张云峰 邹敏 孙超 羿倩 王鑫

摘 要：我国为了贯彻可持续发展的理念，装配式建筑成为整个建筑行业发展的必然趋势。本文通过阐述装配式建筑的概念以及国外装配式建筑的发展历程，对国内的装配式建筑优缺点及其发展的优势和阻碍进行分析，并且通过结合目前大数据云计算技术 和BIM等技术的应用对中国建筑业装配式建筑的未来发展趋势进行预测。

关键词： 装配式；BIM；云计算；建筑；发展趋势

一、绪论

改革开放40年以来，建筑业仍然是采用劳动密集的现场生产的建造方式。由于能源短缺和劳动力短缺，传统的生产模式已不能满足现代的发展要求。而且企业之间的竞争往往是在低层次的价格竞争上，致使建筑产品竞争力的发展空间逐渐缩小，传统生产管理模式下的建筑行企业的优势正在失去，因此，如何进行转型升级，提高施工企业竞争力是一个亟待解决的重要问题。

预制建筑将改变传统建筑的落后生产方式。在安全生产方面，预制建筑可以完全控制整个施工过程，减少安全隐患；在建筑质量方面，可以解决传统建筑方法中的泄漏，精度差等问题，确保工程工程的质量和安全；在施工进度方面，预制建筑可以大大缩短施工期，不受季节恶劣天气的影响；在成本方面，建筑过程中通过大数据分析和BIM5D平台跟踪进度进行成本控制从而减少总投资。

（一）装配式建筑的概念

随着现代工业技术的发展，人们为了提高建筑的生产效率和品质，把在施工现场外预制好的构件运往工地，组装，使房屋可以像机器生产一样批量生产，这就是预制建筑的概念。

（二）日本装配式建筑的发展经验

作为一个亚洲国家，日本的预制建筑是世界领先者。它在预制建筑中的发展实现了跨越式发展，日本在20世纪中期首次提出了预制建筑的概念。当时由于劳动力短缺，而住房需求却激增，在这种情况下考虑了装配式建筑。

从1950年到1973年，它是日本預制建筑发展的开始，基本满足了住房需求。这为他们提供了住房的保障，住宅的类型从低价追求型发展为规格量产型。同时，日本通过立法确保混凝土构件的质量，并制定了一系列标准政策，逐步形成统一的模块化标准。它解决了标准化，大规模生产和多样化需求之间的矛盾，进入了良性循环的发展轨道。1973 - 1985年是日本预制建筑的高级时期，其标准已经不能满足新时代人们的需求。人们的基本住房需求提升了，要求住房美观，功能齐全，设备完善的房屋建筑。从1985年往后日本的装配式建筑已趋向于完善阶段，随着人们对高质量的住房要求，日本推出了高效率，空间内部可变的装配式结构，同时向着资源循环利用、绿色环保的方向发展。

日本建筑物的层数越多，工厂预制的比例越高。小于九层的住宅，全部现浇的方式来建造；不高于20层的住宅，会用半预制；如果超过20层，将包括所有预制梁和柱。其原因在于考虑到模板的使用和成本的控制，日本预制混凝土结构不是纯粹的制造结构。现浇处理应用于关键框架梁柱节点和板坯叠加层，这不仅增加了结构的完整性，它解决了 HVAC，供水和排水系统以及电气系统等建筑和设备的要求。

（三）我国发展装配式面临的问题

1.政府政策漏洞

虽然发展装配式建筑早在前几年就已经得到了政府的支持，但是由于发展还不太成熟，政府的一些决策并不和装配式建筑的发展相吻合。其一，预制混凝土构件作为商品在经销的过程中，政府需要对其进行征税且税收较高，导致原材料的成本与其他材料相比并不占绝对优势，对发展装配式建筑也是一种阻碍。其二，政府对装配式建筑的管理并未形成一套规范的管理体系，导致装配式的各个阶段都是独立存在，并不能形成有效集中管理。

2.成本较高

制造预制建筑物中每个部件的成本很高。其中许多机械需要国家自主研发或者从国外进口；我国还处在装配式基础阶段，与其他发达国家的技术差距较大，因此各种前沿技术的学习也需要耗费大量的人力物力；并且我国人才培养机制不够健全，所以国内人才缺乏相应的知识并且经验不足，这就需要国家花费大量精力进行人才培养，装配的人工成本也高于正常水平；再加上远距离的运输成本等各方面成本的堆积，对我国发展装配式建筑形成了巨大的阻碍。

3.管理不足

预制建筑的建造包括设计链接，生产链接，施工链接和维护链接。目前，只有极少部分的企业，可以生产出质量上乘、符合标准的装配结构构件，产业整体落后，管理经验严重不足。装配式施工的各个方面涉及业主，设计公司，生产企业，施工单位等，每个环节必须形成一个完整的工业体系。而目前我国不管是设计还是施工的管理人员大多数习惯使用现浇的施工方式，在装配式的管理方面心有余而力不足。

二、智慧建造技术

智慧建造技术就是结合当下最为火热的BIM、大数据分析及云计算技术，通过一系列的反馈与采取主动措施优化我们的管理方式，提升我们的工作效率，实现产业的和谐发展，与大自然和谐可持续发展的技术。无论是行业还是企业、项目管理都在先进的信息化技术系统支撑下，使经营环境公平透明，企业项目管理高效精细。

三、基于智慧建造技术的装配式建筑发展研究

（一）中国预制建筑在新技术浪潮中的机遇

在BIM技术和大数据云计算技术迅猛发展的浪潮下，装配式建筑将引来它最为重要的机遇——有可能部分甚至完全取代传统的现浇建筑模式。

诚如前言所述，我国装配式建筑目前还处于发展阶段，还有种种的缺点问题亟待相关的专家学者去解决，其中比较重要的两点就是管理不足和成本过高。在BIM的发展下，管理层将项目管理与整个项目的生命周期联系起来。从而将管理问题通过相关的BIM5 D模型和反馈—决策机制来解决，而成本过高则是由于不规范的生产工艺导致的。如果前期就通过建立相关的模型和相应的族库来规范每一个构件的外形及做法，明确成本的落实之处，减少不必要的浪费来控制实际的成本，这将大大完善相关的产业链，使预制构件的生产合格率与安全性得到大幅的提升，这样施工单位才能更放心地采用装配式建筑技术来进行施工作业。

而大数据分析和云计算技术相互结合能够帮助相关技术人员分析装配式建筑成本构成的实际情况，通过分析并计算以往建筑的数据资料，建立相关的数据库，就能寻找到每一个建筑项目之间的共通之处，将其作为参考，形成和建立与预制建筑相关的标准，以实现预制建筑规范化甚至有望解决我国装配式建筑目前只适用于中低层不适用于高层的问题。

（二）智慧建造技术在建筑上的运用

随着时代的发展和科技的进步，人们每天接触的信息量在不断的增大，社会也从原来信息相对匮乏的年代进入信息爆炸的时代。在此基础上，如何从每天呈指数爆炸式增长的数据中提取出我们真正需要的信息并将之总结为规律的问题就迫切地出现在我们面前。由此便有人提出用利用电脑强大的运算能力和互联网+的共享思维来解决相关问题，于是大数据和云计算的概念便出现了。它们能够帮助人们更好的对数据进行清洗、分类，并从中找出规律，作为指导我们进行平时决策的重要资料。

作为社会中庞大信息的一部分，从建筑的角度来说，关于建筑的信息也是十分庞大的，其中，各种计划-成本计划，进度和质量计划是初步计划的重中之重。而且现场施工的信息也需要及时的反馈好让相关的管理层及时的进行计划和实际情况的比对，为管理层下一步的工作提供决策依据，形成一个完整的、良性的 PDCA循环并持续下去直至项目结束。所以这就要求整个项目的信息流要有一个最为合适的方式进行交流、反馈。这个时候， BIM技术便能够发挥它的作用，通过对图纸进行建模、对量、形成相应的数据表格，最后， BIM5 D系统被引入成本控制，进度控制和质量管理。这就是一套完整的 BIM在项目中的全过程应用。从中不难看出，这个工作可以贯穿整个项目的周期，如果 BIM体系更加的完善，集成化管理与生命周期管理的两个热点完全通过BIM技术实现。

有了 BIM这个平台串联起整个项目中建筑的信息流，管理层有关方面便可以利用大数据分析及云计算技术针对其中的信息进行甄别，确定项目的主要困难，制定相应的对策。这也是建立一个多采取主动控制措施而少采取被动控制手段、贯穿项目全生命周期的管理体系的关键所在。

（三）未来建筑

未来的建筑应该由先进的建筑技术以及相关的新技术和新的管理模式组成。形成的集美观、舒适、实用、环保而又个性化的高科技现代化建筑景观。其发展趋势是绿色，智能，人性化和信息化。在此基础上传统的现浇施工工艺因为它的高污染、独立性和高成本等特性已经不符合我们的需求了。而装配式建筑绿色、环保、节能的特性十分符合未来建筑的要求及政府所提倡的可持续发展观和“既要金山银山，也要绿水青山”的发展战略，同时这些特性也是管理人员在工程项目管理上所追求的目标——极大地控制成本及推廣绿色建筑模式。所以从未来建筑的趋势来看，装配式建筑的发展推广势在必行。

四、结语

虽然中国的装配式建筑起步较晚，但仍处于起步阶段，运输和零部件成本高，产业链不完善。但是装配式建筑相较于现浇模式明显拥有着速度较快、施工效率较高等优势；组装好的建筑结合了BIM技术，确保了整个生命过程的完整性，从而有效地提高了项目的质量。如果组件更标准，生产效率将更高，相应的组件成本将降低，并且随着生产工厂的数字化管理，整个装配式建筑物的成本性能将变得越来越高。再加上政府对预制建筑生产的鼓励政策，装配式建筑肯定会在中国得到广泛应用，并将成为中国建筑业发展的必然趋势。

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