薛 兆 明

(中国建筑设计院有限公司，北京 100000)



BIM技术在住宅产业化中的应用探讨

薛 兆 明

(中国建筑设计院有限公司，北京 100000)

对国内外住宅产业化现状进行了对比分析，从经济、技术、国情等多个方面深入挖掘了我国住宅产业化中遇到的机遇和挑战，同时，紧跟建筑行业BIM趋势，从发展历程、行业规范、技术基础等多个方面深入分析了我国住宅产业化BIM技术应用的问题所在，并从模块化、可持续、标准化等方面给出了建议。

BIM技术，住宅，产业化

1 背景

2010年我国房屋建筑施工面积70.06亿m2，竣工面积26亿m2。未来几年，仍将以每年16亿m2～20亿m2的速度增加。但是，无论是我国400亿m2的建筑存量，还是在每年的增量中，都仍有95%的建筑属于高耗能建筑。《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》中明确地提出了“建筑业要推广绿色建筑、绿色施工，着力用先进建造、材料、信息技术优化结构和服务模式。加大淘汰落后产能力度，压缩和疏导过剩产能”的要求。这对于“高能耗、高污染、低效率”的建筑业和建筑工程设计行业提出了严峻的挑战。

1)BIM简述。

采用建筑信息模型(Building Information Modeling，简称BIM)设计方法是近年来国际上一项引领建筑设计走向信息化更高层次的新技术，是继从手工绘图转向电脑绘图之后的又一次建筑业的技术变革。BIM是信息模型在建筑行业的具体应用，是创建并利用数字化模型对建设项目进行设计、建造和运营管理的过程和方法，并贯穿于建筑的全生命周期。

2)住宅产业化简述。

自二十世纪五六十年代起，受当时工业化进程的影响，建筑行业开始尝试用工业化的方式来生产住宅。这种模式能够在很大程度上提高生产效率和住宅产品的质量。其特征表现为构件生产工厂化、机械化施工和科学化的组织管理。

2 国内外BIM发展现状

2.1 国外BIM技术在住宅产业化中的应用现状分析

1)国外住宅产业化的发展可以说开始于二战之后，经过半个多世纪的发展，住宅产业化目前在日本、美国、欧洲等发达国家的普及率日益提高，几乎成为了地产行业发展的主流。工业化生产方式是一种将传统现场施工转为制造装配的业务策略，目的是降低成本，节约时间，提高质量。国外BIM技术发展较为成熟，已经可以作为住宅产业化发展的主要动力，从设计方案、制造需求、安装需求这三个角度结合成为住宅产业化的主要技术支撑。

2)以瑞典为例，瑞典的建筑商目前已经完成了现场化施工(On-site production)到工业化预制的模式转型。自1990年到2002年以来，瑞典近74%的家庭独立式住宅是通过工业化住宅的模式生产出来的。住宅产业化和BIM技术的结合发展模式也日趋成熟，采用BIM技术结合离散事件模拟(DES)的技术，共同为项目提供包含造价及工程计划信息的建筑信息模型。

根据瑞典在发展基于BIM的住宅产业化道路上，我们可以得到以下经验:

a.制定BIM在住宅产业化设计中的应用标准；

b.制定工业化住宅的设计、制造、装配的行业标准；

c.建筑企业要制定出住宅产品名录供客户选择，更好的迎合市场需求；

d.建筑企业指定的产品平台要共享给设计、生产、施工、销售等建设利益相关部门。

2.2 国内BIM技术在住宅产业化中的应用现状分析

目前我国的住宅工业化生产体系尚未成型，缺乏行业规范,虽在PC，SI关键技术上取得了部分进展，但总体来说标准化、通用化水平仍旧很低，住宅的建造方式仍旧以半机械半人工的现场施工为主，并不能满足大规模工业生产的需求。

在住宅产业化领域的应用，主要还是集中在设计阶段和较少数项目中，在住宅施工和后期运维方面则仍处在尝试和观望阶段。截止到2012年年底，万科累计交付工业化住宅701万m2，2012年新开建工业化住宅面积272.29万m2，占其总建设面积18.5%。其中，与传统住宅相比，工业化住宅每平方米能耗降低20%，水耗降低63%，木模板节省87%，建筑垃圾减少91%。这样的成果来源于对数据的精确管理，随时在线、随时计量的实时性。可以看出，BIM对于地产企业乃至整个住宅行业的推动意义，在于能够实现工程产品的数据化。

目前来看，BIM技术已经成为了我国住宅产业化的必经道路，这需要政府、业主方、设计院、施工方以及销售部门等全行业共同制定出正确的、适应我国国情的规程制度。

3 国内外BIM技术在住宅产业化中的应用差异

3.1 国内住宅产业化基础落后

我国受到生产方式、技术水平和推行政策等多方面的限制，从20世纪80年代才开始尝试预制构件的生产，而由于生产工艺落后，在“大板楼”等工业化住宅尝试中出现了生产、施工等多方面不合格的现象，这又一度导致预制技术退出住宅市场，所以总体来看，我国的住宅产业化基础较弱，技术落后于发达国家长期发展工业化住宅的设计体系。

3.2 工业化程度尚不足以支撑BIM技术

住宅产业化推行的基础之一，即住宅的大规模生产，而这要依靠强有力的工业化基础来完成。根据美国经济学家霍利斯·钱纳里(Hollis·B·Chenery)的“标准结构”理论而言，工业化程度可分为初期、中期、后期三个时期，按此标准，美国完成工业化并进入后工业化阶段的时间是1955年，当年工业(不包括建筑业)比重为39.1%，达到最高值。据国家统计局统计，我国2013年人均GDP约为6 767美元，对照霍利斯的多国模型对工业经济发展阶段的划分表，可以看出我国仍处于工业化中级阶段到高级阶段的增长过程中。由于工业生产工艺尚不足以承载BIM技术的高精度建筑附属信息，所以说目前我国的工业化程度尚不足以支撑产业化的工业住宅生产。

3.3 劳动力资源充足和BIM技术的矛盾

通过学习西方的住宅产业化经验，我们可以看出，无论是因为发展初期的劳动力缺失，还是目前的人口限制，发达国家的住宅产业化道路都受到人力资源因素的影响。澳大利亚房屋研究协会在我国进行交流时曾表示，“澳大利亚的住宅产业化可以说是受到建筑工人的工资水平推动，要想降低人工费，压缩成本，提高竞争力，就一定要走产业化道路。凡是在施工现场能分解出来的部件，就用工业化生产线来完成，从而减轻劳动强度，缩减工期，保证质量。”而我国的人力资源充足，对人力成本的降低意愿并不高,推行BIM技术的成本反而更高。

3.4 标准化体系尚不健全限制BIM技术发展

BIM技术在其产业化进程中除了为某单一利益相关方提供技术便利，更重要的是让信息在多方之间完成无缝连接，这种无缝连接是依靠标准化的传递体系来完成的，而我国目前由于缺乏标准化体系，BIM项目成果最终形式没有统一规定，造成行业内的使用混乱，不利于BIM与住宅产业化的相互推进。

4 BIM是实施住宅产业化落地的有效途径

BIM技术能够满足在全寿命周期的各个不同阶段中，项目的各利益相关者都可以在其中提取、插入、更新和修改项目信息来达到完成各方职责的要求，可以从以下几个方面分析BIM在住宅产业化应用中的优势。

4.1 通用住宅设计体系/模块化设计

由于民用住宅某些程度上可以视为简单地单元重复，房型简单的特点决定它可以模块化设计。以人为本的设计理念，要求我们在设计过程中可以通过家庭结构、年龄占比以及职业需求等来考量人的需求，辅助以模块化设计理念来针对不同住户设计出通用化、一般化的住宅空间。这种通用住宅设计的理念恰恰迎合BIM建模的工作模式，可以通过BIM软件建立标准化的空间，进而拼装成空间体系。

4.2 可持续分析

在住宅市场竞争愈发激烈的同时，客户体验也显得至关重要。住宅产品附属的居住体验、运维服务，都决定着住宅产业化的市场推广效果。基于BIM平台的可持续性分析，能够利用日照、采光、能耗、结构等分析手段，整体提高住宅在全寿命周期内的使用体验，提升住宅性能。

4.3 住宅构配件生产、装配过程标准化

住宅产业化的实现，要求住宅建筑设计标准化、工业生产标准化。在通用住宅设计体系中，通过BIM进行设计并指导生产，可以精确地把握构配件特征，得到统一标准的预制梁板柱、门窗、家具等。而进行到施工装配，BIM则可以通过与限定值的产品目录，指导构件的装配位置、装配顺序，最终确保在缩短工期的前提下，住宅工程质量得到提高。所以说BIM平台的应用与住宅产业化相关标准的制定也是相辅相成的。

4.4 基于BIM的4D,5D分析

利用BIM可以将建筑、结构、机电、暖通等众多专业集成为协同设计体系。进一步通过管线碰撞检查等，在施工前就解决现场可能出现的冲突和碰撞。避免人力、物力以及时间上的损失，达到优化乃至无错设计。而在4D模拟施工阶段，可以把整个工程现场在虚拟模型中描述出来，进行分析模拟。调整施工方案，减少施工过程中的返工次数，避免资源浪费，同时达到提高住宅质量的双赢效果。

在4D施工模拟的基础上，增加经济成本维度的数据，建立5D模型，实现精细化的预算和项目成本可视化统计。对所有构配件进行准确估算，实现精确地造价控制，即限额设计。

5 结语

BIM是最利于工业化住宅技术发展的土壤，也是面向我国建筑行业，创新现代服务模式，研究建筑设计行业以BIM技术在住宅产业化设计中的应用技术，通过项目BIM技术应用实践，探讨建筑行业向绿色、环保、低碳方向发展的方案途径。

所以说，住宅产业化与BIM技术的目的一致，相辅相成，相互促进。住宅产业化是住宅市场发展趋势，BIM技术是实施平台。

[1]何关培，王轶群，应宇垦.BIM总论.北京：建筑工业出版社，2011.

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[7]勒·柯布西耶.光辉城市.金秋野，王又佳，译.北京：中国建筑工业出版社，2011.

The application discussion of BIM technology in housing industrialization

Xue Zhaoming

(ChinaArchitecturalDesignInstituteLimitedCompany,Beijing100000,China)

This paper made contrast analysis on the domestic and foreign housing industrialization situation, in-depth excavation of the opportunities and challenges in our housing industrialization from economic, technical and national conditions and other aspects, at the same time, closely follow the trend of BIM in construction industry, from the development process, industry standards, technology infrastructure and other aspects in-depth analyzed the China’s housing industrialization BIM technology application, and put forward suggestions from the module, sustainable, standardization.

BIM technology, housing, industrialization

1009-6825(2015)21-0005-02

2015-05-13

薛兆明(1983- )，男，建筑师

PS319

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