏引導(dǎo)性政策和強制性措施,開發(fā)企業(yè)對開展全裝修積極性不高,推進力度不大。
2.相關(guān)配套政策有待出臺
由于全裝修成本費用計入營業(yè)稅、契稅的征收稅基,增加了購房者的負(fù)擔(dān),提高了商品房價格。
3.質(zhì)量保障措施有待建立
由于裝修材料、部品采購過程不透明,裝修施工過程監(jiān)管不能保證,導(dǎo)致裝修工程存在一定的質(zhì)量隱患,需要建立并完善裝修工程質(zhì)量保障措施。
4.一體化裝修技術(shù)體系有待完善
由于主體結(jié)構(gòu)與室內(nèi)裝修之間在設(shè)計、生產(chǎn)、施工環(huán)節(jié)脫節(jié),造成技術(shù)與管理的“碎片化”,技術(shù)系統(tǒng)化、集成化程度低。因此,要完善一體化裝修技術(shù)體系。
(三) 一體化裝修的技術(shù)方法
一體化裝修區(qū)別于傳統(tǒng)的“毛坯房”二次裝修方式。一體化裝修與主體結(jié)構(gòu)、機電設(shè)備等系統(tǒng)進行一體化設(shè)計與同步施工,具有工程質(zhì)量易控、提升工效、節(jié)能減排、易于維護等特點,使一體化建造方式的優(yōu)勢得到了更加充分地發(fā)揮和體現(xiàn)。一體化裝修的技術(shù)方法主要體現(xiàn)在以下方面:
1.管線與結(jié)構(gòu)分離技術(shù)
采用管線分離,一方面可以保證使用過程中維修、改造、更新、優(yōu)化的可能性和方便性,有利于建筑功能空間的重新劃分和內(nèi)裝部品的維護、改造、更換,另一方面可以避免破壞主體結(jié)構(gòu),更好的保持主體結(jié)構(gòu)的安全性,延長建筑使用壽命。
2.干式工法施工技術(shù)
干式工法施工裝修區(qū)別于現(xiàn)場濕法作業(yè)的裝修方式,采用標(biāo)準(zhǔn)化部品部件進行現(xiàn)場組裝,能夠減少用水作業(yè),保持施工現(xiàn)場整潔,可以規(guī)避濕作業(yè)帶來的開裂、空鼓、脫落的質(zhì)量通病。同時干法施工不受冬季施工影響,也可以減少不必要的施工技術(shù)間歇,工序之間搭接緊湊,提高工效,縮短工期。
3.裝配式裝修集成技術(shù)
裝配式裝修集成技術(shù)是指從單一的材料或配件,經(jīng)過組合、融合、結(jié)合等技術(shù)加工而形成具有復(fù)合功能的部品部件,再由部品部件相互組合形成集成技術(shù)系統(tǒng)。從而實現(xiàn)提高裝配精度、裝配速度和實現(xiàn)綠色裝配的目的。集成技術(shù)建立在部品標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化、模塊化、集成化原則之上,將內(nèi)裝與建筑結(jié)構(gòu)分離,拆分成可工廠生產(chǎn)的裝修部品部件。包括:裝配式內(nèi)隔墻技術(shù)系統(tǒng)、裝飾一體的外圍護系統(tǒng)、一體化的樓地面系統(tǒng)、集成式衛(wèi)浴系統(tǒng)、集成式廚房系統(tǒng)、機電設(shè)備管線系統(tǒng)等技術(shù)。
4.部品部件定制化工廠制造技術(shù)
一體化裝修部品部件一般都是工廠定制生產(chǎn),按照不同地點、不同空間、不同風(fēng)格、不同功能、不同規(guī)格的需求定制,裝配現(xiàn)場一般不再進行裁切或焊接等二次加工。通過工廠化生產(chǎn),減少原材料的浪費,將部品部件標(biāo)準(zhǔn)化與批量化,降低制造成本。
五、信息化管理
(一)信息化管理的重要性
1.信息化管理是一體化建造的重要手段
一體化建造中的信息集成、共享和協(xié)同工作離不開信息化管理。一體化建造的信息化管理主要是指以BIM信息化模型和信息化技術(shù)為基礎(chǔ),通過設(shè)計、生產(chǎn)、運輸、裝配、運維等全過程信息數(shù)據(jù)傳遞和共享,在工程建造全過程中實現(xiàn)協(xié)同設(shè)計、協(xié)同生產(chǎn)、協(xié)同裝配等信息化管理。
2.信息化管理是技術(shù)協(xié)同與運營管理的有效方法
信息化管理可以實現(xiàn)不同工作主體在不同時域下圍繞同一工作目標(biāo),同一信息平臺下,信息及時溝通,保證信息的及時傳遞和信息對稱,提高信息溝通效率和協(xié)同工作效率。企業(yè)管理信息化集成應(yīng)用的關(guān)鍵在于“聯(lián)”和“通”,聯(lián)通的目的在于“用”。企業(yè)管理信息化集成應(yīng)用就是把信息互聯(lián)技術(shù)深度融合在企業(yè)管理的具體實踐中,把企業(yè)管理的流程、技術(shù)、體系、制度、機制等規(guī)范固化到信息共享平臺上,從而實現(xiàn)全企業(yè)、多層級高效運營、有效管控的管理需求。
(二)信息化管理的現(xiàn)狀與問題
信息化技術(shù)應(yīng)用是一體化建造中的不可或缺的技術(shù)和管理手段,信息化管理在應(yīng)用于一體化建造中,主要面臨以下問題:
1.專業(yè)性軟件格式眾多,缺少統(tǒng)一的交互格式
在信息化管理過程中,軟件是必備的載體,國內(nèi)的軟件,出于商業(yè)利益的考慮和缺少相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn),不管是設(shè)計軟件,還是施工軟件、造價軟件、設(shè)備軟件,都自我封閉,有自己的數(shù)據(jù)格式,相互不兼容,其生成的文件不能相互識別,也不能相互導(dǎo)入,這就形成一個個信息孤島,只能局限于單點應(yīng)用,沒有很好地體現(xiàn)出集成性和完整性。
2.缺少設(shè)計、生產(chǎn)、采購、施工一體的信息交互平臺
一體化建造的實現(xiàn)需要設(shè)計、生產(chǎn)、裝配過程的BIM信息技術(shù)應(yīng)用。通過BIM一體化設(shè)計、MES工廠化制造和裝配化施工的應(yīng)用,設(shè)計、生產(chǎn)、裝配環(huán)節(jié)的信息會在項目的實施過程中不斷地產(chǎn)生,沒有相應(yīng)的接口和協(xié)同,會造成傳遞過程中的信息丟失,不能達到協(xié)同的目的。
3.企業(yè)信息化系統(tǒng)應(yīng)用還不成熟
針對一體化建造的信息化系統(tǒng)應(yīng)用,一方面需要打通設(shè)計、生產(chǎn)、裝配的信息鏈條,實現(xiàn)全鏈條的信息共享,另一方面,需要建筑、結(jié)構(gòu)、機電、裝飾部品不同專業(yè)在設(shè)計、生產(chǎn)、裝配過程中各專業(yè)信息實時共享協(xié)同,再則在實施過程中,需要進度、資源、資金、人力等方面管理信息的共享和協(xié)同,需要從企業(yè)層面的資源配置上進行信息化管理。
(三)信息化管理的技術(shù)方法
企業(yè)管理信息化就是將企業(yè)的運營管理邏輯,通過管理與信息互聯(lián)技術(shù)的深度融合,實現(xiàn)企業(yè)管理精細(xì)化,從而提高企業(yè)運營管理效率,進而提升社會生產(chǎn)力。其技術(shù)方法主要體現(xiàn)在以下三個方面:
1.以技術(shù)體系為核心的信息化管理技術(shù)
一體化建造是在建筑技術(shù)體系上,實現(xiàn)建筑、結(jié)構(gòu)、機電、裝修一體化;在工程管理上,實現(xiàn)設(shè)計、生產(chǎn)、施工一體化。要實現(xiàn)兩個一體化建造方式,必須運用協(xié)同、共享的信息化技術(shù)手段,才能更好地實現(xiàn)兩個一體化的協(xié)同管理。因此,信息化技術(shù)手段的應(yīng)用,主要建立在標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)方法和系統(tǒng)化流程的基礎(chǔ)上,沒有成熟、適用的一體化、標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)體系,就難以應(yīng)用信息化技術(shù)手段。
2.以成本管理為主線的信息化管理系統(tǒng)
建設(shè)企業(yè)經(jīng)營管理的對象是工程項目,只有將信息互聯(lián)技術(shù)應(yīng)用到工程項目的管理實踐中,實現(xiàn)生產(chǎn)要素在工程項目上的優(yōu)化配置,才能提高企業(yè)的生產(chǎn)力,才是我們所需要的信息化。工程項目是建筑企業(yè)的利潤來源,是企業(yè)賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。企業(yè)信息化建設(shè)也必須把“著力點”放在工程項目的成本、效率和效益上,因為它是企業(yè)持續(xù)生存發(fā)展的必要條件。所以說,項目管理是建設(shè)企業(yè)管理的基石,成本管理是項目管理的根本,項目過程管理要以成本管控為主線。這就需要企業(yè)嚴(yán)格管理、科學(xué)管理、高效管理,而企業(yè)管理信息化的過程就是通過信息互聯(lián)技術(shù)的應(yīng)用,使企業(yè)管理更加精細(xì)、更加科學(xué)、更加透明、更加高效的過程。
3.滿足企業(yè)多層級管理的高效運營和有效管控的集成平臺
企業(yè)管理信息化集成應(yīng)用的關(guān)鍵在于“聯(lián)”和“通”,聯(lián)通的目的在于“用”。企業(yè)管理信息化集成應(yīng)用就是把信息互聯(lián)技術(shù)深度融合在企業(yè)管理的具體實踐中,把企業(yè)管理的流程、體系、制度、機制等規(guī)范固化到信息共享平臺上,從而實現(xiàn)全企業(yè)、多層級高效運營、有效管控的管理需求。企業(yè)管理信息化集成應(yīng)用,應(yīng)實現(xiàn)以下五個“互聯(lián)互通”的目標(biāo):
一是,企業(yè)上下互聯(lián)互通。就是要實現(xiàn)“分級管理,集約集成”?!胺旨壒芾怼敝笍钠髽I(yè)總部到項目實行分層級管理;“集約集成”指由底層項目產(chǎn)生的數(shù)據(jù),根據(jù)從項目部到企業(yè)總部各個管理層級在成本管理方面的需求,各個層級中集約集成匯總。
二是,商務(wù)財務(wù)資金互聯(lián)互通。就是要實現(xiàn)項目商務(wù)成本向財務(wù)數(shù)據(jù)的自動轉(zhuǎn)換。商務(wù)數(shù)據(jù)向財務(wù)數(shù)據(jù)和資金支付的自動轉(zhuǎn)換過程,應(yīng)在項目的管控單位(子公司)實現(xiàn),而非只在項目上實現(xiàn)。
三是,各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)互聯(lián)互通。企業(yè)管理標(biāo)準(zhǔn)化與信息化的融合,就要建立企業(yè)信息化系統(tǒng)的“主干”,也就是建立貫穿全企業(yè)的成本管理系統(tǒng)。最終實現(xiàn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的互聯(lián)互通,進入“管理集成信息化”的發(fā)展階段。
四是,線上線下互聯(lián)互通。就是要通過“管理標(biāo)準(zhǔn)化,標(biāo)準(zhǔn)表單化,表單信息化,信息集約化”的路徑,不斷簡化管理,最終實現(xiàn)融合。系統(tǒng)所用的語言、所涉及的流程,都必須與實際相符合,軟件開發(fā)不能站在IT的角度,而需要站在實際管理業(yè)務(wù)工作的需求上。
五是,上下產(chǎn)業(yè)鏈條互聯(lián)互通。上下產(chǎn)業(yè)鏈條互聯(lián)互通,就是要充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)思維,用“互聯(lián)網(wǎng)+”的手段,去掉中間環(huán)節(jié),實現(xiàn)建造全過程的連通。比如:技術(shù)的協(xié)同、產(chǎn)品的集中采購,通過信息技術(shù)將產(chǎn)業(yè)鏈條上的各環(huán)節(jié)相互協(xié)同,實現(xiàn)高效運營。
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