BIM技术在装配式建筑结构施工中的应用

郑 伟 胡 彬 廖志勇

（1．遂宁广利工业发展有限公司，四川 遂宁 629000；2．四川职业技术学院，四川 遂宁 629000）

1 BIM技术的相关技术要点和内涵

1.1 BIM的概念

BIM技术是指建立基于3D技术的相应数字模型，并通过改进建设项目信息的方式，为建筑工程施工单位提供完善的技术支撑，即建筑信息模型技术。其中BIM技术中的相应建模技术，能够极大地提升建筑施工人员的工作效率，并且优化内部工作结构，给项目的施工提供安全保障。

1.2 BIM的技术在制造建筑领域的特点

BIM技术具有协调、虚拟、可视化和优化的特点。其中，可视化意味着BIM技术可以直接在建筑结构的相关信息中提取相应的几何和物理信息。通过数字建模的方式，优化建筑施工项目的各个阶段，为建筑设计人员提供完善的建筑方案和施工图纸。BIM技术凭借自身完善的性能，不需要借助其他的软件工具，就可以建立可视化的数字模型。BIM技术主要依托于BIM建模软件平台。其中有完善的建筑结构施工信息和参数，能够直接建立相应的建筑施工图，可以为建筑施工人员提供可视化的操作界面，其中动态施工模拟和日照分析模拟极大地保障了建设项目的设计阶段的顺利进行。建筑设计人员应当根据实际的生产需要，选择相应的BIM建模软件，进行相关的操作。协调性是指由于建筑工程的设计方、施工方、管理方存在不同的工作交叉。BIM技术具有良好的施工协调性，例如在进行建筑结构碰撞系统测试时，BIM模型能够对调试过程中相应的参数快速进行反馈，有利于设计和施工人员根据相应数据及时有效的沟通。BIM建模技术，支持不同利益相关方在施工各阶段的相关要求，有利于在建筑施工过程中进行设计图的修改和更新，方便设计图完善。并且可以使建筑项目顺利进行而不受时间和空间的限制。BIM技术能够以图纸的形式进行展示，方便施工项目的设计方与业主方进行及时有效的沟通，降低施工难度和成本，保证施工项目最终的质量。虚拟性是指BIM技术可以在建筑结构施工的过程中，进行各项目的仿真工作，尤其是在设计、运营管理和施工阶段，起着非常关键的作用。在项目设计阶段，建筑施工人员可以利用BIM的虚拟特性进行一系列模拟实验。例如模拟热传导、模拟紧急疏散、模拟节能特性、模拟应急情况等。

2 当前我国装配式建筑结构施工存在的问题

由于我国装配式建筑结构施工跟国外发达国家相比，起步较晚，还处于初级阶段，很多技术并不完善，受到现有的设备、技术和相关理论的限制，很难进行科学有效的装配式建筑结构施工工作。目前，中国装配式房屋的建设成本远高于现浇建筑，并存在诸多制约因素。

2.1 施工标准不完善

由于我国装配式建筑施工相关的标准并不完善，缺少相应的配套政策和优惠政策，到目前为止，还没有形成科学统一的标准，不能进行大规模的推广，形成相应的规模效应。直到最近，我国为了优化装配式建筑结构才开始公开征求意见，其中技术规范、消耗量定额和评价标准依旧不够成熟，引入时存在一定滞后，影响了现有预制建筑结构的施工工作。政府对企业的支持不足，缺乏激励措施。由于目前我国政府没有对装配式建筑进行相应的宣传工作，消费者对装配式建筑的安全性、可靠性和稳定性还存在怀疑的态度。许多消费者不愿意购买装配式建筑，这极大地限制了市场上装配式建筑项目的推广。此外，作为一种新型住宅建筑模型，装配式建筑需要政府在早期阶段进行一定的财政和政策支持。但是目前我国在税收、金融、技术、土地等方面尚未提供全面的优惠政策，而且奖励措施也比较缺乏。因此，建筑公司的装配式建筑结构工程难以有效实施。国家对装配式房屋建筑征税不合理，目前装配式建筑的预制件征税为18%，而其他建筑材料只有4%，这种差别化的税收政策极大地影响了建设单位开展装配式建筑施工的积极性。装配式建筑预制件的投资非常大，这又增加了建筑成本，使得装配式建筑结构的施工工作存在很多障碍。

2.2 装配式建筑的施工系统不完善

传统项目设计和施工分离。由于我国目前在项目采购时，依旧采用了平行发包的方式进行相应的招标工作，将建筑施工的设计、施工、设备安装等阶段分别与不同的设计公司和建筑公司签订合同，相应的施工工作是在不使用总承包方法的情况下进行的。装配式建筑施工需要统一的设计，生产和施工。总承包企业必须拥有较强的自主设计能力和生产能力，依靠先进的施工技术和完善的设备进行相应的施工工作。然而目前市场上具有成熟完善的装配式建筑施工能力的企业并不多，这就影响了建筑施工项目很难统一地进行展开。其次，装配式住宅建筑结构并不完善，因为目前我国主要采用现浇方式进行住宅建设。房屋结构主要采用传统的混凝土结构，或少量的钢结构和砖结构，没有采用预制混凝土结构。这就导致了预制建筑项目市场有限，应用空间狭窄，难以发挥自身的优势。

2.3 预制建筑的施工标准不统一

由于缺乏完善的预制构件标准体系，导致了市场上预制构件的占有率很低，通用部件非常少，给施工项目带来了采购方面的困难。根据调查结果显示，目前日本已经建立了1万多种预制构件产品库，其中包括外维护部件、内装饰部件、结构部件、设备部件、机械部件等，每个预制构件都具有统一的标准规范。正是由于外国在装配式建筑施工领域，根据实际的施工需要建立了完善的预制件数据库，装配式建筑才能迅速发展。产品供应商可以根据相应的标准，进行预制构件的生产。这为装配式建筑的施工单位带来了极大的便利。但是我国目前只有很少的企业能够进行预制构件的设计和生产。这种情况对装配式房屋建筑项目的系列化和规模化发展非常不利。例如现场预制构件的布置摆放、选择起重机位置、预制构建的连接、机械的作业方式、预制构件的精准度检测等方面缺乏完善的技术理论支撑，很多施工人员根据以往的经验，很难保证建设项目的最终质量，而且目前中国在预制建筑的建设中，缺乏相应的人才，并且信息技术落后。这使得装配式建筑结构的施工工作在短期内变得更加困难且难以改进。

3 BIM技术在装配工程项目中的应用

3.1 完善BIM技术在设计阶段的应用

BIM技术主要通过BIM建模软件平台进行装配工程设计工作。设计人员可以利用这项技术进行信息建模，将建模软件中的相应数据与实际建筑施工结构的参数进行对比，从而保证建设项目可以顺利、高效地进行。在传统的建筑过程中，由于建筑设计者通常是按照图纸进行平面设计的，然后再进行立体化的模型搭建，最后，根据施工的实际情况修改设计图纸。这种工作方式导致了设计阶段存在着大量的技术误差，同时效率也难以提升。通过 BIM技术可以改变以往工作方式的弊端，施工设计人员能够将设计图纸的参数信息进行直观的模拟，无须根据图纸重复比较和修改，从而大大提高了工作效率。因此，BIM技术在建筑工程的设计阶段起着重要作用。建筑模型的构建是为了保障建筑设计人员能够进行便利的操作，由于BIM技术为设计者提供了非常容易操作的人机交互界面，不仅能够满足设计者实际的工作需要，同时能够保障模型的各项数据跟实际建设施工的数据相匹配，从而提高建筑工程的技术精度。

3.2 完善BIM技术在生产阶段的应用

在装配式建筑结构的施工过程中，施工人员使用BIM技术将生产所需的预制构件的相关材料参数信息上传到BIM数据平台。这样不仅能够保证装配式建筑结构预制件供应商能够根据信息，及时有效进行反馈，保证BIM模型相关参数可以满足实际施工需要，使得装配式建筑结构的施工工程顺利进行，避免参数问题而影响施工进度等现象的发生。为了在装配式建筑的构造中最大限度地保证各种类型的预制构件可以实现实际的工作需求。相关工作人员需要使用BIM技术对建造装配式建筑所需的预制构件进行参数化审核。同时利用RFID芯片，调整修改预制件的材质和尺寸，达到实际的施工需求。通过完善的 BIM数据库，可以为后续的工作进展提供便利的条件，同时能够保障施工方和产品供应商能够及时有效的沟通，确保装配式建筑的施工技术和供应配件能够满足实际施工需要

3.3 完善BIM技术在施工阶段的应用

装配式建筑施工单位的工作人员应采用BIM技术对现场施工环境进行全方位严格管理。在以往的建筑施工过程中，由于所需要的预制件数量较多，并且材质、类型等方面存在着一定的差异。常常因为摆放和编制的不规范，导致了施工项目进度受到影响，并且整体的施工质量也会难以保障。因此，采用BIM技术进行预制建筑施工管理可以有效地减少这些问题。工作人员可以对施工现场中的细节进行真实有效的模拟管理，施工场地部署和管理计划能够协调统一进行，避免工作人员因为操作不规范带来的各种问题，减少二次处理，提高工作效率，并能够有效地控制人力成本。利用BIM技术和RFID技术，施工管理人员可以充分优化装配结构管理模式，及时了解施工过程各个阶段的实际信息，并做出相应的调整和控制，这确保了装配式建筑项目可以科学有效地进行。

4 结语

装配式建筑结构施工技术对于完善我国建筑项目有着重要的意义，然而现阶段存在着预配件规格不统一，相关管理体系不完善等问题，为了有效地解决这些缺点，BIM技术应该被广泛应用于装配式建筑结构的建设中。BIM技术凭借自身良好的可视化、模拟化和优化性等特点，能够极大地提升施工效率，保障施工项目的质量。工程建筑结构设计师应根据实际施工需求和BIM软件的特点，改进施工过程的设计、生产和施工阶段。确保施工的各个方面都能有序开展，从而促进装配式建筑结构行业的不断发展。