你好，這里是BIMBOX。

今天我們聊聊裝配式建筑，內容一共分三個部分，一是說說裝配式建筑的來頭和現狀，二是深入的談一款國產裝配式設計軟件，三是談談我們對國產軟件的看法。

壹：越來越熱的裝配式建筑

「像造汽車一樣造房子」，這句話是建筑大師柯布西耶提出來的。意思是通過「標準化設計、工廠生產、裝配式施工、一體化裝修，信息化管理」的手段，來實現建筑產品的建造過程。

實際上，裝配式建筑并不是開天辟地的新技術，從某種角度來說，它反倒是某種意義上的返古。咱們要是使勁往回倒，古人類尼安德特人就會用大型動物的骨骼、下顎和牙齒組合搭建茅屋。

古代中國的「裝配式建筑」，最早也可以追溯到距今約7000年前，當時房屋的木樁、梁、柱、木板等構件都是先用精妙的榫卯連接預加工，再到現場裝配。

反倒是到了現代，隨著混凝土的發明，建筑施工開始采用混凝土現澆的方式，這種方法優點是施工取材方便，造價成本低，一體澆筑整體性好。

隨之而來的缺點是，很多工序都需要在現場完成，施工周期長，主體干完才能干施工，一層施工完畢才能進行下一層的施工工作，用工量和物料損耗大，碰到惡劣天氣的還得暫停施工。

一個技術出現和普及，必然是能在某些方面提升社會整體的效率或者收益，現場澆筑技術解決了上一個時代的問題，那就是生產效率低、難以規?；?/p>

而我們說裝配式建筑是某種意義上的「返古」，并不是說我們退回到了上一個時代，而是沿用了之前的裝配式理念，同時用新技術不斷去解決那時候遺留的各種問題。中國的裝配式建筑，也正是在技術和宏觀政策不斷的變化中，經歷了幾次起伏。

建國后不久，國務院就發布了《關于加強和發展建筑工業化的決定》，1958年，第一批「大板房屋」在國內出現，光是北京就建成了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，再加上技術的防水、抗震等技術不成熟，退出了歷史舞臺。

直到2016年，國務院辦公廳印發了《關于大力發展裝配式建筑的指導意見》文件，「裝配式」這個詞才又回到了人們的視野，各地也出臺相關的鼓勵政策，隨著新的加工技術、安裝技術和數字技術不斷出現，裝配式在人們的質疑聲中默默進化，幾年時間已經形成了一個龐大的產業。

目前，盡管還存在著一些問題，但裝配式建筑已經整體上實現了這么幾個目標：

? 經過對建筑的模塊化拆分，形成可以批量生產的構件，比現場手工作業精度更高，質量更可控，標準化模塊組裝拼接也可以滿足多樣化的建筑需求。

? 機械化帶來的不僅僅是單個構件的降本提質，隨著工廠訂單的增加和技術的革新，可以在整體上提升所有構件的性價比，目前這種提升還沒有遇到天花板。

? 在理想狀態下，裝修可隨主體施工同步進行，在現場只做裝配吊裝，縮短建設周期。

? 裝配式與 BIM 技術相遇，借助三維模型進行深化設計出圖、建立構件庫、進行材料統計，生產數據甚至可以直接對接到工廠設備。

最近這兩年，裝配式建筑又趕上了一個天字號的大方向：碳中和。

中國計劃于2030年前達到二氧化碳排放峰值，爭取2060年前實現碳中和。中國建筑部門的碳排放量約占全國碳排放總量的20%，而如果以建筑全過程來看，以2018年為例，中國建筑全過程碳排放總量占全國碳排放的比重為51.3%。在這樣的時代背景下，綠色建筑和裝配式建筑，在未來幾十年將會是一個穩步上升的行業。

貳：國產裝配式軟件，能不能打？

今天想聊的軟件，是我們最近才了解到的國產軟件 PKPM-PC。

首先值得一提的是，最新版本的 PKPM-PC 是基于 BIMBase 開發的裝配式設計軟件，而 BIMBase 是構力科技完全自主知識產權的國產BIM基礎平臺。

不過，自主知識產權這件事我們不作為評判一款軟件好壞的標準，關鍵還是看軟件本身好不好用、能不能解決實際問題。

簡單來說，PKPM-PC 定位于滿足裝配式方案報審、結構建模、一體化裝配式設計、專項裝配式深化設計、計算分析等不同階段和角色的需求，實現三維拆分預制構件、自動生成鋼筋和吊裝件，生成構件詳圖、輸出材料統計、建立并預制構件庫、BIM數據對接生產加工設備等應用。

說起這個軟件，還有不小的來頭。

2016 年，就在國務院辦公廳印發《關于大力發展裝配式建筑的指導意見》后不久，脫身于中國建研院的構力科技，就承接了國家十三五重點研發項目《基于 BIM 的預制裝配建筑體系應用技術》課題，同年年底發布了 PKPM-PC 的第一版。

當時國家剛開始推裝配式，很多企業還不知道該怎么玩，構力科技找到了當時裝配式做得比較好的幾家企業——中建科技、遠大住工、三一筑工，建立了戰略合作，一起做課題研究，尋找裝配式的方向，直到 2019 年又發布了軟件的 V2 版本。

裝配式的痛點之一就是出圖量特別大，傳統的建筑只要出施工圖就可以了，而裝配式建筑的成果圖必須出到詳圖的階段，這就導致圖紙量成指數級的上升。從 2019 年到 2020 年這兩年，PKPM-PC 非常關注的一個點就是出圖質量和效率的問題。

裝配式設計在國內普及度還沒有那么高，所以構力在這一款軟件的市場策略上，不僅僅是提供一個軟件，還是要跟用戶一起討論交流怎么去做好裝配式的項目，再把用戶的需求轉化成產品功能，甚至會去陪著客戶一起做項目，跟用戶一起摸爬滾打地成長，一直到今年，隨著 BIMBase 的正式發布，PKPM-PC 也正式來到了2021版。

與其說它是被研發出來的，不如說是和軟件的用戶一起野蠻生長起來的。甚至裝配式設計的「BIM化」，都是從用戶那里來的。

這種和用戶一起成長的特性，可以在不斷迭代之后的軟件功能中看出來很多。那下面咱們就一起快速看看軟件的功能，也一起看看裝配式設計是怎么玩兒的。

1.結構建模

PKPM-PC 本身支持軸網、梁、板、柱墻、樓梯等構件的建模，也支持構件開洞等修改功能。

對于手里已經有圖紙的設計師，可以通過 CAD 圖紙識別功能來自動生成模型，梁、墻、柱、軸網、門窗等都可以通過圖層和參數的設置一鍵生成。

軟件提供了一個很棒的功能，就是識別圖紙的時候可以一并識別拆分方案，讓設計師在識圖建模的同時，完成設計拆分工作和裝配式構件的創建。比如，你可以根據預制樓板的拆分方案圖，對預制樓板進行拆分。

2.方案設計

有了模型，進行一些墻、梁構件合并的預處理，就可以給不同的構件指定預制屬性了，就是告訴軟件哪些部分屬于預制構件，比如將板指定為預制樓板，接下來就可以開始設計這些構件的拆分方案。

拿預制板舉例，可以根據規范，將板拆分成整體式（雙向疊合板）和分離式（單項疊合板）。混凝土強度等級、預制板厚度、擱置長度等參數也可以自行設置。

預制板有等分和模數化拆分方式，可以按一定寬度均分，也可以定義最大寬度和模數，軟件自動計算并完成拆分，針對一些地區的特殊要求，可以設置拆分方向和倒角。

你可以通過排列修改的功能，選擇拆分好的樓板進一步調整參數。拆分記錄里可以保存每次調整好的拆分方案，后續可以批量布置拆分構件。

預制墻、預制柱、預制梁、預制樓梯等裝配式主要構件的拆分，原理跟樓板類似，區別主要是在參數的設置，軟件會根據每種不同的構件提供對應的參數選項。

除了這些常規構件，軟件對裝配式建筑設計的其他預制構件，比如空調板、陽臺板、梁帶隔墻、預制飄窗等等，也都可以靈活的進行拆分參數設置。

3.結構計算

PKPM-PC 本身不直接支持結構計算，不過可以把拆分完成的模型導入到PKPM結構設計軟件中進行計算分析，計算完成之后再把計算結果導回到PKPM-PC中，再進行后續的深化設計工作。

4.深化設計

這個板塊主要包括鋼筋設計和附件設計兩個大的方向，涉及到的構件包括樓板、墻、梁、柱、樓梯等主要構件，也包含了空調板、陽臺板、隔墻、外掛板、飄窗等特殊構件。

鋼筋設計的第一步就是配筋值的錄入，很多設計師最習慣的還是用平法的方式輸入配筋值，軟件也提供了直接輸入平法數值的方式，敲幾個字母數字，錄入工作就完成了。

如果用 PKPM 進行了結構計算，這一步就可以直接把計算結果導入到軟件，實現配筋參數的自動錄入。

接下來就是輸入配筋的構造參數，軟件一開始是提供了國標圖集中的默認參數，對于用戶不斷提出的特殊生產需求，也在開發的過程中迭代出了很多非標的選項。

比如按圖集要求，預制板底筋需要「對稱排布」，但用戶在實際生產的時候，會發現很多加工機械沒法滿足這個要求，那軟件就為客戶提供了「順序排布」方式。

比如規范要求鋼筋搭接長度是35倍的鋼筋直徑，而用戶更習慣用鋼筋伸出板的距離來進行控制，軟件也滿足了這種接地氣的需求。

再比如，桁架和鋼筋的相對位置，規范只給了一種模式，但用戶在實際項目中發現，這種模式在一些工況中放不下管線，想要解決這個問題，要么把鋼筋插到桁架筋里，要么是修改受力筋和分布筋的相對位置，這種來自一線實踐的辦法也被做到了軟件里。

參數設置好之后，鋼筋的建模就是幾秒鐘的事了，只要框選相應的墻梁柱板構件，所有鋼筋就按照規則自動生成，不需要手動建模。

對于不同構件之間的底筋碰撞，也可以選擇避讓方式，框選構件，軟件會把所有碰撞的鋼筋自動移開設置好的距離。

鋼筋自動排布之后，就可以開始設計構件的附件了，比如吊裝用的埋件或吊鉤。

設計的過程不需要一個個建模，點開對話框，選擇吊鉤或加強筋，選擇規格尺寸，輸入幾行幾列的排布參數，框選板、梁、柱等構件，該有的東西就都生成好了。

5.預留預埋

在設計預留預埋的時候，可以像結構自動翻模一樣，直接識別 CAD 底圖里面的線盒，還是用選項和下拉菜單的方式，選擇構件庫里對應的規格型號，直接生成線盒模型和對應的預留預埋。

圖紙中的預埋孔洞也可以用同樣的辦法直接識別生成?？拷A制板邊緣的洞口，可以自己設定邊緣剪切的閾值，超過這個數值就會自動做裁切板的處理。

當線盒與鋼筋發生碰撞的時候，互相避讓也是個很麻煩的問題，軟件本來提供了手動調整的方式，但用戶嫌太花時間，于是他們又開發了兩種自動的模式。

一種是鋼筋避讓，直接選擇線盒，輸入避讓距離，軟件自動批量完成鋼筋的移動或者彎折。

另外一種是線盒避讓，對于那些線盒定位精度要求沒那么高的情況，只要選中線盒，輸入避讓范圍和大致定位，也能批量完成避讓。

對于洞口的位置，規范要求做對應的加強筋，還是不需要手動改模型，直接用下拉菜單的方式選擇鋼筋的避讓或者折斷，選擇相應的補強，再按照規范選擇補強的規則，框選洞口，就一次性批量處理好了。

6.裝配率指標檢查

說實話，看到這個接地氣的功能還是挺驚訝的，這是我們第一次在一款軟件中看到政策方面的檢查和統計。

在完成裝配式模型的拆分之后，需要對拆分方案進行裝配率的計算，來判斷方案是不是滿足裝配率的指標要求，軟件不僅提供了國標裝配率計算，還根據各地方的計算方法不同，提供了北京、深圳、江蘇、上海、浙江、河北、廣東、湖南、四川、福建等多地區的裝配率計算模式。

根據項目情況輸入指標計算信息，計算完成后會自動生成裝配式建筑評分表，還能把計算結果一鍵導出為滿足報審要求的裝配率計算書，節省了大量的手算時間，真的是相當貼心。

7.圖紙、清單和計算書

裝配式項目中圖紙構件詳圖眾多，編號、材料清單和出圖都是很惱人的工作，重復性大還容易出錯，軟件的這個模塊就是專門解決這些問題的。

首先是各種構件的編號，根據不同工廠的生產訴求不同，有的企業希望按照混凝土塊進行編號，有的企業要細化到鋼筋級別，有的企業還要考慮機電的預留預埋；是從左往右編還是從上往下編，每家企業也可能不一樣。

軟件就在不停的迭代中做出了一套很詳細的編號規則設置，設置好之后，所有編號的工作都由軟件自動完成。

利用自定義排圖功能，導入自己需要的圖簽和圖框，調整各種圖紙的位置和距離，保存成屬于自己的配置文件。

接下來，只要多選項目中的構件，就可以根據保存的配置文件，批量自動生成符合要求的加工圖、鋼筋圖、詳圖，甚至可以自動生成鋼筋表、附件表、構件信息表等等，不需要任何修改，直接打印就能用。

軟件也提供了獨立的材料清單和構件清單功能，像是預制構件的數量、材料體積、重量、鋼筋用量、相關附件型號及數量等數據信息都可以一鍵生成表格，直接導出到Excel。

針對前面做的所有構件設計，軟件可以輸出計算書文件，滿足部分項目的計算需求，計算書是全自動生成的，規范中要求的計算參數和公式都會詳細的列出來，還可以把多個計算書合并成一個文檔一起導出。

8.導出數據

在模型數據的導出方面，PKPM-PC 軟件可以通過插件導出到 Revit，或者直接導出到 ArchiCAD 進行合模工作，也支持導出 FBX 格式，在多專業協同的時候比較有用。

裝配式設計和一般項目設計最大的區別，就在于裝配式的后端會對接到工廠的生產需求。目前真實的項目中，比較多的做法是先用裝配式設計方式出圖，再由專門的人員整理成 Excel 表格，告訴生產部門每種構件的生產量。

而用三維軟件做設計，這些信息本來就是天生自帶的，可以跳過「畫圖再讀圖」的環節，直接從模型數據轉化成機械可識別的加工數據。

PKPM-PC 可以使用導出工廠數據功能，直接把生產數據上傳到工廠的生產管理系統，將設計數據轉化為生產數據，驅動生產加工設備。這一點真正體現了 BIM 技術在裝配式設計中的作用。

9.實用工具

除了前面說到的主要功能，軟件還提供了很多提高生產力的小功能，咱們在這兒就不一一列舉了，挑幾個比較突出的功能來說說。

復制功能

很多住宅項目是對稱或者陣列的戶型，做好一部分構件的深化設計之后，可以利用帶過濾的復制功能，選擇預制板、預制梁、預制墻等構件，批量完成復制設計的工作。

方案爆炸圖

爆炸視圖這東西在一般建筑里作用不大，但在裝配式設計中就真的很有用了，可以直觀的展示每一個裝配式構件裝在項目的什么位置。

軟件的爆炸視圖功能，可以自定義模型的文字引線和標注樣式、爆炸構件的顏色和透明度，生成爆炸圖后如果對構件的位置不滿意，還可以自由拖動調整位置，方便直觀的進行方案展示。

構件庫和附件庫

前面我們說到的很多功能，比如構件的設計，鋼筋的設計，為什么可以通過下拉菜單和輸入參數的方式來完成呢？秘密就在于軟件提供了一套好用的庫。

構件庫和附件庫里，包含了符合國標圖集的各類預制構件，還有各種結構連接件、支模吊裝件、水暖電功能件、其他功能件、填充物構件，參數可以任意修改保存。

對于一些特殊的省份，比如湖南省，軟件可以直接對接到云端的湖南省構件庫，本地和在線的庫文件隨時保持同步更新，這樣就能保證設計出來的構件是符合當地要求的。

用戶也可以在做項目的過程中，把自己拆好的構件添加到構件庫里，作為公司的數字資產不斷積累，后面再做類似項目時，就不需要重新做一遍，直接拿來調用就行。

（叁）「野蠻生長」的國產軟件環境

最后，以 PKPM-PC 為代表，BIMBOX 和你聊聊我們對國產軟件的想法。

今年我們看到很多國產軟件開始集體發力，與國際通用的軟件相比，國產軟件固然還有很多技術上的不足，但他們背后的企業有兩個獨特的優勢：一是對政策的敏感性，二是對一線需求的深度下潛。

? 政策這個層面我們按下不表，單獨說說用戶下潛。

我們在談軟件的時候，經常跟你提到「知識封裝」這個概念，不同軟件對封裝的態度不同，拿出的解決方案不同，自由度不同，舒適度和效率也不同。

我們看到 PKPM-PC，作為一款三維設計軟件，在交互過程中很少有直接的建模工作，而是把這些操作封裝成一個個填寫參數、下拉菜單的對話框，這種封裝，是對用戶「懶」的尊重。

很多軟件也都能拐著彎地做裝配式設計，無非是更費功夫，PKPM-PC 本身也提供了基礎建模的功能，但用戶很「懶」，不愿意這么做，那就做了很多一鍵生成模型的功能。

比如鋼筋可以一根一根的畫，但用戶不愿意這么做，那就設計出自動根據規則布置鋼筋的功能。

經過知識封裝的軟件，不是通用軟件，你用它做一個異形建筑的方案設計，或者設計一個空調系統，肯定是不行的，但它把裝配式設計這件事做到了極致，凡是用戶犯懶的地方，全都給自動化完成，一套流程走下來，不多不少，正好完成裝配式設計的全部工作。

? 裝配式設計，到底該遵循什么原則？該兼顧二維的效率還是三維的質量？

PKPM-PC 沒有被傳統方法拘束，也沒有被BIM思想綁架，該二維繪制就二維繪制，該平法錄入就平法錄入，只要最終生成的模型和數據滿足生產需求，而用戶的要求就是天字號的開發目標。

一款服務于工程項目的軟件，該有哪些功能，不是開發人員坐在辦公室里想出來的，而是以用戶的需求為養料，一點一點長出來的。有些地方規范和圖集跟不上現場的真實需求，或者有的項目尺寸和模數在圖集里壓根就不存在，那軟件就為客戶開發更自由的工作方式。

? 在另一個層面，我們也看到國產軟件在開放性合作方面的樂觀未來。

前一陣子，構力在北京發布了自主知識產權的國產BIM基礎平臺 BIMBase，有機會再專門給你講講它，今天篇幅原因就不展開說了。我們看下來發現，它有著很強的二次開發能力和數據開放性，構力科技的BIM、裝配式、綠建、結構幾個方向的軟件進化到今天，正是基于「換芯」之后 BIMBase 的這種開放性。

未來我們期待看到，這款野蠻成長于一線實踐需求的生產軟件，在開放的路上走得更遠，成長為裝配式建筑市場中一個系統性的解決方案，也希望能有更多做裝配式的企業，借助這種開放性，把數據接入到更多的系統，建立更豐富的標準庫，做出屬于自己的利器。

我們了解構力已經在尋找合作伙伴一起做這樣的事，如果你的企業也想嘗試目前已經成型的 PKPM-PC 軟件，或者希望和構力的小伙伴一起探索裝配式的實施路徑，可以在官網申請試用。

好了，今天的內容就聊到這兒，有態度，有深度，BIMBOX，咱們下次見！