只敲参数不建模，国产装配式软件这么能打了？

你好，这里是BIMBOX。

今天我们聊聊装配式建筑，内容一共分三个部分，一是说说装配式建筑的来头和现状，二是深入的谈一款国产装配式设计软件，三是谈谈我们对国产软件的看法。

壹

越来越热的装配式建筑

「像造汽车一样造房子」，这句话是建筑大师柯布西耶提出来的。意思是通过「标准化设计、工厂生产、装配式施工、一体化装修，信息化管理」的手段，来实现建筑产品的建造过程。

实际上，装配式建筑并不是开天辟地的新技术，从某种角度来说，它反倒是某种意义上的返古。咱们要是使劲往回倒，古人类尼安德特人就会用大型动物的骨骼、下颚和牙齿组合搭建茅屋。

古代中国的「装配式建筑」，最早也可以追溯到距今约7000年前，当时房屋的木桩、梁、柱、木板等构件都是先用精妙的榫卯连接预加工，再到现场装配。

反倒是到了现代，随着混凝土的发明，建筑施工开始采用混凝土现浇的方式，这种方法优点是施工取材方便，造价成本低，一体浇筑整体性好。

随之而来的缺点是，很多工序都需要在现场完成，施工周期长，主体干完才能干施工，一层施工完毕才能进行下一层的施工工作，用工量和物料损耗大，碰到恶劣天气的还得暂停施工。

一个技术出现和普及，必然是能在某些方面提升社会整体的效率或者收益，现场浇筑技术解决了上一个时代的问题，那就是生产效率低、难以规模化。

而我们说装配式建筑是某种意义上的「返古」，并不是说我们退回到了上一个时代，而是沿用了之前的装配式理念，同时用新技术不断去解决那时候遗留的各种问题。中国的装配式建筑，也正是在技术和宏观政策不断的变化中，经历了几次起伏。

建国后不久，国务院就发布了《关于加强和发展建筑工业化的决定》，1958年，第一批「大板房屋」在国内出现，光是北京就建成了1000多万平方米的大板房屋。到了90年代，装配式大板房屋由于户型单一，再加上技术的防水、抗震等技术不成熟，退出了历史舞台。

直到2016年，国务院办公厅印发了《关于大力发展装配式建筑的指导意见》文件，「装配式」这个词才又回到了人们的视野，各地也出台相关的鼓励政策，随着新的加工技术、安装技术和数字技术不断出现，装配式在人们的质疑声中默默进化，几年时间已经形成了一个庞大的产业。

目前，尽管还存在着一些问题，但装配式建筑已经整体上实现了这么几个目标：

➤ 经过对建筑的模块化拆分，形成可以批量生产的构件，比现场手工作业精度更高，质量更可控，标准化模块组装拼接也可以满足多样化的建筑需求。

➤ 机械化带来的不仅仅是单个构件的降本提质，随着工厂订单的增加和技术的革新，可以在整体上提升所有构件的性价比，目前这种提升还没有遇到天花板。

➤ 在理想状态下，装修可随主体施工同步进行，在现场只做装配吊装，缩短建设周期。

➤ 装配式与 BIM 技术相遇，借助三维模型进行深化设计出图、建立构件库、进行材料统计，生产数据甚至可以直接对接到工厂设备。

最近这两年，装配式建筑又赶上了一个天字号的大方向：碳中和。

中国计划于2030年前达到二氧化碳排放峰值，争取2060年前实现碳中和。中国建筑部门的碳排放量约占全国碳排放总量的20%，而如果以建筑全过程来看，以2018年为例，中国建筑全过程碳排放总量占全国碳排放的比重为51.3%。在这样的时代背景下，绿色建筑和装配式建筑，在未来几十年将会是一个稳步上升的行业。

贰

国产装配式软件，能不能打？

今天想聊的软件，是我们最近才了解到的国产软件 PKPM-PC。

首先值得一提的是，最新版本的 PKPM-PC 是基于 BIMBase 开发的装配式设计软件，而 BIMBase 是构力科技完全自主知识产权的国产BIM基础平台。

不过，自主知识产权这件事我们不作为评判一款软件好坏的标准，关键还是看软件本身好不好用、能不能解决实际问题。

简单来说，PKPM-PC 定位于满足装配式方案报审、结构建模、一体化装配式设计、专项装配式深化设计、计算分析等不同阶段和角色的需求，实现三维拆分预制构件、自动生成钢筋和吊装件，生成构件详图、输出材料统计、建立并预制构件库、BIM数据对接生产加工设备等应用。

说起这个软件，还有不小的来头。

2016 年，就在国务院办公厅印发《关于大力发展装配式建筑的指导意见》后不久，脱身于中国建研院的构力科技，就承接了国家十三五重点研发项目《基于 BIM 的预制装配建筑体系应用技术》课题，同年年底发布了 PKPM-PC 的第一版。

当时国家刚开始推装配式，很多企业还不知道该怎么玩，构力科技找到了当时装配式做得比较好的几家企业——中建科技、远大住工、三一筑工，建立了战略合作，一起做课题研究，寻找装配式的方向，直到 2019 年又发布了软件的 V2 版本。

装配式的痛点之一就是出图量特别大，传统的建筑只要出施工图就可以了，而装配式建筑的成果图必须出到详图的阶段，这就导致图纸量成指数级的上升。从 2019 年到 2020 年这两年，PKPM-PC 非常关注的一个点就是出图质量和效率的问题。

装配式设计在国内普及度还没有那么高，所以构力在这一款软件的市场策略上，不仅仅是提供一个软件，还是要跟用户一起讨论交流怎么去做好装配式的项目，再把用户的需求转化成产品功能，甚至会去陪着客户一起做项目，跟用户一起摸爬滚打地成长，一直到今年，随着 BIMBase 的正式发布，PKPM-PC 也正式来到了2021版。

与其说它是被研发出来的，不如说是和软件的用户一起野蛮生长起来的。甚至装配式设计的「BIM化」，都是从用户那里来的。

这种和用户一起成长的特性，可以在不断迭代之后的软件功能中看出来很多。那下面咱们就一起快速看看软件的功能，也一起看看装配式设计是怎么玩儿的。

1.结构建模

PKPM-PC 本身支持轴网、梁、板、柱墙、楼梯等构件的建模，也支持构件开洞等修改功能。

对于手里已经有图纸的设计师，可以通过 CAD 图纸识别功能来自动生成模型，梁、墙、柱、轴网、门窗等都可以通过图层和参数的设置一键生成。

软件提供了一个很棒的功能，就是识别图纸的时候可以一并识别拆分方案，让设计师在识图建模的同时，完成设计拆分工作和装配式构件的创建。比如，你可以根据预制楼板的拆分方案图，对预制楼板进行拆分。

2.方案设计

有了模型，进行一些墙、梁构件合并的预处理，就可以给不同的构件指定预制属性了，就是告诉软件那些部分属于预制构件，比如将板指定为预制楼板，接下来就可以开始设计这些构件的拆分方案。

拿预制板举例，可以根据规范，将板拆分成整体式（双向叠合板）和分离式（单项叠合板）。混凝土强度等级、预制板厚度、搁置长度等参数也可以自行设置。

预制板有等分和模数化拆分方式，可以按一定宽度均分，也可以定义最大宽度和模数，软件自动计算并完成拆分，针对一些地区的特殊要求，可以设置拆分方向和倒角。

你可以通过排列修改的功能，选择拆分好的楼板进一步调整参数。拆分记录里可以保存每次调整好的拆分方案，后续可以批量布置拆分构件。

预制墙、预制柱、预制梁、预制楼梯等装配式主要构件的拆分，原理跟楼板类似，区别主要是在参数的设置，软件会根据每种不同的构件提供对应的参数选项。

除了这些常规构件，软件对装配式建筑设计的其他预制构件，比如空调板、阳台板、梁带隔墙、预制飘窗等等，也都可以灵活的进行拆分参数设置。

3.结构计算

PKPM-PC 本身不直接支持结构计算，不过可以把拆分完成的模型导入到PKPM结构设计软件中进行计算分析，计算完成之后再把计算结果导回到PKPM-PC中，再进行后续的深化设计工作。

4.深化设计

这个板块主要包括钢筋设计和附件设计两个大的方向，涉及到的构件包括楼板、墙、梁、柱、楼梯等主要构件，也包含了空调板、阳台板、隔墙、外挂板、飘窗等特殊构件。

钢筋设计的第一步就是配筋值的录入，很多设计师最习惯的还是用平法的方式输入配筋值，软件也提供了直接输入平法数值的方式，敲几个字母数字，录入工作就完成了。

如果用 PKPM 进行了结构计算，这一步就可以直接把计算结果导入到软件，实现配筋参数的自动录入。

接下来就是输入配筋的构造参数，软件一开始是提供了国标图集中的默认参数，对于用户不断提出的特殊生产需求，也在开发的过程中迭代出了很多非标的选项。

比如按图集要求，预制板底筋需要「对称排布」，但用户在实际生产的时候，会发现很多加工机械没法满足这个要求，那软件就为客户提供了「顺序排布」方式。

比如规范要求钢筋搭接长度是35倍的钢筋直径，而用户更习惯用钢筋伸出板的距离来进行控制，软件也满足了这种接地气的需求。

再比如，桁架和钢筋的相对位置，规范只给了一种模式，但用户在实际项目中发现，这种模式在一些工况中放不下管线，想要解决这个问题，要么把钢筋插到桁架筋里，要么是修改受力筋和分布筋的相对位置，这种来自一线实践的办法也被做到了软件里。

参数设置好之后，钢筋的建模就是几秒钟的事了，只要框选相应的墙梁柱板构件，所有钢筋就按照规则自动生成，不需要手动建模。

对于不同构件之间的底筋碰撞，也可以选择避让方式，框选构件，软件会把所有碰撞的钢筋自动移开设置好的距离。

钢筋自动排布之后，就可以开始设计构件的附件了，比如吊装用的埋件或吊钩。

设计的过程不需要一个个建模，点开对话框，选择吊钩或加强筋，选择规格尺寸，输入几行几列的排布参数，框选板、梁、柱等构件，该有的东西就都生成好了。

5.预留预埋

在设计预留预埋的时候，可以像结构自动翻模一样，直接识别 CAD 底图里面的线盒，还是用选项和下拉菜单的方式，选择构件库里对应的规格型号，直接生成线盒模型和对应的预留预埋。

图纸中的预埋孔洞也可以用同样的办法直接识别生成。靠近预制板边缘的洞口，可以自己设定边缘剪切的阈值，超过这个数值就会自动做裁切板的处理。

当线盒与钢筋发生碰撞的时候，互相避让也是个很麻烦的问题，软件本来提供了手动调整的方式，但用户嫌太花时间，于是他们又开发了两种自动的模式。

一种是钢筋避让，直接选择线盒，输入避让距离，软件自动批量完成钢筋的移动或者弯折。

另外一种是线盒避让，对于那些线盒定位精度要求没那么高的情况，只要选中线盒，输入避让范围和大致定位，也能批量完成避让。

对于洞口的位置，规范要求做对应的加强筋，还是不需要手动改模型，直接用下拉菜单的方式选择钢筋的避让或者折断，选择相应的补强，再按照规范选择补强的规则，框选洞口，就一次性批量处理好了。

6.装配率指标检查

说实话，看到这个接地气的功能还是挺惊讶的，这是我们第一次在一款软件中看到政策方面的检查和统计。

在完成装配式模型的拆分之后，需要对拆分方案进行装配率的计算，来判断方案是不是满足装配率的指标要求，软件不仅提供了国标装配率计算，还根据各地方的计算方法不同，提供了北京、深圳、江苏、上海、浙江、河北、广东、湖南、四川、福建等多地区的装配率计算模式。

根据项目情况输入指标计算信息，计算完成后会自动生成装配式建筑评分表，还能把计算结果一键导出为满足报审要求的装配率计算书，节省了大量的手算时间，真的是相当贴心。

7.图纸、清单和计算书

装配式项目中图纸构件详图众多，编号、材料清单和出图都是很恼人的工作，重复性大还容易出错，软件的这个模块就是专门解决这些问题的。

首先是各种构件的编号，根据不同工厂的生产诉求不同，有的企业希望按照混凝土块进行编号，有的企业要细化到钢筋级别，有的企业还要考虑机电的预留预埋；是从左往右编还是从上往下编，每家企业也可能不一样。

软件就在不停的迭代中做出了一套很详细的编号规则设置，设置好之后，所有编号的工作都由软件自动完成。

利用自定义排图功能，导入自己需要的图签和图框，调整各种图纸的位置和距离，保存成属于自己的配置文件。

接下来，只要多选项目中的构件，就可以根据保存的配置文件，批量自动生成符合要求的加工图、钢筋图、详图，甚至可以自动生成钢筋表、附件表、构件信息表等等，不需要任何修改，直接打印就能用。

软件也提供了独立的材料清单和构件清单功能，像是预制构件的数量、材料体积、重量、钢筋用量、相关附件型号及数量等数据信息都可以一键生成表格，直接导出到Excel。

针对前面做的所有构件设计，软件可以输出计算书文件，满足部分项目的计算需求，计算书是全自动生成的，规范中要求的计算参数和公式都会详细的列出来，还可以把多个计算书合并成一个文档一起导出。

8.导出数据

在模型数据的导出方面，PKPM-PC 软件可以通过插件导出到 Revit，或者直接导出到 ArchiCAD 进行合模工作，也支持导出 FBX 格式，在多专业协同的时候比较有用。

装配式设计和一般项目设计最大的区别，就在于装配式的后端会对接到工厂的生产需求。目前真实的项目中，比较多的做法是先用装配式设计方式出图，再由专门的人员整理成 Excel 表格，告诉生产部门每种构件的生产量。

而用三维软件做设计，这些信息本来就是天生自带的，可以跳过「画图再读图」的环节，直接从模型数据转化成机械可识别的加工数据。

PKPM-PC 可以使用导出工厂数据功能，直接把生产数据上传到工厂的生产管理系统，将设计数据转化为生产数据，驱动生产加工设备。这一点真正体现了 BIM 技术在装配式设计中的作用。

9.实用工具

除了前面说到的主要功能，软件还提供了很多提高生产力的小功能，咱们在这儿就不一一列举了，挑几个比较突出的功能来说说。

复制功能

很多住宅项目是对称或者阵列的户型，做好一部分构件的深化设计之后，可以利用带过滤的复制功能，选择预制板、预制梁、预制墙等构件，批量完成复制设计的工作。

方案爆炸图

爆炸视图这东西在一般建筑里作用不大，但在装配式设计中就真的很有用了，可以直观的展示每一个装配式构件装在项目的什么位置。

软件的爆炸视图功能，可以自定义模型的文字引线和标注样式、爆炸构件的颜色和透明度，生成爆炸图后如果对构件的位置不满意，还可以自由拖动调整位置，方便直观的进行方案展示。

构件库和附件库

前面我们说到的很多功能，比如构件的设计，钢筋的设计，为什么可以通过下拉菜单和输入参数的方式来完成呢？秘密就在于软件提供了一套好用的库。

构件库和附件库里，包含了符合国标图集的各类预制构件，还有各种结构连接件、支模吊装件、水暖电功能件、其他功能件、填充物构件，参数可以任意修改保存。

对于一些特殊的省份，比如湖南省，软件可以直接对接到云端的湖南省构件库，本地和在线的库文件随时保持同步更新，这样就能保证设计出来的构件是符合当地要求的。

用户也可以在做项目的过程中，把自己拆好的构件添加到构件库里，作为公司的数字资产不断积累，后面再做类似项目时，就不需要重新做一遍，直接拿来调用就行。

叁

「野蛮生长」的国产软件环境

最后，以 PKPM-PC 为代表，BIMBOX 和你聊聊我们对国产软件的想法。

今年我们看到很多国产软件开始集体发力，与国际通用的软件相比，国产软件固然还有很多技术上的不足，但他们背后的企业有两个独特的优势：一是对政策的敏感性，二是对一线需求的深度下潜。

➤ 政策这个层面我们按下不表，单独说说用户下潜。

我们在谈软件的时候，经常跟你提到「知识封装」这个概念，不同软件对封装的态度不同，拿出的解决方案不同，自由度不同，舒适度和效率也不同。

我们看到 PKPM-PC，作为一款三维设计软件，在交互过程中很少有直接的建模工作，而是把这些操作封装成一个个填写参数、下拉菜单的对话框，这种封装，是对用户「懒」的尊重。

很多软件也都能拐着弯地做装配式设计，无非是更费功夫，PKPM-PC 本身也提供了基础建模的功能，但用户很「懒」，不愿意这么做，那就做了很多一键生成模型的功能。

比如钢筋可以一根一根的画，但用户不愿意这么做，那就设计出自动根据规则布置钢筋的功能。

经过知识封装的软件，不是通用软件，你用它做一个异形建筑的方案设计，或者设计一个空调系统，肯定是不行的，但它把装配式设计这件事做到了极致，凡是用户犯懒的地方，全都给自动化完成，一套流程走下来，不多不少，正好完成装配式设计的全部工作。

➤ 装配式设计，到底该遵循什么原则？该兼顾二维的效率还是三维的质量？

PKPM-PC 没有被传统方法拘束，也没有被BIM思想绑架，该二维绘制就二维绘制，该平法录入就平法录入，只要最终生成的模型和数据满足生产需求，而用户的要求就是天字号的开发目标。

一款服务于工程项目的软件，该有哪些功能，不是开发人员坐在办公室里想出来的，而是以用户的需求为养料，一点一点长出来的。有些地方规范和图集跟不上现场的真实需求，或者有的项目尺寸和模数在图集里压根就不存在，那软件就为客户开发更自由的工作方式。

➤ 在另一个层面，我们也看到国产软件在开放性合作方面的乐观未来。

前一阵子，构力在北京发布了自主知识产权的国产BIM基础平台 BIMBase，有机会再专门给你讲讲它，今天篇幅原因就不展开说了。我们看下来发现，它有着很强的二次开发能力和数据开放性，构力科技的BIM、装配式、绿建、结构几个方向的软件进化到今天，正是基于「换芯」之后 BIMBase 的这种开放性。