BIM技术助推装配式住宅发展

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摘要：上海城建集团大力推进装配式住宅发展进程，将利用BIM技术逐步实现PC建筑建造前的虚拟建造和仿真，施工过程的4D、5D管理及建成后运营维护数据的共享。

PC建筑产业链图表

花园式工地，一改传统建筑工地脏乱模式

近20年来，上海城建(集团)公司，以南浦大桥、越江隧道等一大批重点工程，优化了市民生活，改变了城市面貌。如今，随着时代的发展变迁，传统建筑理念正在发生一场深刻的变革，早在上世纪90年代，上海城建集团就掌握了世界一流的PC构件制造技术，并开始批量生产PC构件，产品远销日本、美国。PC住宅是工业化住宅、装配式住宅的简称，就是在工厂里生产住房配件，是一种像造汽车一样造房子的新型体系——一种代表了未来住宅建造的新模式、新趋势，具有节能、环保、专业化、产业化特点，从而开启了建筑领域可持续发展的新方向。

节能、环保，可持续发展
建筑，被称作凝固的音乐、无声的画卷，而优秀的新建筑，往往是现代科技的结晶……以上海世博园为例，其所有建筑广泛采用新能源、新技术、新材料，代表着21世纪的建筑新思潮——节能、环保、绿色、高效。作为世博会的永久建筑，“一轴四馆”不仅外观亮丽、最大程度地发挥其自身实用性，也在绿色环保方面做出了表率。可以说，整个世博园就是一座充满智慧的绿色园区。
如今，由世博园引领的绿色建筑思路，已经成为整个上海乃至中国城镇建设可持续发展的核心理念。世博会开幕前，围绕着筹备工作，上海全面展开了以世博会场馆为核心，覆盖市政、交通和环境治理的上百项重大工程，上海城建参与了其中的许多工程。世博会结束了，上海、长三角，乃至中国其他地区，又将迎来新一轮发展契机，城镇化的脚步还将继续加快，其中PC技术必将大显身手。据悉，上海城建集团国家住宅产业化基地已于去年11月取得国家住建部批复，从而正式成为上海首家以预制装配式住宅为核心的“全产业链”基地，上海城建计划在三五年内形成年产200万平方米构件的生产规模，并实现年产值过百亿的目标。
上海浦东浦江镇保障房建设基地地处闵行区鲁汇地块，总建筑面积达200万平方米，工程共分四期，由上海城建承建的“浦江一期”总建筑面积达61万平方米，其中的建筑工程大量采用PC技术。走进上海城建集团建筑工地，这里没有通常的建筑工地常见的泥浆遍地和尘土飞扬，也没有通常的噪声和喧闹，取而代之的是井然有序的吊装。在工厂里预先造好地框架、楼板、墙面、楼梯、阳台、窗框以及各种各样的内装预制组件，都整整齐齐地堆放在一边，几台塔吊正在有条不紊地起吊拼装。城建集团这一工厂化、标准化预制混凝土造房，颠覆了以往传统的造房方式，不仅工地干净整洁，工地劳动力也减少了三分之一，据了解，像这样的建筑工地，传统的农民工正在被经过专业培训的产业工人所取代。工人进入工地都要像进入地铁车站一样经过专门的通道用门禁刷卡，安全帽和工作服都是标准统一的着装，工地还设有专门的洗鞋池，人人做到安全生产、文明施工，一改以往工地的脏乱局面。当我们的目光透过几幢矗立一半或即将封顶的楼房，看到后面一大批拔地而起的建筑群——上海A块经适房用地浦江基地一期项目工地，一个未来大型居民区似乎呈现在了眼前，不远的将来，地铁轻轨将在这里通行，大型超市和购物中心也将会在这里矗立。
在上海浦东浦江镇，上海城建集团所掌握的PC建筑技术已经在这个大型保障性居住社区——浦江镇鲁汇基地瑞和新城项目中推广运用。届时，一期工程中61万平方米总建筑面积中的5.15万平方米的浦江保障房一期PC项目PC化率将达50%至70%，明年计划建设PC住宅将进一步跃升至20万平方米。为确保PC技术的成功推广和首批PC保障房的高品质、高质量，上海城建将在保障房中率先使用简装模式，使室内空间得到更好利用。
在现场项目经理的陪同下，记者随后来到了浦江镇城建集团工地建设指挥部。据这里的城建市政项目经理张喆介绍：城建工地的管理人员、工程技术人员与工地建筑工人的人员比例是1:3，大大高出传统的建筑队伍，而城建PC技术体系项目管理人员中的骨干，大都是高学历且去过海外经过培训的专业人才，而工地的建筑工人则是集中招募过来经过专业培训的技术工人，从而组成了这支城建的PC“特种部队”，又被称作城建的“黄浦一期”。
同济大学建筑工程系现代预应力预制结构研究室主任薛伟辰告诉记者，在欧美发达国家，可持续建筑已成为新世纪发展的重点，它不仅使建筑业从粗放型向集约化转变，而且注重对环境、资源的保护，是建筑业可持续发展的必由之路。针对我国地域广阔、人口众多、建设规模巨大，对能源需求和资源供给有很大矛盾等具体情况，应有借鉴有选择地学习国外的先进技术，并结合执行我国建筑标准，特别是抗震防火标准，从规范、强化建筑工程质量入手，加大建筑科技创新的力度。PC技术从过去的大量采用一次性木板现浇的做法开始向工厂化钢模预制过渡，从而因地制宜地利用可再生能源，走有我国特色的可持续建筑的发展道路。薛伟辰教授说：“科技创新提升了企业科技水平和核心竞争力，又使城建集团科技开发体系得到了进一步的完善，从而奠定了PC科技创新工作的基础。”
据悉，从1992年到2012年，伴随着上海飞速发展的脚步，上海城建也经历了跨越式发展的20年，20年来，作为上海城市基础设施建设主力军的上海城建员工，承建了上海300多项重大工程项目，从隧道到轨交，从高架到公路，从燃气管道到污水治理，从打造城建精品到全面推广可持续建筑，都印下了城建人的汗水和足迹，记下了城建人的奉献和智慧。“上海城建集团，挥写都市辉煌”的勉励之语，激发着城建职工创造了一个又一个奇迹和第一：国内率先在施工中应用双圆盾构——M8线轨道交通工程；世界第二、亚洲最大的沉管越江隧道——外环隧道；世界上最大直径的盾构工程——上中路隧道和上海长江隧道……这20年，是上海城建经营创新、科技创新、管理创新的20年，是上海城建团结奋进、勇于开拓、追求卓越的20年。国家和上海经济快速发展，培育了上海城建从弱到强，由小变大，走向全国，跨入海外。
据统计，建筑业是典型的消耗大量资源和能源的产业，对人类环境会产生不小的负面影响。其中，建筑业对地球能源的消耗、对水资源、木材和耕地的占用，每年都有上升的趋势。从而进一步加剧了地球的生态失衡、空气污染、温室效应和水源污染。上海住房保障与房屋管理局住房建设监管处处长张立新认为：建筑界正在发展的PC技术，也是意识到建筑业自身对环境造成的影响之后，积极探索如何将对环境的负面影响降到最低限度的一种做法。张立新博士说：“今年6月市政府相关文件已明确了上海未来发展预制装配式住宅的目标、重点和具体的鼓励措施，对本市住宅产业化的发展指明了方向。今年的重点是推进试点项目的建设，这其中就包括了保障性住房和商品房建设的双管齐下。保障性住房由于户型相对比较单一、规整，有利于户型的标准化，也有利于装配式住宅的发展，因此在保障性住房中的试点，也是我们重点推广的一个领域。”
上海城建的实践，是探索未来可持续建筑有效途径，更是一项建筑领域的“绿色革命”。让建设过程更环保、让建筑本身更节能，近几年来上海城建的重大工程无论是建设过程还是建设目的，都更加强调以保护环境为己任。“不能在建设发展与破坏环境之间画等号，不能把美好生活与生态环境对立起来。”在重大工程的建设过程中，上海城建如此演绎“城市，让生活更美好”的理想。近年来，上海城建主导的“绿色工程、绿色安装”评选活动，得到了业内企业的积极响应，取得了实实在在的效果。从而实现施工安装的节约安装、环保安装、优质安装和高效安装，用实际行动落实科学发展观，让重大工程获得“绿色生命”。

浦江镇保障房建设工地，训练有素的建筑工人在井然有序地吊装

拥有近20年PC构件制造经验的部品制造厂，其产量在上海占50%，产品出口美国、日本等国家

科研先行，造福上海
近几年，上海城建集团在住宅产业化领域，逐步实现了旗下城建设计总院、地下设计院、城建置业、隧道股份、城建市政、物资公司等产业链上下游企业集团式作战的合作推进模式，企业先后成立国家级住宅产业化基地、上海预制装配住宅研发中心、上海大学-城建(集团)公司建筑产业化研究中心及上海城建BIM信息化仿真中心，为持续推动上海的建造方式向着绿色环保方向发展提供前沿技术支撑。
目前，上海城建的企业科研已全面实现“133411”工程，即拥有1个市级企业技术中心，3个市级专项学科技术中心，3个院士工作室，4家高新技术企业，1家城市天然气专家顾问室，1个博士后工作站，并形成了一个三级技术开发平台，通过引进消化国内外先进技术，发展本企业技术体系和提高企业的技术水平，从而来为企业生产经营服务，为科技成果的产出服务。
为进一步探寻住宅产业化的全生命周期，记者来到了位于肇嘉浜路的上海城建地下空间设计研究总院。研究总院的二楼是PC深化研究部，二楼走廊的尽头，就是仿真研究中心。通过研究中心的大屏幕投影电视，记者看到了上海城建国家住宅产业化基地研发中心的几幢样板房，从房屋框架到外墙面、内装修，全部采用预制拼装。据了解，两年前，由上海城建集团先期投资1亿多元建设的上海首个“上海预制装配式建筑研发中心”，1号实验楼如今已经建成。实验楼所采用的住宅产业化模式，未来将会在实际中进一步运用。坐在地下空间设计研究总院的办公室里，你可以预见到，不久的将来，上海许多建筑工地都有望告别“街头混凝土搅拌车来回疾驰，施工现场泥泞脏乱，建筑外墙容易开裂，房屋保温层定期补修”的场景。一种“像搭积木一样造房子”的新型住宅产业化模式将会逐步取代传统的混凝土现浇建筑模式，将上海引入一个建筑品质更高、寿命更长、保温更佳、环保性能更突出的全新建筑时代。
上海地下空间设计研究总院院长崔勤告诉记者，在PC工地现场,可以拼装出高品质的商务楼、住房、体育馆以及任何你想要的建筑形式，住宅产业化模式将使建筑精度精确到2毫米以内，较传统混凝土现浇施工精度提高3—4倍。崔勤向记者介绍，上海市政府已在去年正式颁布《关于推进住宅产业化的若干意见》，上海将大力推进住宅产业化工作，并于2015年内实现本市装配整体式住宅面积占住宅开工总量的20%左右，逐步实现全市新建公共租赁房和内环线以内新建住宅全面采用装配整体式住宅方式建造，PC化率30%以上。这也就意味着不少上海市民将有望在近几年内就体验到这种全新的高品质绿色住宅。
在二楼的仿真研究中心，崔勤院长进一步介绍，上海预制装配式建筑研发中心未来将会打造成一个集住宅产业化技术研发、试验、生产、示范为一体的“产、学、研”高新技术研发基地。目前，上海城建在PC技术上实现突破的同时，引入国内外建筑业信息化的先进理念，采用“建筑信息模型”即BIM技术，用于建筑的全生命周期的管理，利用BIM技术逐步实现PC建筑建造前的虚拟建造和仿真，施工过程的4D、5D管理及建成后运营维护数据的共享。崔勤解释说：“以前我们要想看到一个房子长得什么样子，人住进去舒不舒服，我必须等到这个房子盖完之后才知道。现在有了BIM技术之后，我们可以提前知道房子是什么样子，人走进去之后感觉是什么样，包括房屋的造价，包括每天的耗电量是多少，里面的供暖通风好不好，包括可以预知不同季节不同时间的每间房间的光照情况。一年的维护费用是多少，所有这些方面都可以提前规划、设计。同时，未来上海城建PC项目中采用的每一块PC预制构件都有一张量身定做的信息记录单，详细记录了PC构件的设计明细、用料及现场牢度、精度测试结果。有关人士介绍，这张独一无二的‘身份证’将伴随构件一生，任何时候、任何地点，只要输入相应代码，就可追溯至某块墙板、楼梯的生产厂家、设计师甚至建造工人，为建筑产品质量的可溯可控提供保障。”
据悉，近期，上海城建集团还将在位于奉贤海边的研发中心动工建造预制装配式建筑研发中心2号实验楼，在纯PC技术的基础上，将引进PC住宅与工业化装修一体技术，进一步加入大批新型节能材料和建筑工艺实验运用。“比如，将采用‘墙板夹芯保温’技术，通过工厂化预制将保温材料像做‘三明治’一样内置于混凝土墙体内，保温性能更好、抗火性能更强，且可实现无机保温材料与建筑同寿命，免除了外墙保温易受腐蚀及老房保温层失效的烦恼。”同济大学薛伟辰教授介绍说。
由于目前上海每年采用PC技术建造的建筑占全市新开工建筑的总量不到3%。目前，上海市政府已明确制定了本市加速推进住宅产业化工作的路线图和时刻表，并通过容积率补偿等方式，对率先进入该领域的龙头企业给予一定奖励。住宅产业化需要的不仅仅是PC技术，更是一个完整的产业链条，客观上也对企业的准入门槛提出了很高的要求。
作为上海PC建筑的骨干企业，上海城建PC设计、生产已经先行一步，事实证明，绿色环保、引领时代的可持续建筑理念必将造福上海、造福人类。如果有一天，当您漫步在未来精心打造的绿色建筑群中，当上海城市肌理的特征、城市生活的记忆空间和令人陶醉的城市意象，一幕幕展现在你的眼前时，那将是怎么样的一种惬意和神奇！在那一刻，你一定会从心里发出感慨：城市可以让生活变得更美好。