编者按
日前，由中国工程院院士肖绪文作序，中建科技集团有限公司董事长叶浩文撰写的建筑施工类重要专著《一体化建造》，已经由中国建筑工业出版社正式出版发行，深受读者喜爱。本网也以“高端访谈”的形式对专著作者进行了独家专访。为进一步扩大交流，让“一体化建造——建造活动的思维方法和新时代的绿色发展观”更加深入人心，助推我国建造方式变革，本网将陆续摘录刊发该专著的相关内容，以飨读者。敬请关注！
本期为大家推介的是“一体化建造”系列之四：建立科学合理的系统流程，发挥一体化建造的优势！
流程是一体化建造过程的基础，房屋建造过程的高效运行需要流程来驱动和协同运营。一体化建造的思维方法，必须要融入到房屋建造活动的全流程，才能发挥其一体化的优势和作用。一体化建造全流程涉及到产业链的不同环节、不同阶段，涉及到参与建造活动的不同专业、不同岗位和不同企业。如何建立科学合理的系统流程，实现生产活动的信息高速运转和有效传递，关键是“协同”，其核心内容是协同工作流程的建立与管理。
一、 一体化建造协同原则
（一） 三个统一的原则
一体化建造全流程协同应该坚持三个统一的原则：统一的技术标准、统一的管理标准和统一的协同工具。
1.统一技术标准
统一的技术标准是一体化建造全流程协同的核心。建筑设计、加工制作、装配施工三个环节以及建筑、结构、机电、装修四个设计专业之间的协同，必须是统一的技术标准，才能保障全产业链社会化分工后的无缝对接和无障碍集成。
设计采用的技术与标准应与构件加工的技术与工艺标准相匹配，设计图纸才能被加工岗位人员和机械设备所完全读取和正确理解，构件才能在现有生产工艺、生产设备和模具工装上进行加工，针对构件的过程管理和质量验收才能符合现行技术体系。
设计采用的技术与标准应与现场施工的工艺、工法相结合，设计要贯穿施工的全过程，现场吊具设备、工具工装也应与构件、部品部件配套，现场的政府监管体系、监理管理体系、质量验收和安全管理才可以无阻碍运行。
构件的生产加工技术标准应与现场装配标准统一，从而形成各方均能接受的构件进场验收结论，现场技术人员可直接理解各种预留预埋并保证与现场的其他管线、部件完全匹配对接。
2.统一管理标准
一体化建造全流程的管理链条包含多个管理岗位及管理流程线，在全过程需要采集、产生、处理、输入、输出海量信息，必须从全局层面设定统一的管理流程、管理岗位和信息格式。
固化管理流程可提高工作效率，实现各岗位的标准化职责，避免岗位人员变动带来的管理全链条“卡顿”，保障各种管理信息均按照标准化的格式采集、处理和应用输出。
固化管理岗位可实现管理链条的标准化、社会化分工，降低人员流动带来的效率影响，在不同岗位间的信息传递可无障碍对接。
标准化信息格式是指管理流程和管理岗位的各项数据信息、表格的规范化，极大提高信息利用效率，便于信息的采集、处理和应用，同时也便于各种信息全过程追溯，以单点的标准化信息保障整个工程项目质量、安全、进度、成本等目标顺利实现。
3.统一协同工具
当前BIM信息化技术大规模运用于工程管理，一体化建造的主要协同工具已经由传统纸质表格升级为各类电子类图纸数据。而各类设计软件、加工数控软件、工程管理软件既各有特点又采用不同数据标准，信息的有效传递和充分利用仍有待进一步完善，针对具体工程项目必须统一协同工具。
作为EPC工程总承包方应在工程项目开工之前，进行全流程软件工具策划，统一好各专业、各环节的应用软件，充分掌握不同软件之间数据传输的有效对接性，避免设计一套软件建模而施工又是“另起炉灶”重新用一套软件建模，从而造成大量的人力浪费。
同时，在过程管理的信息采集和输出工具，比如：扫码机、图像仪、RFID芯片等，应做到统一，保证信息归集处理的顺畅。
（二）工程建造统筹管理原则
1.工程建造组织化
工程项目实施高度组织化管理，是实现一体化建造的重要前提，通过高度组织化管理可以整合产业链上下游的分工，解决工程建设切块分割、碎片化管理问题，将工程建设全过程联结为一体化的完整产业链，促进生产关系与生产力相适应，技术体系与管理模式相适应，以实现资源优化配置。
一体化建造是以设计为主导，全面统筹采购、制造、装配，实现统一策划、统一组织、统一指挥、统一协调，局部服从全局、阶段服从全过程、子系统服从大系统，尽力实现在总承包方统筹管理下的设计、采购、制造、装配等各方的高度融合，实现工程建设高度组织化。
2.工程建造系统化
一体化建造的优势在于系统性的管理，在产品的设计阶段，统筹分析建筑、结构、机电、装修各子系统的制造和装配环节，各阶段、各专业的技术和管理信息前置化，进行全过程系统性策划，设计出模数化协调、标准化接口、精细化预留预埋的系统性建筑产品，满足一体化、系统化的设计、生产、装配要求。
工程建造系统化集成了设计、生产、装配技术。通过全过程多专业的技术策划与优化，结合工业化生产方式特点，以标准化设计为准则，实现产品标准化、制造工艺标准化、装配工艺标准化、配套工装系统标准化、管理流程标准化。在标准化的基础上，实现设计的产品便于工厂规模化生产和现场高效精细化装配，充分体现了一体化建造的优势。
3.工程建造流程化
建立科学合理的流程化管理，是保证设计、采购、制造、施工环节无缝衔接的重要措施。工程项目应建立在一个流程管理下的内部协调系统，围绕工程建造的整体目标，系统配置资源统筹部署、协调、管控。工程项目各参与方均在统一流程管理的统筹下处于各自管理系统的主体地位，围绕项目整体目标，实现各自系统的管理子目标，使工程建设项目的效率和效益大幅提高。
二、一体化建造设计流程
（一）设计流程分析
1.一般的建筑设计流程
一般的建筑设计过程可以分为三个阶段——前期阶段、设计阶段和服务配合阶段。前期阶段主要是确认设计任务，明确成果提交的标准、类型和数量等信息，一般以签订设计合同作为本阶段结束的标志，同时也是设计阶段的开始。设计阶段一般分为方案设计、初步设计（或扩大初步设计）、施工图设计三个阶段，这个阶段以交付完成的施工图纸为标志。服务配合阶段一般指交付正式的施工图纸到竣工验收之间，配合工程招标、技术交底、确定样板、分部分项验收，直至竣工验收等一系列的设计延伸服务工作。因此，一般设计项目的流程可以下简图表示（图4-1）。
图 4-1 一般建筑项目设计流程图
在实际工作中，许多建筑项目被切割成多个不同的段落（图4-2），不同的设计单位负责不同的任务。如果项目的管理者有很强的组织和统筹能力，这样的建筑项目往往能够取得不错的结果。但是，很多项目的统筹管理并不理想，结果管理的“碎片化”导致大量的冲突，重复工作、大量变更的情况比比皆是，项目超支、质量低下的情况也是普遍现象。
2.一体化建造设计流程
一体化建造设计与一般建筑相比，涉及的专业更多，除了建筑、结构、给排水、暖通、电气五个专业外，在设计流程上多了两个环节—建筑技术策划和部品部件深化与加工设计（图4-3），还需要增加室内、幕墙、部品部件和造价等四个专业，进行同步协同设计（图4-4）。
图 4-3 装配式建筑设计流程图
图 4-4 装配式建筑多专业协同设计流程图
一体化建造的设计应按照项目系统管理的理论，采用项目管理的工具和方法进行组织和协调。由于装配式建筑的部品部件主要在工厂生产，这就要求在生产之前部品部件的设计必须完成。一旦启动了生产，临时的变更就会因为高昂的代价而不具备可行性或带来巨大的成本增加与资源浪费。因此，部品部件的设计成为生产之前最重要的一个控制因素。相反，一般的现浇建筑，只要还没有施工，就有可能实现低成本乃至无成本更改。装配式建筑的部品部件不能随意更改的特点，恰恰是工业化流水线生产的基本要求。因此，设计工作必须协同进行。
对于装配式混凝土建筑来说，预制混凝土构件，受到设备管线预埋的制约，室内装修的施工图设计要求在构件深化设计进行之前应该完成。同样在主体结构上需要为外墙部件预留和预埋的连接件，也应在预制混凝土构件生产前做好设计，因此外墙的深化设计也要在结构构件的深化设计之前确定下来。一般来说，在建筑概念方案设计时，室内装修和外墙的设计工作就已经开始启动；建筑初步设计开始前，室内装修方案应已确定。
一体化建造的设计组织可以利用专门的项目管理软件，将9个专业的工作流程进行协同管理。重点需要关注的是专业之间的互提条件接口，控制好的这些关键点，装配式建筑的设计就会比较顺畅，反之，工作就很容易陷入“打乱仗”的状态（图4-5）。
图 4-5 建筑设计不同阶段相关方的参与和作用框图
（二）一体化建造设计要求
1.方案阶段协同设计要点
建筑、结构、设备、装修等各专业在设计前期即应密切配合，对构配件制作的经济性、设计是否标准化以及吊装操作可实施性等作出相关的可行性研究。
在保证使用功能的前提下，平面设计要最大限度地提高模块的重复使用率，减少部品部件种类。立面设计要利用预制墙板的排列组合，充分利用装配式建造的技术特点，形成立面的独特性和多样性。在各专业协同的过程中，使建筑设计符合模数化、标准化、系列化的原则，既满足功能使用的要求，又实现装配式建筑技术策划确定的目标。
2.初步设计阶段协同设计要点
初步设计阶段，对各专业的成果做进一步的优化和深化，确定建筑的外立面方案及预制墙板的设计方案,结合预制方案调整最终的立面效果，以及在预制墙板上考虑强弱电箱、预埋管线及开关点位的位置。装修设计需要提供详细的家具设施布置图，用于配合预制构件的深化。初步设计阶段要提供预制方案的“经济性评估”，分析方案的可实施性，并确定最终的技术路线。其协同设计要点如下：
（1）根据前期方案阶段的技术策划，满足国家和地方的相关政策和标准，确定最终的装配化指标；
（2）在总图设计中，充分考虑构件运输、存放、吊装等因素对场地设计的影响；
（3）结合塔吊的实际吊装能力、运输能力的限制等多方面因素，对预制构件尺寸进行优化调整；
（4）从生产可行性、生产效率、运输效率等多方面对预制构件进行优化调整；
（5）从安装的安全性和施工的便捷性等多方面对预制构件进行优化调整；
（6）从单元标准化、套型标准化、构件标准化等多方面对预制构件进行优化调整；
（7）结合结构选型方案确定外墙选用的装配方案，从反打面砖、反打石材、预喷涂料等做法中确定预制外墙饰面的做法；
（8）结合节能设计，确定外墙保温做法；
（9）从建筑与结构两个专业的角度对连接节点的结构、防水、防火、隔声、节能等各方面的性能进行分析和研究；
（10）通过优化和深化，实现预制构件和连接节点的标准化设计；
（11）结合设备和内装设计，确定强弱电箱、预埋管线及开关点位的预留位置。
3.施工图阶段协同设计要点
施工图阶段，按照初步设计确定的技术路线进行深化设计，各专业与构件的上下游厂商加强配合，做好深化设计，完成最终的预制构件的设计图，做好构件上的预留预埋和连接节点设计，同时增加构件尺寸控制图、墙板编号索引图和连接节点构造详图等与构件设计相关的图纸，并配合结构专业做好预制构件结构配筋设计，确保预制构件最终的图纸与建筑图纸保持一致。施工图设计阶段的协同设计要点如下：
（1）预制外墙板宜采用耐久、不易污染的装饰材料，且需考虑后期的维护；
（2）预制外墙板选用的节能保温材料应便于就地取材，满足保温隔热要求；
（3）与门窗厂家配合，对预制外墙板上门窗的安装方式和防水、防渗漏措施进行设计；
（4）现浇段剪力墙长度除满足结构计算要求外，还应符合模板施工工艺和轻质隔墙板的模数要求；
（5）根据内装和设备管线图，确定预制构件中预埋管线和预留洞等的位置；
（6）对管线较集中的部位进行管线综合设计，同时根据内装施工图纸对整体机电设备管线进行设计，并在预制构件深化设计中预留预埋；
（7）对预埋的设备及管道安装所需要的支吊架或预埋件进行定位，支吊架应耐久可靠；支架间距应符合设备及管道安装的要求。穿越预制板、墙体和梁的管道应预留洞口或套管。
4.构件深化阶段协同设计要点
预制构件的深化设计是装配式建筑独有的设计阶段，应在施工图完成之后或与施工图同步进行深化设计。设计时，不仅需要建筑、结构、机电、内装等专业之间的协同，也需要与生产加工企业、施工安装企业进行协同。构件深化设计需要注意的要点有：
（1）建筑、机电专业应提供预制构件上应预留的给排水管洞，排风洞，燃气管洞、空调洞、排烟洞等洞口的准确定位及尺寸；
（2）机电专业宜尽量将电盒预留在现浇混凝土位置，预留在预制构件上的电盒应准确定位。机电管线穿过预制构件时，应预留孔洞；
（3）预制构件中应预留建筑外挂版所需的预埋件；
（4）构件加工及施工过程中需要的吊装、安装、支撑、爬架等预埋件应进行预留预埋。
5.室内装修协同设计要点
装配式建筑的内装设计应符合建筑、装修及部品一体化的设计要求。部品设计应能满足国家现行的安全、经济、节能、环保标准等方面的相关要求，应高度集成化，宜采用干法施工。装配式建筑内装修的主要构配件宜采用工厂化生产，非标准部分的构配件可在现场安装时统一处理。构配件须满足制造工厂化及安装装配化的要求，符合参数优化、公差配合和接口技术等相关技术要求，提高构件可替代性和通用性。
内装设计应强化与各专业（包括建筑、结构、设备、电气等专业）之间的衔接，对水、暖、电、气等设备设施进行定位，避免后期装修对结构的破坏和重复工作，提前确定各点位的定位和规格，提倡采用管线与结构分离的方式进行内装设计。内装设计通过模数协调使各构件、部品与主体结构之间能够紧密结合，提前预留接口，便于装修安装。墙、地面所用块材提前进行加工，现场无需二次加工，直接安装。
三、构件制作工艺流程
1.构件制作工艺流程
自动化生产线一般分为八大系统：钢筋骨架成型、混凝土拌合供给系统、布料振捣系统、养护系统、脱模系统、附件安装与成品输送系统、模具返回系统、检测堆码系统。
在模台生产线上设置了自动清理机、自动喷油机（脱模剂）、划线机和模具安装、钢筋骨架或桁架筋安装、质量检测等工位，全过程进行自动化控制，循环流水作业。
相比固定台模生产线，自动化生产线的产品精确度和生产效率更高，成本费用更低，特别是人工成本投入将比传统生产线节省50%。
2.固定模台工艺流程
固定平模工艺是指构件的加工与制作在固定的台座上完成各道工序（清模、布筋、成型、养护、脱模等）。一般生产梁、柱、阳台板、夹心外墙板和其他一些工艺较为复杂的异型构件等。
立模工艺的特点是模板垂直使用，并具有多种功能。模板是箱体，腔内可通入蒸汽，侧模装有振动设备。从模板上方分层灌筑混凝土后，即可分层振动成型。与平模工艺比较，可节约生产用地、提高生产效率，而且构件的两个表面同样平整，通常用于生产外形比较简单而又要求两面平整的构件，如预制楼梯段等。立模通常成组组合使用，可同时生产多块构件。每块立模板均装有行走轮，能以上悬或下行方式作水平移动，以满足拆模、清模、布筋、支模等工序的操作需要。
3. 构件制作常规工艺流程
图4-6 预制构件生产工艺流程图
4.构件制作协同要求
（1）构件厂根据自有的生产条件，针对构件尺寸、构件重量、构件细部构造、钢筋出筋、机电管线预埋方案、内装部品安装方案等，对各专业提出设计条件，协同设计应遵循标准化、简易化、集成化的原则。
（2）构件生产应协同设计与施工，进行预制构件生产评估，确定工程量，构件供应量，合理制定生产计划。
（3）钢筋自动化加工技术、钢筋骨架自动化组装技术应协同配筋设计技术，以节省人工、降低劳动强度、提高自动化水平、保证精度、便于构件精准连接为原则。
（4）凝土自动化浇筑技术应协同结构构件拆分设计技术，以构件标准化程度高、形位简单化为原则。
（5）与吊装、堆放、运输协同要求
①构件吊装应协同结构构件拆分设计和预留预埋设计技术，包括吊装点、吊装预埋件等的合理设计，以与构件匹配化、标准化为原则。
②构件堆放应协同结构构件拆分设计，同时考虑施工计划，合理进行构件堆放，对于特殊构件要设计专用堆放工装架体，以构件尺寸匹配、符合构件受力状态、保证构件质量为原则。
③构件运输应协同结构构件拆分设计和构件连接节点设计，以构件尺寸匹配、重量匹配、吊装顺序匹配、保证品质为原则。
四、施工的组织流程
一体化建造的施工环节相当于工业制造的总装阶段，是按照建筑设计的要求，将各种建筑构件部品在工地装配成整体建筑的施工过程。一体化建造的施工要遵循设计、生产、施工一体化原则，并与设计、生产、技术和管理协同配合。装配化施工组织设计、施工方案的制定要重点围绕装配化施工技术和方法。施工组织管理、施工工艺与工法、施工质量控制要充分体现工业化建造方式。通过全过程的高度组织化管理，以及全系统的技术优化集成控制，全面提升施工阶段的质量、效率和效益。
（一）装配式施工流程
装配式混凝土结构是由水平受力构件和竖向受力构件组成，构件采用工厂化生产，在施工现场进行装配，通过后浇混凝土连接或全干式连接形成整体结构，结构形式主要有装配式混凝土框架结构、装配式混凝土剪力墙结构。结构形式不同施工流程也有很大差异。
1.装配式混凝土框架结构施工流程
装配式混凝土框架结构竖向部件主要是预制柱，水平构件是预制梁、预制（叠合）楼板。其中柱子竖向钢筋主要通过灌浆套筒连接方式进行连接。
装配式混凝土框架结构，按照标准楼层的施工流程简单表述是：预制柱（墙）吊装→预制梁吊装→预制板吊装→预制外挂板吊装→预制阳台板吊装→楼梯吊装→现浇结构工程及机电配管施工→现浇混凝土施工。其中预制楼梯也可在现浇混凝土施工完毕拆模后进行吊装。
2.装配式混凝土剪力墙结构施工流程
装配式混凝土剪力墙结构竖向部件主要是预制剪力墙，水平构件是预制梁、预制（叠合）楼板。其中竖向结构钢筋主要通过灌浆套筒连接、浆锚连接、焊接等方式进行连接，墙底座浆或灌浆。水平方向主要由后浇混凝土段连接，后浇段一般位于边缘构件处。后浇混凝土段里面钢筋通过机械套筒连接、绑扎连接、焊接等方式连接。下面以装配式混凝土剪力墙结构的标准层为例简述施工流程，见图4-7。
图4-7装配式剪力墙结构施工流程图
（二）施工组织协同要求
1.施工组织安排要求
根据工程总承包合同、施工图纸及现场情况，将工程划分为：基础及地下室结构施工阶段、地上结构施工阶段、装饰装修施工阶段、室外工程施工阶段、系统联动调试及竣工验收阶段。
以装配式高层住宅建筑为例，工程施工阶段总体安排是，塔楼区（含地下室）组织顺序向上流水施工，地下室分三段组织流水施工。工序安排上以桩基础施工→地下室结构施工→塔楼结构施工→外墙涂料施工→精装修工程施工→系统联合调试→竣工验收为主线，按照节点工期确定关键线路，统筹考虑自行施工与业主另行发包的专业工程的统一、协调，合理安排工序搭接及技术间歇，确保完成各节点工期。其中：
（1）基础及地下室施工阶段：根据工程特点、后浇带位置以及施工组织需要进行施工区段划分，地下室结构施工阶段划分为N个区域进行施工，N个区组织独立资源平行施工。
（2）主体结构施工阶段：根据地上塔楼及工业化施工特点进行区段划分，地上结构施工分为塔楼转换层以下结构施工阶段和转换层以上结构施工阶段。各塔楼再根据工程量、施工缝、作业队伍等划分施工流水段。
（3）竣工验收阶段：竣工验收阶段的工作任务主要包含系统联动调试、竣工验收及资料移交。
2.施工进度管理要求
项目应最大限度地采用设计、生产、施工一体化的组织管理模式，进而能从根本上控制施工进度，提升管理水平和工程效率。
（1）项目进度管控。项目的进度管控内容，应从设计、生产、施工等各环节统筹考虑，充分发挥EPC总承包的优势。项目的进度管控，要从进度的事前控制、事中控制、事后控制等方面进行，形成计划、实施、调整（纠偏）的完整循环。
1）进度的事前控制，主要是在设计、生产阶段提前介入。要确定工期目标、编制项目实施总进度计划及相应的分阶段（期）计划、相应的施工方案和保障措施。其中重点是明确设计的出图时间节点和施工进度计划的编制。
2）进度的事中控制，主要是审核计划进度与实际进度的差异，并进行工程进度的动态管理，即分析进度差异的原因，提出调整的措施和方案，相应调整施工进度计划、资源供应计划。对于装配式混凝土工程，施工中应重点观察起重吊装机械的运行效率、构件安装效率等，并与计划和企业定额进行对比。
3）进度的事后控制，主要是当实际进度与计划进度发生偏差时，在分析原因的基础上应制定保证总工期不突破的措施；制定总工期突破后的补救措施；调整施工计划，并组织相应的协调配套设施和保障措施。
（2）项目进度协调。项目进度协调工作主要包括以下内容：
1）设计协调：设计是构件生产的前提，构件生产是现场施工安装的前提。所以，装配式混凝土建筑，要统一协调管理，以期高效。设计阶段的出图时间和设计质量直接影响到构件深化设计和工厂的生产准备，从而影响工程整体进度。对设计的进度要求一般在项目策划阶段，就同工程总进度计划一起予以明确。构件厂、施工现场技术人员应与设计人员紧密联系，必要时应召开协调会。
2）构件生产协调：在工程总进度计划确定之后，施工单位应排出构件吊装计划，并要求构件厂排出构件生产计划。现场施工人员应同构件厂紧密联系，了解构件生产情况，并根据现场场地情况考虑构件存放量。
3）现场准备协调：构件进场前，施工单位应与构件厂商定每批构件的具体进场时间及进场次序。构件进场应充分考虑构件运输的限制因素，既要确定场外运输线路，也要确定场内外行车路线。
（3）工序穿插作业。在施工过程中针对不同工序组织穿插作业，是装配式建筑的最大优势。施工中应与当地行政主管部门进行沟通，采取主体结构分段验收的形式，提前进行装饰装修施工的穿插，实现多作业面同时有序施工，对于提高项目的整体效率和效益十分明显。
（预制建筑网）