建筑工业化设计要点研究和分析

摘要：房地产市场的形成，我国建筑工业化和建筑产品工厂化生产发展呈现了向大规模住宅工业化生产集团的整合方向发展、住宅开发向工业化生产的集成化方向发展的趋势。文章设计要点，探讨其工业化发展。

关键词：建筑工业化设计；现状；要点

中图分类号：S611 文献标识码： A

引言：

实行工业化设计和管理后的建筑工程，无论在建筑构架、建设理念方面，还是在运输供给和建筑施工方面，由于现代社会对建筑的质量、建设效率、建设环保节能的追求更高，建筑工业化成为未来建筑行业发展的必然趋势。

一、建筑工业化设计要点分析

（一）建筑模数的利用

（二）建筑结构设计

建筑结构设计就是设计人员对施工建筑的表达。安全性是建筑工程首先需要保证的，在工业化建筑施工前就要对建筑结构体系进行深入的思考与核算。常见的房屋建筑结构有砖木结构、砖混结构、钢筋混凝土结构、框架结构、剪力墙结构、钢结构等，每种结构各有自己的特点，其中砖木结构是以砖墙、砖柱和木屋为主要承载结构的建筑，一般在农村和庙宇用的比较多；砖混结构适宜砖块、钢筋混凝土和屋顶承重构件为主要承重结构的建筑，目前的住宅建设中最为常见；钢筋混凝土结构和钢结构都是用于大型公共建筑的结构形式。但是这些传统的建筑类型，并不是我国现阶段发展建筑工业化的主要模式，建筑工业化设计需要的建筑结构体系主要有以下几种类型，分别是全预制装配式钢筋混凝土剪力墙结构、全预制装配式框架结构和全预制装配式板柱结构体系等。这些结构形式全采用工厂化的制作，产品质量有保证；外墙装饰面和外墙板同时预先制定减少了现场的装饰工作量，提高了建筑工程的进度；此外减少现场的作业量降低了粉尘和污染比较环保。

（三）建筑图纸的绘制

建筑图纸的绘制分为两个阶段，第一阶段是初步设计阶段，它是在工程开始前针对工程的建设目的、施工方案、平面和结构要求等绘制的参考图纸；第二阶段是施工中为了修改和完善初步的施工设计，对出现的一些变动的再设计。建筑工业化的图纸绘制是根据建筑构建的类型、规格、质量材料等，将其中建造量最大、使用面积广、共性多、通用性强的建筑配件和零部件、设备装置经过综合研究编制而成的标准设计图。建筑工业化对建筑工程的效率、环保、成本和技术都有很高的要求，建筑图纸的准确绘制便可以在很大程度上满足建筑工业化的各项要求，将工程的各项资源得到最合理的配置，减少问题出现的几率，保证工程的质量。

（四）建筑材料的购置

建筑材料是整个项目工程进行的基础，它与建筑结构共同搭建起整个工程的框架，所以对材料进行科学合理地购置非常重要。现代建筑工程对材料的要求是高强度、轻质量和多功能，而这些材料正是新型建筑材的特点，所以加强新型建筑材料的研制开发，着重推广高性能、低能耗以及可再生的建筑材料是建筑工业化的要求，更是现代建筑工程的发展趋势。

（五）构造节点的安排

每一项工程的开展都会产生一些交接口，这些交接点就是问题经常出现的地方，所以在交接点材料的使用上必须慎重，既要保持其经济适用性更要保证其安全性。一般而言，在工业化的建筑工程中，各构造节点的施工设计是整个建筑工程的重中之重，因为作为工程的薄弱环节，任何节点出现问题可能导致整个工程项目宣告失败。而构造节点包括三个方面，分别是组件之间的连接点、预制构件和设备管线的组合、建筑构件与预制品的组合等方面。对这些构造节点的设计要从整个工程的大结构下进行，能不设置这些节点就最好少设置，而节点的材料之间的类型和特点也要相适应，在使用这些节点材料的同时，更要注重对这些材料的研发。

二、工业化进程中BIM关键技术分析

建筑信息模型技术和建筑工业化建造工艺都是面向建筑全生命周期的，然而在实际建设中两者被割裂开。设计环节参与人员更加关注建筑信息模型，建造和业主方人员更加关注建筑工业化。美国总承包商协会在2010年的一次调查中发现，只有18%的建造商认为BIM在预制化中起到关键作用。这种割裂的状态需要通过一些系统的研究才能够改善，其中，至关重要的是对面向建筑工业化发展的BIM标准、BIM构件资源、BIM设计软件和BIM协同平台技术的研究和应用。

（一）BIM构件

BIM构件技术在新型工业化发展中至关重要。建筑、结构、机电的构件厂商需要将自己的产品规格、可定制化生产能力及其批量化的产品信息以BIM构件的方式，提供到公共资源平台中，设计、采购人员可依据自身的需要，自由选择合适的构件产品，以实践工业化和产业化思想的精髓。

为了实现工业化设计方式，构件需要支持建筑工程的设计、绘图、制作及安装等多功能需求，BIM构件必须包含以下几个特性：一是尺寸参数化。构件的外形尺寸可根据设计的需要进行调整，各种参数间具有自动匹配的特性；二是尺寸模数化。根据产品的特点和相关的产品规范，设置一定的模式，通过模数组合实现尺寸的多样化；三是属性参数化。将关键属性与可变参数关联，实现参数变化的联动；四是包含制造和安装信息，将标准化制造和安装所需的材料、配件、人工信息设置到构件中，实现精确的算量和估价。

（二）BIM软件

在建筑工业化项目中应用BIM，软件是技术落实的关键。目前，全球有上百种BIM软件，包含设计、分析、模拟、算量、可视化、审查、数据管理等专业软件。其中，只有少数能够支持建筑工业化的应用，主要有以下几款软件： ● AutoCAD Architecture（简称ACA）是欧美常用的设计软件，由于其操作的简易性和灵活性，AutoCAD平台受到设计师的欢迎。ACA基于2D/3D相结合的技术，采用标准化、构件化工作模式，设计功能强大，便于多人员、多专业协同设计，是面向建筑工业化的设计软件。

● Revit是国内最主流的BIM三维建模和多专业模型综合软件，多专业模型综合能力强，与AutoCAD数据有较好的集成性，在设计深化阶段的模型综合和信息集成方面具有较大优势。

● TEKLA精于钢结构的深化设计，与制造装配结合度高，可以实现数控加工代码的生成，通过IFC格式与其他软件交换数据。

● ALLPLAN擅长混凝土深化设计，可进行配筋模拟、墙板预制的拆分和加工，可以实现数控加工代码的生成，通过IFC格式与其他软件交换数据。

（三）BIM协同

建筑工业化是采用社会化大生产的方式开展建设项目的实施，每个项目涉及的产品、专业技术门类繁多，每个项目所承载的信息量巨大，没有合适的信息交换手段，势必无法发挥工业化的优势。结合BIM模型的信息承载能力，以可视化的BIM模型为信息交换方式，实现设计、采购、建造、施工各环节协同作业，是BIM的最大价值所在。

与先进制造业采用PDM/PLM进行产品数据管理和供应链协同类似，BIM可以帮助建筑项目的所有参与方、供应商协同工作，真正实现工业化、全供应链协作的建造方式。由于BIM协同技术对项目的组织方式、项目参与人员专业技能有非常特殊的要求，目前，我国的建筑工业化还没有见到真正的协同工作的案例。不过随着技术和人才的发展，基于信息化协同的工业化建造方式必然会成为行业的主流。

由于环境资源、建筑质量和品质、劳动力资源等方面的影响，我国已进入建筑工业化发展的新阶段。在以计算机技术为代表的第三次工业化革命中，信息化对建筑工业起到了巨大的推动作用。近年来，建筑业走向建筑全产业链信息集成的技术路线，以BIM为核心的建筑信息化技术为建筑工业化发展提供了快捷、高效的发展通道。因此，在当前我国建筑工业化与建筑信息模型相互隔离发展的状况下，应当以BIM技术为支撑，推进我国建筑工业化由传统工业化迈向以信息技术为基础的现代工业化，同时，以建筑工业化为载体，尽早实现BIM在建筑及工程建设项目的设计、制造、施工、运维全过程的集成化应用。

结语；

综上所述，我国建筑工业化发展形势非常好，无论是国家相关部门还是地方政府，都对建筑工业化给予了重视，一批大型建筑企业开始从转型升级中寻求建筑工业化的发展，并已经取得了阶段性的成果。而更为重要的是，目前我国新型建筑工业化的发展诱因大部分来自于市场和建筑业转型升级的内在需求。