基于BIM思维的工业化住宅发展研究

许瑾璐

（福州外语外贸学院理工学院， 福建 福州 350000）

0 引言

建筑业带给人类生活的必须场所，但是在营建活动中，资源、能源的过度消耗，使人类赖以生存的生态环境遭到了越来越严重的破坏；随着社会的发展，居住品质的提高成为建筑设计时考虑的很大一个方面的主题。传统的建筑方式相对于社会的发展，从理念和技术上都已显现各种问题，因此住宅建筑的设计、建造的革新迫在眉睫。工业化住宅建造模式已成为新的发展方向。

工业化住宅是通过运用技术手段，对建筑生产的各个阶段进行系统整合，实现构件生产在工厂完成，施工现场进行装配，土建和装修一体化完成，整个施工过程流水作业化。同时装配式的建筑要求精度更高，进而提高了建筑质量。工业化住宅是建筑业技术进步的体现，是社会发展方向的必然。

1 工业化住宅发展的优点

工业化住宅的推广可以提高建筑质量。工业化住宅要求很高，建筑设计必须精细化、协同化，同时，工业化建筑要求施工误差以毫米计算，预制构件在工厂模具中生产，精度大大提高。同时工业住宅化可以提高混凝土浇筑、振捣和养护时的质量。

工业化住宅可以提高效率。对于工业化住宅，构件在工厂车间完成，工厂作业环境相对于现场更优越，生产效率提高，特别是一些高空作业，在工厂中进行工业化生产，不受天气条件制约，并可以进行流水，大大缩短工期。

节省劳动力并改善劳动条件。与现场施工作业相比，工业化住宅可以较多地利用自动化设备和工具，大大节省劳动力，同时生产工艺自动化程度高，降低了工人的劳动强度。

2 BIM技术的发展

BIM（Building information Modeling )，可以理解为“建筑信息化”。它的基础在于三维图形图像技术，用三维具象符号来表达一个个具体的实物。BIM的核心内容在于信息数据流，与真实世界里的实物非常具象的“虚拟构件”有了对应的ID名称，各类属性信息，这些信息从真实实物诞生开始逐步完善，并以电子数据的形式存在，在不同阶段都可以发挥出最大作用，直到真实建筑消亡。

3 基于BIM思维的工业化住宅发展

工业化住宅的建造特点决定了整个过程比其他建筑方式更加高度依赖信息化技术，基于BIM思维的工业化住宅思维的研究势在必行。

工业化住宅建筑的特点，要求各个设计部门、各个设计环节与各个施工环节必须实现信息共享，信息的全方位交流，实现密切的协同，BIM技术可以提供所需要的三维可视化检查，实现全过程的有效管理。

相对于现场施工，工业化住宅建筑模式使效率得到提高，资源得到有效利用，但是在优化的同时，全过程生产中，对所生产的构件必须执行更严格的要求，对构件生产的技术文件和生产质量精度控制都提出了更高的要求。不妨试想一幢大厦，需要把它拆分成一件一件可以具体工厂加工制造的建筑部件，若不借助 BIM技术，仍沿用传统的工程技术图样来处理拆分，难度系数将非常大，出错率也会极高。

实际上，在一些大型住宅工业化建筑施工过程中，常常会采用BIM技术来预先虚拟呈现一些关键构件的吊装运输工序，管理人员可以通过BIM模拟过程发现高危复杂环境下的吊装计划是否合理可行。这样可以有效规避掉一些安全事故的发生。

在住宅工业化建筑中，针对各个流程环节的管理要求会更加严格。同时更高度依赖信息化管理技术， BIM的信息管理云平台(或者叫项目管理门户) 是通过建立云数据中心，为设计、生产、装配信提供支持。通过建筑云数据中心形成企业资源数据库，实现协同过程的管理。

工业化住宅对BIM技术的迫切需求显而易见，BIM技术对工业化住宅价值巨大。工业化住宅的生产全过程中，各个环节都会用到BIM思维。

设计环节，运用BIM技术，在定量分析的基础上，可以选择适宜的结构体系，并进行优化拆分设计，避免预制构件在内部的预埋件或预留孔洞出错、遗漏、拥堵或重合，同时提高连接节点设计的准确性和制作、施工的便利性。

生产制造环节，根据施工计划编制生产计划，生产计划再细分到每个构件的具体信息，如构件的制作时间、工艺流程等，从而根据生产可行性与合理性提出对施工计划的调整要求，进行互动协作。三维图样的构件可以作为模具设计的依据和检验对照，同时预制构件钢筋骨架、套筒、预埋件等的三维表现，可以避免定位错误。

现场装配环节中，利用BIM进行施工组织设计，编制施工计划，构件和其他部品进场计划，编制施工成本计算和施工预算。通过从云数据中心调取数据，将虚拟模型与真实现场环境做匹配校验，先检验现场真实环境是否与设计数据一致，后调出正在空中吊着的那件装配部件的虚拟体与真实环境匹配定位，检查是否正确。

4 研究方案

以福建省福州市为例，福州市大力推动工业化住宅建筑全面发展，截至2019年，福州市已通过工业化建筑（设计阶段）认定的项目达到79个，项目共320万平方米的，其中PC项目40个，占全省PC项目总数59.7%，为完成2018年福州市新开工建设装配式建筑面积不少于 240 ㎡万 的目标打下良好基础。已有福州数字中国会展中心、海峡青少年活动中心、福州滨海新城综合医院、福州市老年大学教学楼、前锦新苑等 40个项目开工，面积约 220万平方米，占本市年度目标91.7%，完成福建省任务总数36.7%。

以福州市中海万锦花园II标段项目为例，此工程位于福州市福州晋安区福马路以南、福州电子职业中专学校北侧,总建筑面积90777.67 m2，其中地下室2层，9#楼为预制装配式建筑，40层，层高2.95m,屋面高度119.95m (女儿墙高度121.45m，出屋面构造高度125. 95m)，二层开始采用叠合梁、叠合楼板，竖向剪力墙采用现浇体系，支撑模板系统采用铝合金模板。该楼栋所运用的是“PC（指工厂化预制构件）+铝模”一体化施工体系，以可重复利用的铝模代替传统木模，将预制梁、板在预制厂的进行精准的专业化批量生产，最后将预制的建筑物主要结构像“搭积木”一样拼装实现快速施工。

中国人口结构迁移，在人口红利下降，环保要求提升与追求精益建造的大背景下，装配式建筑应运而生。由于现场作业少了，各项情况都将得到有效改观。该项目装配式住宅楼的建造比传统作业方式压缩了 30%以上的用工量，50%以上建筑垃圾的排放，与40%以上现场辅助材料的投入。

目前福州市工业化住宅建筑发展依然存在如整体设计水平不高、产业链各环节配合不紧密、专业施工工人少、缺乏有效监督手段等问题。今后加强施工图及拆分设计管理，深入推进建筑产业化设计工作会成为工业化住宅发展的重要环节，基于BIM思维的工业化住宅发展势在必行。