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标准支撑助力装配式建筑智能建造发展

2019-09-20杨静

中华建设 2019年9期
关键词:预制构件建筑业建筑行业

杨静

大力发展装配式建筑已成为推动建筑业转型升级的国家战略,预制构件智能制造是装配式建筑行业发展的重要途径,标准是支撑预制装配式构件智能制造建设的重要保证。

我国装配式建筑行业向规模速度型、环境友好型、质量效益型方向发展,行业发展面临转型升级步履艰难、新兴产业发展缓慢、技术研发与储备不足、制约瓶颈尚未突破、产业组织结构调整乏力、环境保护和节能减排压力剧增等严峻挑战,这些严峻形势很大程度上与标准的创新提升和贯彻实施密切相关。

目前,装配式建筑行业现行有效标准主要针对建筑设计方面修订,在预制构件智能制造标准方面尚属空白。通过统一技术要求、业务要求和管理要求等标准化手段,可保障智能化建设的相关工程及相关环节的建设在预制装配式构件制造行业有章可循,规范和推动预制构件智能制造,促进建筑行业智能化、绿色化和工业化创新发展。

一、装配式建筑发展势不可挡

“十三五”以来,新型城镇化、京津冀协调发展、长江经济带发展和“一带一路”建设,成为建筑业发展重要推动力。建筑业发展总体上仍处于重要战略机遇期。全行业通过深化改革、加快推进行业市场化、工业化、信息化、国际化来实现建筑业的转型升级。

生产效率成为建筑行业转型成功与否的标尺之一。相关数据显示,美国1989年装配式建筑繁荣时期,每名工人年竣工面积可以达到100平方米,而中国当时的年竣工面积只有11.12平方米,即使现在,我国仍与之有很大差距。这与我国传统建造方式的效率低下有很大关系,要提高中国的建筑业生产效率,装配式建筑是必由之路。

装配式建筑发展势不可挡。装配式建筑在2016年迎来风口,与中国的要素资源现状和政策变化相关。中国的人力资源优势丧失导致传统建造方式的人工成本上升,环保减排压力增大对于传统建造方式的硬约束加大,而供给侧结构性改革和新型城镇化则从政策层面为装配式建筑发展提供了政策环境。

“九五”到“十二五”期间是政策由放任转向鼓励的过渡期。这期间,万科和远大住宅工业有限公司等企业先行者,从技术和运营层面分别展开攻关,并在政府的鼓励引导下,形成了自己的技术和管理体系。但由于人工成本和产业链的不完善,装配式建筑在这一时期难以得到大规模的应用。

面对我国现今土地出让费用增加、劳动力成本不断攀升、节能环保的日趋严苛,建筑行业所面临的国际竞争压力越来越大,装配式建筑成为建筑产业化必由之路。

装配式建筑是指系统性地集成应用各类预制的建筑及结构构件、配件、部品等,通过标准化系统集成设计和精密的几何尺寸偏差控制、高效可靠的连接节点和施工方法,实现工厂精益加工,现场机械化装配并做到土建结构、机电安装和装修一体化方式建设的建筑。

与发达国家相比,我国装配式建筑业生产制造总体效能上仍有较大差距,体现在资源和能源的利用效率和安全、环保等方面。如何积极应对全球化制造新形势带来的机遇和挑战,有效利用现代信息技术,解决目前装配式建筑业在经营决策、生产运行、能效安环及信息集成存在的产业链协同瓶颈问题,推进以高效化、绿色化和智能化制造为目标的装配式建筑工业稳步发展,实现产业链协同管理等模式的变革,是装配式建筑业工业化和信息化智能制造的关键所在。

二、智能制造提供可实现技术路径

面对欧美发达国家推行“再工业化”战略,以及我国制造业面临诸多严峻问题的形势,国务院先后出台了《中国制造2025》、《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》等,旨在抢占技术发展的战略制高点。2016年2月,国务院发布《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》,明确提出大力推广装配式建筑,建设国家级装配式建筑生产基地,加大政策支持力度,力争用10年左右时间,使装配式建筑占新建建筑的比例达到30%。2016年3月,装配式建筑首次出现在《政府工作报告》;国务院办公厅印发《关于大力发展装配式建筑的指导意见》。2017年2月,国务院办公厅发布《关于促进建筑业持续健康发展的意见》,再次重申推进建筑产业现代化,推动建造方式创新,大力发展装配式混凝土和钢结构建筑。2017年4月,住房和城乡建设部印发了《“十三五”装配式建筑行动方案》,进一步明确了阶段性工作目标、重点任务、保障措施,明确装配式建筑是实现建筑工业转型升级必由之路,预制构件智能制造是装配式建筑行业发展重要途径,必须加快发展预制构件智能制造,实现建筑行业转型升级,创新发展和绿色发展。

三、标准政策体系建设迫在眉睫

建筑工业化和信息化是建筑业的一场革命,是生产方式的彻底变革,迫切需要整合现代科学技术和现代管理来适应这场变革。但是由于工作基础薄弱,当前发展形势还比较严峻,还要面临设计技术体系及标准体系不完善、关键及集成技术不成熟、关键技术标准及协同标准体系不完善、成本问题还没有得到有效解决、行业队伍水平还有待提升等方面的问题与挑战。

当前,国内外的装配式建筑标准处于初步制定阶段,内容相对较为广泛,总纲性的条款偏多,细节化的条款较少,给具体应用带来了困难。2017年3月29日,住房和城乡建设部发布的《“十三五”装配式建筑行动方案》提出,要“建立健全装配式建筑政策体系、规划体系、标准体系、技术体系、产品体系和监管体系,形成一批装配式建筑设计、施工、部品部件规模化生产企业和工程总承包企业,形成装配式建筑专业化队伍,全面提升装配式建筑质量、效益和品质,实现装配式建筑全面发展”。

建立装配式预制构件智能制造管理平台标准体系迫在眉睫,是已经立项和开展的装配式建筑国家标准和行业标准研究工作的有益补充,是装配式建筑在建筑业广泛、高效推广所必需的基础保障工作。

装配式建筑业亟需智能化标准指导实施预制构件智能制造工程。装配式建筑是依据统一的结构形式和标准,进行建筑构件的大批量生产,并在施工现场进行机械化组装形成的建筑,其核心为预制构件。加快发展以智能化为方向的预制构件智能制造已经成为装配式建筑企业发展的首要任务。

据统计,通过采用工业化生产方式,若预制率达到了90%以上,则施工现场模板用量减少85%以上,现场脚手架用量减少了50%以上,钢材节约2%,混凝土节约7%,抹灰工程量节约50%,节水40%以上,节电10%以上,耗材节约40%,管理费用节约50%,项目综合造价大约节省15%以上,经济效益十分明显。

四、信息化工业化深度融合

在中国制造2025战略迫切需求下,装配式建筑企业迫切需要利用新兴信息、网络及智能等技术改造传统的预制构件制造方式,迫切需要采用新一代信息技术与装配式建筑工业在装备、工艺、生产、管理、服务等方面的深度融合,加强工业互联网、智能机器人等智能化技术在预制构件工业生产过程中的研究与应用示范,加快建立面向产业链协同的智能制造为代表的现代生产体系,实现建筑行业的设计标准化、生产工业化、施工装配化、装修一体化、管理信息化、应用智能化,稳固确立我国建筑行业生产技术及系统在国际上的主导地位。

利用现代制造技术,将建造过程与信息化、工业化紧密结合,通过优化配置生产资源和要素,使生产方式更加效益化、集约化,有效促进装配式建筑行业技术创新和进步,加快装配式建筑发展速度。

装配式建筑和BIM技术的发展推翻了传统建筑领域的手工操作方式,管理方式由原来的粗放式管理向精细化管理转变。可以说,BIM技术与装配式建筑是信息化和工业化高度结合的产物。对于装配式建筑来说,其最主要的部分为“集成”,而BIM技术恰恰是“集成”的主要线路。BIM技术连接设计、生产、施工、装修和管理的全部流程,且可以作用于预制装配式构件设计、生产、施工的全过程,不仅可以实现信息化协同设计、可视化装配,工程量信息的信息共享,还可以实现节点的数字化连接和检验等新形式的使用,服务于建筑产业全部链条,可完美作用于构件制造的全过程。

新的信息技术模式打破了传统建造方式受工程作业面和气候的影响,在工厂里可以成批次地重复制造,使高寒地区施工告别“半年闲”。以建设一栋30多层的普通高楼为例,传统方式要建两年,采用BIM与自动化生产线集成应用技术则当年可建成,大大缩短建设周期。在建造成本方面,新的造价比传统方式节约15%以上,而人工则降低至原来的60%左右。

围绕预制构件的全产业链和全生命周期管理,预制构件的信息传递成为各阶段各方沟通的关键,BIM技术的出现为确保项目各参与方能进行有效的信息交换提供了技术基础。但目前BIM在建筑产业链不同阶段只是单阶段应用,缺乏集成和协同,缺乏各项目参与方共同遵循的标准,使得信息无法交互,无法解决信息断层问题,迫切需要建立预制装配式构件智能制造管理平台与标准,指导预制装配式构件智能制造工程实施,以适应行业的发展。

伴随着装配式建筑发展中工业化生产和建造过程与信息化的紧密结合,建筑业必将打破传统意义上的发展模式,其增长方式势必要发生根本的变化,由粗放型向集约型、内涵型转变,彻底转变以往建造技术水平不高、科技含量较低、单纯拼劳动力成本的竞争模式,应用大量新技术、新材料、新设备,强调科技进步和管理模式创新,实现建筑行业的转型升级。

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