BIMBOX | BIM與裝配式，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，還是抱團(tuán)取暖？

最近裝配式建筑火了，BIM的熱度也跟著水漲船高。這兩個(gè)技術(shù)有什么關(guān)聯(lián)？BIM能給裝配式建筑幫什么忙？工程中它們實(shí)現(xiàn)的程度又怎么樣？

今天，咱們就帶著幾個(gè)問題，來聊聊裝配式建筑和BIM技術(shù)。

你上網(wǎng)搜一搜，裝配式建筑還有好幾個(gè)其他的稱呼，比如建筑工業(yè)化，比如住宅產(chǎn)業(yè)化。嚴(yán)格來說，這幾個(gè)概念說的不是一個(gè)層面的事兒，不過它們的核心思想是一樣的，就是像制造汽車一樣去制造房子。

其實(shí)造汽車和造房子本質(zhì)上沒什么不同，都是把一堆零件按照一定的方式組裝到一起，形成更復(fù)雜的功能。它們唯一的區(qū)別，就是同樣的設(shè)計(jì)、同樣的勞動(dòng)，重復(fù)的次數(shù)不一樣，也就是規(guī)模化的區(qū)別。

一輛汽車，在設(shè)計(jì)的時(shí)候會(huì)投入非常大的成本，可一旦量產(chǎn)，這個(gè)設(shè)計(jì)成本就可以被均攤到每一輛汽車，不同車型之間的設(shè)計(jì)也可以一定程度的套用。工廠中一旦確定了汽車的加工流程，就可以用精細(xì)的分工合作，現(xiàn)代化的機(jī)械，和數(shù)字化制造去提高效率。

工業(yè)產(chǎn)品并不是天生就比建筑產(chǎn)品設(shè)計(jì)的更好，質(zhì)量更高，管理更高效，污染更低，這些優(yōu)點(diǎn)都是在規(guī)模化生產(chǎn)之下，在一道道工序的打磨中逐漸提高的，所以工業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量越大，成本就越低。

建筑業(yè)就不一樣了，它的每一件產(chǎn)品都是獨(dú)一無二的，無論是設(shè)計(jì)還是制造的流程都很難在下一個(gè)產(chǎn)品中沿用。一方面會(huì)在單獨(dú)的項(xiàng)目中帶來低效；另一方面，由于產(chǎn)品不可量產(chǎn)和不可復(fù)制，導(dǎo)致經(jīng)驗(yàn)的積累沒辦法達(dá)到工業(yè)的量級，這也進(jìn)一步影響整個(gè)行業(yè)的進(jìn)步速度。

建筑業(yè)一直很羨慕工業(yè)的高效，于是聰明的建筑師們就開始琢磨，整個(gè)建筑當(dāng)然沒法量產(chǎn)，可我們能不能在一個(gè)建筑里面，找出一部分一模一樣的零部件，把它們的生產(chǎn)搬到工廠去呢？

這就是裝配式建筑思想誕生的開始。

你得知道，裝配式建筑可不是新鮮東西，它的歷史可以一直追溯到一個(gè)多世紀(jì)以前，在這一個(gè)多世紀(jì)里，有幾個(gè)事件推動(dòng)了建筑工業(yè)化的發(fā)展。

第一個(gè)是工業(yè)革命。

19世紀(jì)的時(shí)候，大英帝國取得了工業(yè)革命的輝煌成果，女王維多利亞就打算在倫敦舉辦一場博覽會(huì)，把全世界不同國家的工業(yè)和藝術(shù)產(chǎn)品放到一個(gè)建筑里，主要就是顯擺一下大英帝國家大業(yè)大，這就是第一屆世界博覽會(huì)。

于是，1851年，在倫敦海德公園，不到九個(gè)月的時(shí)間就豎起了一幢7萬多平米的建筑，外墻和屋面都使用玻璃，看上去明亮透明，被人們稱為「水晶宮」。

▲ 水晶宮

這么短的時(shí)間內(nèi)建成這樣大規(guī)模的建筑，一下子就震驚了全世界。它的秘密就在于，整個(gè)建筑用了3300根一樣粗細(xì)的鐵柱，30萬塊一樣大小的玻璃，一種木質(zhì)框架和鐵梁。這些標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件在工廠全部生產(chǎn)好，再運(yùn)到建筑場地組配到一起。

▲ 水晶宮建造

水晶宮無論是外形，還是建造過程，都充分彰顯了工業(yè)革命帶來的力量，引領(lǐng)了一次全球裝配式建筑的思潮，這一波，女王贏了。

第二個(gè)事件，是戰(zhàn)后重建。

戰(zhàn)爭之后，傷員、退伍軍人都急需大量的住房，這要求一個(gè)國家短期內(nèi)能夠建起大量住宅。

1921年，法國建筑大師柯布西耶提出了「像造汽車一樣造房子」的想法。

1930年間，德國在柏林建造了戰(zhàn)爭傷殘軍人住宅區(qū)。共有138套住宅，這個(gè)項(xiàng)目采用現(xiàn)場預(yù)制混凝土多層復(fù)合板構(gòu)件，算得上是德國最早的裝配式建筑了。

二戰(zhàn)后的德國在1950年開始大面積使用裝配法建造住宅，到1970年建筑工業(yè)化水平就達(dá)到了90%。

日本在1968年提出了裝配式住宅的概念，1990年開始采用部件化，大力發(fā)展建筑中的通用部件，木結(jié)構(gòu)占比較多，達(dá)到40%。

1976年，美國國會(huì)通過了國家工業(yè)化住宅建造及安全法案，也出臺(tái)了一系列行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)展到2001年，全美裝配式住宅數(shù)量達(dá)到了1000萬套。

第三個(gè)事件，是共產(chǎn)主義思想帶來的城市化建設(shè)。

以蘇聯(lián)為代表的東歐國家，希望快速建立起一個(gè)發(fā)達(dá)的工業(yè)文明社會(huì)，當(dāng)時(shí)大量農(nóng)民成為工人階級，莫斯科住房嚴(yán)重短缺。

1950年，由蘇聯(lián)最高領(lǐng)導(dǎo)人赫魯曉夫親自監(jiān)督，達(dá)成了前蘇聯(lián)建筑師公約，目標(biāo)就是低成本、高效率的建造住房。

1961年，蘇聯(lián)開發(fā)出著名的「赫魯曉夫樓」，就是一種五層預(yù)制混凝土建筑。

▲ 赫魯曉夫樓

咱們再看看中國的情況。

1956年，國務(wù)院發(fā)布了《關(guān)于加強(qiáng)和發(fā)展建筑工業(yè)化的決定》，前建工部也出臺(tái)了一系列政策來大力發(fā)展建筑工業(yè)化。從時(shí)間上可以看出來，這是受前蘇聯(lián)的影響，歷史原因咱們不細(xì)說了。

1957年，北京就進(jìn)行了裝配式大型砌塊試驗(yàn)住宅建設(shè)，創(chuàng)造了8天蓋好一套4層住宅的速度記錄。這種數(shù)字在那個(gè)時(shí)代很抓眼球，原因你懂的。

1958年，一種新的裝配式建筑登上了歷史舞臺(tái)，它是一種通過預(yù)制鋼筋混凝土大板拼接而成的結(jié)構(gòu)，名字叫大板房屋，到1964年國內(nèi)開始大范圍推廣，從70年代到90年代，光是北京一個(gè)城市，就建成了1000多萬平方米的大板房屋。

到了90年代，裝配式大板房屋由于戶型單一，無法滿足戶型多樣化的需求，再加上技術(shù)的不成熟，尤其是防水、抗震、連接等關(guān)鍵技術(shù)存在重大缺陷，大板建筑被徹底否定，退出了歷史舞臺(tái)。

此后的三十年，「裝配式」這個(gè)概念在中國神秘的消失了，歷史原因咱們不必深究，也沒那么重要。

直到2016年，國務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》文件，「裝配式」這個(gè)詞才又回到了人們的視野，為響應(yīng)國務(wù)院的號(hào)召，各地區(qū)紛紛出臺(tái)政策，在中國未來十年內(nèi)，裝配式建筑占新建建筑的比例要達(dá)到30%。

于是，你又能看鋪天蓋地的，關(guān)于裝配式建筑的文章了。

從這一個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展來看，裝配式建筑根本就不是什么新的概念，甚至還因?yàn)槭《顺鲞^歷史舞臺(tái)。

如果說裝配式就是把房子拆成塊，搬到工廠去生產(chǎn)，然后運(yùn)到現(xiàn)場像搭積木一樣裝到一起，建筑工業(yè)化就能實(shí)現(xiàn)，那這一個(gè)多世紀(jì)無數(shù)工程師的腦子一定是進(jìn)了水了，才一直沒有實(shí)現(xiàn)它。

過去幾十年的技術(shù)咱們不說，就說說當(dāng)下最火的PC裝配式，這個(gè)PC，就是precast concrete，預(yù)制混凝土的意思。

隨便搜一下「PC裝配式」這個(gè)關(guān)鍵詞，你能看到它無數(shù)的優(yōu)點(diǎn)，安全性更高、質(zhì)量更好、成本更低、施工速度更快、環(huán)境污染更小，等等等等，還有很多人把德國、日本的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)?zāi)贸鰜恚滓粋€(gè)「黑科技」的殼子，沖擊你的神經(jīng)。

這類的文章看多了，你會(huì)有一種錯(cuò)覺，那就是：PC裝配式是一種新概念，只要應(yīng)用了這種全新的黑科技，什么成本問題、管理問題、工期問題、質(zhì)量問題，就統(tǒng)統(tǒng)解決了。

然而事實(shí)卻不是這樣。在這個(gè)技術(shù)的每一個(gè)優(yōu)點(diǎn)背后，都藏著一句潛臺(tái)詞，那就是：「在未來的理想狀態(tài)下」。換一個(gè)說法就是，「在當(dāng)下的一些技術(shù)細(xì)節(jié)問題被解決之后」，這些優(yōu)點(diǎn)才能落地。

咱們來舉幾個(gè)例子，說說實(shí)現(xiàn)PC裝配式需要解決的問題，和當(dāng)下的真實(shí)情況：

1.裝配式設(shè)計(jì)

可能你會(huì)覺得，裝配式設(shè)計(jì)就是把設(shè)計(jì)好的樓拆成單元塊，發(fā)給工廠加工就完了，可要是這么直接拆，工廠根本就沒法生產(chǎn)，即便生產(chǎn)出來，也不能用。

在裝配式建筑發(fā)展先進(jìn)的日本，設(shè)計(jì)院在出建筑圖紙時(shí)，還會(huì)直接作出PC廠的構(gòu)件加工圖，在做這一步設(shè)計(jì)的時(shí)候，除了要考慮構(gòu)件的種類越少越好，也就是所謂的「模數(shù)」，還需要考慮機(jī)械怎么生產(chǎn)，未來到現(xiàn)場的吊裝點(diǎn)，模塊之間該怎么連接，連接點(diǎn)的安全性能和防水性能，等等。

而國內(nèi)還有很多的項(xiàng)目，真的跟你想象的一樣，施工單位拿著設(shè)計(jì)院出的建筑圖，去進(jìn)行二次深化，也就是把本來不是模塊化設(shè)計(jì)的建筑，硬拆成裝配式，究其原因，一是要湊裝配率響應(yīng)政策，二是因?yàn)槎b配式設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)院實(shí)在是太少了。

2.構(gòu)件生產(chǎn)

在生產(chǎn)這個(gè)環(huán)節(jié)，首先要解決的就是材料問題，絕大多數(shù)工廠多年處理的都是塑料、橡膠、鋼鐵這樣的材質(zhì)，而PC構(gòu)件是復(fù)合材料，而且混凝土的性能是在養(yǎng)護(hù)中逐漸生長的。這種對時(shí)間和節(jié)奏的把握，對傳統(tǒng)工廠是一項(xiàng)很大的挑戰(zhàn)。

另外，PC構(gòu)件的生產(chǎn)需要很大程度的自動(dòng)化，怎樣開發(fā)出自動(dòng)化的生產(chǎn)線是一個(gè)問題，生產(chǎn)線能不能低成本的靈活變化又是另一個(gè)問題——因每個(gè)項(xiàng)目的構(gòu)件不一樣，所以每個(gè)項(xiàng)目都要重新設(shè)計(jì)模具和自動(dòng)化生產(chǎn)方式，這對工廠的設(shè)計(jì)優(yōu)化能力和管理能力也是不小的挑戰(zhàn)。

實(shí)際上，目前能夠大批量生產(chǎn)PC構(gòu)件的工廠很少，成本也非常高。

3.運(yùn)輸環(huán)節(jié)

對于施工現(xiàn)場來說，吊裝的次數(shù)越少、需要處理的連接點(diǎn)越少，當(dāng)然就越好，但是劃分的模塊越少，每塊也就越大。

而在我國，貨車總高度4米以上、總長度18米以上、總寬度2米5以上屬于極限超載車輛，是不能上路的。

所以你看到國外整個(gè)房間都預(yù)制好到現(xiàn)場吊裝的，清一色都是小面積的單間公寓。

那如何協(xié)調(diào)解決大構(gòu)件需求和運(yùn)輸困難這對矛盾，包括構(gòu)件裝箱的成本優(yōu)化，都是需要考慮和提高的地方。

4.施工要求

對于國內(nèi)很多施工單位來說，裝配式還是在「說起來又快又便宜，用起來又慢又貴」的階段。

有很多的原因，比如現(xiàn)場的養(yǎng)護(hù)和堆放要專門管理，安裝順序要嚴(yán)格安排，這就帶來更高的管理和人員成本。由于工廠生產(chǎn)方面的原因，預(yù)制構(gòu)件的采購成本也是很高的。

多數(shù)施工單位在「滿足裝配率要求」這個(gè)前提下，盡量做橫向構(gòu)件的裝配——也就是梁、樓梯、疊合板等，像墻和柱這種豎向構(gòu)件能不做就不做。

究其原因，是因?yàn)楝F(xiàn)在還沒有針對裝配式的規(guī)范，來計(jì)算裝配節(jié)點(diǎn)，設(shè)計(jì)師還是按照現(xiàn)澆的方式來計(jì)算。既然這么計(jì)算，就得按照現(xiàn)澆的方式來組裝。

所以，豎向構(gòu)件如果采用裝配式，那在橫豎向構(gòu)件連接這個(gè)位置還是需要灌漿，而且灌漿料的成本非常的高，節(jié)點(diǎn)的防水等施工要求也更高，在目前的施工水平下，建造速度還趕不上傳統(tǒng)的方式。

其實(shí)這也很容易講的通，如果一項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)成熟的實(shí)現(xiàn)了低成本、高效率，那也就不需要政府大力扶持了，大家自然會(huì)搶著用。

上面這幾點(diǎn)，只是大概描述了幾個(gè)不同階段的單點(diǎn)困難，更大的困難，是不同專業(yè)之間的整合。

說白一點(diǎn)，想把生產(chǎn)搬到工廠，是要在項(xiàng)目的一開始，就把設(shè)計(jì)、施工、工廠甚至包括物流，都統(tǒng)籌到一起，共同設(shè)計(jì)，并通過信息化技術(shù)，把設(shè)計(jì)思想和統(tǒng)籌管理貫穿整個(gè)項(xiàng)目。

說到信息化，你知道，?BIM要出場了。

如果你去查BIM和裝配式，那結(jié)果同樣是一片大好。這兩個(gè)目前建筑業(yè)如日中天的火熱詞匯，似乎只要一碰撞，就能產(chǎn)生出無限的火花。

這二者的結(jié)合，目前能拿得出手的，主要有這么幾點(diǎn)：

這幾點(diǎn)你都可以查的到，咱們也就不展開說了，可是這些應(yīng)用背后有一個(gè)很關(guān)鍵的問題，那就是：

這些拆分模型、精細(xì)化設(shè)計(jì)、生產(chǎn)加工圖、吊裝模擬等工作，由誰來完成？

BIM可以提高這些工作的精確度和效率，但BIM不能幫你思考。如果一個(gè)團(tuán)隊(duì)沒有人知道該怎么拆分模型、連接節(jié)點(diǎn)該怎么處理、現(xiàn)場該怎么管理、施工該遵循什么工序，那無論他們是否使用BIM，該解決的問題，還是沒有解決。

在當(dāng)前國內(nèi)的實(shí)際情況下，BIM和裝配式有很多相似的地方，比如：

用一句話來概括就是：這兩個(gè)技術(shù)在國內(nèi)，都還不成熟，都還有多方面的問題需要被解決。

用BIM助力裝配式，就是用一項(xiàng)不成熟的技術(shù)去幫助另一項(xiàng)不成熟的技術(shù)。這兩者目前與其說是兩位大俠強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，不如說是難兄難弟抱團(tuán)取暖。

可能你會(huì)說，不對啊，你看人家萬科，BIM加裝配式，搞得風(fēng)生水起啊。對于大多數(shù)企業(yè)來講，正如你不是正在開發(fā)無人駕駛的谷歌，也不是正在造宇宙飛船的Space-X,一項(xiàng)技術(shù)越是經(jīng)常作為一流公司的技術(shù)被報(bào)道，越證明它還沒有普及。

那么未來它們真正的結(jié)合會(huì)是什么樣子呢？咱們通過這幾張圖來預(yù)測一下：

本來IT業(yè)、制造業(yè)和建筑業(yè)是三個(gè)獨(dú)立的行業(yè)，后來人們在這幾個(gè)領(lǐng)域的跨界處找到了各自提升自己的方法：

IT業(yè)和制造業(yè)的跨界處，就是數(shù)字化制造；

制造業(yè)和建筑業(yè)的跨界處，就是裝配式建筑；

建筑業(yè)和IT業(yè)的跨界處，就是BIM技術(shù)。

你看，中間還有一個(gè)區(qū)域，那里代表了未來。但是想要進(jìn)入「跨界的跨界」這個(gè)中間區(qū)域，就需要在第一層跨界的地方，發(fā)展到足夠深才行。

剛才咱們說了這么多，你能知道，建筑業(yè)和制造業(yè)結(jié)合處的裝配式，還有很多的問題需要解決，比如設(shè)計(jì)規(guī)范、比如怎樣通過規(guī)模化降低成本、比如安裝和管理、比如建筑思想和工業(yè)思想的融合等等。

同樣，建筑和IT行業(yè)跨界處的BIM技術(shù)，也還有大量的問題需要解決，比如跨專業(yè)協(xié)同、比如信息編碼的統(tǒng)一、比如數(shù)據(jù)輸入和傳遞的規(guī)范等等。

未來，隨著BIM技術(shù)的發(fā)展，不僅是跨專業(yè)設(shè)計(jì)人員之間的數(shù)據(jù)可以被管理，設(shè)計(jì)和施工之間、施工到運(yùn)營維護(hù)之間，整個(gè)行業(yè)中所有的數(shù)據(jù)都能夠無縫的傳遞和管理，只有這樣，BIM才能夠進(jìn)一步把數(shù)字化這只手伸向行業(yè)之外——也就是制造業(yè)領(lǐng)域。

而那個(gè)時(shí)候，作為建筑業(yè)和制造業(yè)跨界處的裝配式技術(shù)，必須發(fā)展出合理的設(shè)計(jì)施工方法和管理模式，讓BIM可以去「數(shù)字化」。

同樣，裝配式建筑和數(shù)字化制造這兩者也必須深入合作，互相滲透出一套同時(shí)滿足兩個(gè)行業(yè)的生產(chǎn)模式。

這三個(gè)跨界領(lǐng)域進(jìn)一步的結(jié)合處，就是建筑產(chǎn)業(yè)化。

還沒完，等待在未來的，還有3D打印技術(shù)，一旦它成熟的應(yīng)用到裝配式建筑中，那「模數(shù)」就不再是阻礙工廠批量生產(chǎn)的難題了，任何形狀的構(gòu)件對于工廠來說，加工成本都是一樣的。

還有大幅度提高制造效率的機(jī)器人技術(shù)，給計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)能力的人工智能技術(shù)，未來這些技術(shù)再融合到這個(gè)產(chǎn)業(yè)圈里，跨界再跨界的結(jié)合，我們已經(jīng)無法預(yù)測它會(huì)成為什么樣子，只能胡亂給它起個(gè)名字叫“超建筑”。

所以，今天BIMBOX給你講了這么多，目的不是潑現(xiàn)在裝配式和BIM的冷水，恰恰相反，我們認(rèn)為這兩個(gè)技術(shù)都是朝陽產(chǎn)業(yè)。

區(qū)分朝陽產(chǎn)業(yè)和夕陽產(chǎn)業(yè)很簡單，首先看它是不是還有很多尚未解決的問題，然后看這些問題被解決后是不是可以讓行業(yè)進(jìn)步。

我們有幸生活在一個(gè)技術(shù)爆炸的時(shí)代，每天都有新的技術(shù)在世界的角落誕生。這讓不愿學(xué)習(xí)的人充滿憤怒和焦慮，也給了終生學(xué)習(xí)者無限的機(jī)會(huì)。

但是你需要知道的是，跨界和技術(shù)飛躍，絕不是咱們畫這幾張圖這么簡單。每一個(gè)行業(yè)之間的結(jié)合，都有成百上千的具體問題需要被解決，任何一個(gè)人，也都只能成為這個(gè)變革浪潮之中一滴小小的水珠。

打一個(gè)不太恰當(dāng)?shù)谋扔鳎热缬羞@么個(gè)理念：未來科學(xué)可以把人類壽命延長到200歲。你可以對這句話深信不疑，并立志當(dāng)一個(gè)科學(xué)家，但無論你把這個(gè)事怎么吹上天，它都永遠(yuǎn)不能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。

你想要在這個(gè)領(lǐng)域有所建樹，只能投身進(jìn)去，去解決大背景下的一個(gè)小問題，比如，計(jì)算機(jī)模擬基因運(yùn)算，比如器官克隆移植技術(shù)。只有這樣，將來科學(xué)把人類壽命延長到200歲這個(gè)事，才有你的一份。

當(dāng)下，無論是想投身于裝配式浪潮還是BIM浪潮，我們給出的忠告都是：未來很美，機(jī)會(huì)很多，面對具體問題沉下心來精耕細(xì)作，不要被大概念沖昏頭腦。

如果你想詳細(xì)了解裝配式建筑的技術(shù)發(fā)展，光看幾篇公眾號(hào)文章是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，在這兒給你推薦一本書：《從砌磚到裝配-親歷我國建筑工業(yè)發(fā)展六十年》，作者陳振基教授是中國住宅建筑和新型墻體材料、建筑工業(yè)化的先驅(qū)，這本書凝結(jié)了陳先生六十多年的探索和心血，絕對是滿滿的干貨。