模块化建筑设计与施工协同管理

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孝毅1 张琦2 王建华3

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摘要

随着建筑业工业化、绿色化转型的飞速发展,模块化建筑凭借“工厂预制、现场装配”的特性,在缩短工期、减少资源消耗、提升工程质量等方面优势显著,已成为建筑行业转型升级的重要方向。而设计与施工的协同管理作为模块化建筑落地的核心环节,直接决定其建设效率与综合效益。然而,当前模块化建筑实践中,设计与施工环节常处于割裂状态,存在模块拆分与现场吊装需求不匹配、信息传递滞后导致工期延误、协同责任边界模糊引发冲突等问题,严重制约模块化建筑优势的充分发挥。基于此,本文针对模块化建筑设计与施工协同管理展开系统分析,首先梳理模块化建筑核心特性与协同管理理论基础,明确关键协同要素与逻辑框架;进而构建适配的协同组织架构、全周期协同管理流程,完善信息共享机制与冲突解决策略;以期解决设计与施工协同脱节的实践痛点,为提升模块化建筑建设效率、推动建筑业工业化转型提供理论支撑与实践参考。


关键词

模块化建筑;设计-施工协同;协同管理模式;信息共享机制;全周期管理;工业化转型

正文


第一章 引言

在建筑业工业化转型与“双碳”目标推动下,模块化建筑以工厂预制、现场装配的模式,大幅缩短工期、降低资源消耗,成为行业高质量发展的重要路径。而设计与施工的协同程度,是决定模块化建筑优势能否落地的关键——相较于传统建筑,模块化建筑的模块拆分、生产、运输与吊装环节环环相扣,任一环节脱节都可能引发工期延误、成本超支等问题。当前,模块化建筑实践中普遍存在设计与施工协同不足的问题:设计阶段未充分考虑施工可行性导致模块拆分不合理,施工阶段难以及时反馈需求造成信息滞后,协同责任边界模糊还易引发多方冲突。现有研究多聚焦单一环节优化,缺乏对协同管理的系统性探索。基于此,本文围绕模块化建筑设计与施工协同管理展开研究,旨在构建科学的协同管理体系,助力模块化建筑高效推进。

第二章 模块化建筑设计与施工协同管理的核心理论与协同逻辑

1. 模块化建筑的核心特性与设计-施工协同理论基础

模块化建筑的核心特性体现在“模块化拆分与集成”“工厂预制与现场装配”“全周期协同依赖”三方面:模块作为标准化建设单元,需在工厂完成预制生产,再运输至现场装配,这一过程中设计方案直接决定模块生产可行性与现场施工效率,凸显设计与施工协同的必要性。其协同管理理论基础主要包括协同管理理论与并行工程理论:协同管理理论强调通过整合设计、施工等多方资源,明确协同目标与权责,打破环节壁垒,实现信息与流程的高效衔接;并行工程理论则倡导将施工需求提前融入设计阶段,变传统“设计完成后再施工”的串行模式为“设计与施工并行推进”,减少后期设计变更与施工返工,二者共同为设计-施工协同提供理论支撑,确保协同管理有章可循。

2. 模块化建筑设计与施工的关键协同要素(如模块拆分、信息传递、工期衔接)

模块化建筑设计与施工的关键协同要素,是保障全流程顺畅推进的核心抓手。模块拆分是首要协同要素,设计方需结合施工方提出的吊装能力、运输限制、装配工艺等需求,确定模块尺寸、重量与接口标准,避免因拆分不合理导致施工无法顺利开展;信息传递是协同的纽带,设计变更、模块生产进度、现场施工工况等信息需实时共享,若信息传递滞后或失真,易引发模块与现场工况不匹配等问题;工期衔接是协同的时间保障,设计周期、工厂生产周期与现场装配周期需精准对接,设计方需按施工工期倒排设计节点,施工方需根据模块生产进度调整现场准备工作,三者协同确保各环节无缝衔接,避免工期延误。

3. 设计与施工协同管理的逻辑框架(目标-流程-要素-保障)

模块化建筑设计与施工协同管理的逻辑框架,以“目标-流程-要素-保障”为核心,形成闭环管理体系。目标层明确“提升建设效率、控制成本、保障质量”的核心协同目标,为协同管理指明方向;流程层围绕“设计-生产-运输-装配”全周期,梳理设计与施工的协同节点,如设计阶段的施工需求对接、施工阶段的设计变更反馈,确保协同流程清晰;要素层聚焦模块拆分、信息传递、工期衔接等关键协同要素,明确各要素的协同标准与要求;保障层涵盖组织保障(成立协同管理小组)、制度保障(制定协同工作规范)、技术保障(搭建信息共享平台),为协同管理落地提供支撑,四层相互关联,共同构成科学、系统的协同管理逻辑框架[1]

第三章 模块化建筑设计与施工协同管理模式构建与运行

1. 模块化建筑设计-施工协同组织架构与职责分工

模块化建筑设计-施工协同组织架构采用“决策-协调-执行”三级联动模式,打破传统设计、施工分离的组织壁垒。决策层由建设方、设计方、施工方核心负责人组成,负责确定协同目标、审批协同方案、调配关键资源;协调层设专职协同管理岗,承担三方沟通对接工作,解决设计与施工的技术冲突、进度矛盾,同步更新协同进展;执行层包含设计团队的协同设计专员与施工团队的现场对接专员,负责落实具体协同任务,如设计方反馈模块拆分细节、施工方上报现场装配需求[2]。职责分工上,明确决策层对协同成效负总责,协调层需每周输出协同报告,执行层保证信息传递及时、数据准确,避免出现协同真空,为协同管理模式落地提供组织支撑。

2. 全周期协同管理流程设计(模块设计、生产、运输、吊装衔接)

全周期协同管理流程围绕“模块设计-工厂生产-运输调度-现场吊装”四大环节设计衔接机制。模块设计阶段,施工方提前介入,提供吊装设备参数、运输限高限重等需求,设计方据此优化模块拆分方案,同步生成数字化模块信息模型;工厂生产阶段,设计方与施工方共同参与模块质量验收,施工方同步开展现场吊装场地平整、设备调试;运输调度阶段,施工方根据现场吊装计划,与设计方、运输方确认模块运输顺序与到场时间;现场吊装阶段,设计方派驻技术人员驻场,解决吊装中的模块接口适配问题,实现各环节无缝衔接,减少返工与延误。

3. 协同管理信息共享机制与冲突解决策略

协同管理信息共享机制以数字化平台为核心载体,整合设计图纸、模块生产进度、现场施工日志等信息,设计方、施工方可按权限实时查看、更新数据,如设计变更即时同步至施工方,施工方将吊装进度反馈至设计方,确保信息“同源、同步、同标”。冲突解决策略采用“分级响应”模式:一般性技术冲突(如模块接口微调)由协调层组织设计、施工技术人员现场协商解决;重大冲突(如模块拆分方案需重构)上报决策层,联合第三方专家评估后确定调整方案;同时建立冲突台账,记录冲突原因、解决措施与结果,形成经验库,为后续项目协同提供参考,保障协同管理高效推进[3]

第四章 结语

本文围绕模块化建筑设计与施工协同管理展开研究,明确其核心理论基础与关键协同要素,构建“决策-协调-执行”三级组织架构、全周期协同管理流程及信息共享与冲突解决机制,有效解决设计与施工割裂、信息滞后、环节脱节等问题,为提升模块化建筑建设效率提供系统性方案。未来,协同管理将向数字化、智能化升级,如结合BIM与物联网实现模块全周期动态追踪,进一步优化协同精度。本研究未充分考虑不同气候区域、项目规模对协同管理的影响,后续可针对差异化场景设计适配方案,并探索协同管理与模块化建筑成本控制的结合路径,持续提升研究成果的实践价值。

参考文献

[1]唐华承,李冬娜.基于钢结构建筑的模块化集成设计与施工[J].中国建筑金属结构,2025,24(5):115-117.

[2]蔡维沛.基于数字化协同的建筑工程施工智能管理研究[J].中国招标,2025(7):199-202.

[3]黄凯.基于BIM技术的建筑设计与施工协同优化研究[J].中国厨卫,2024,23(9):323-325.


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