BIM技术在装配式建筑中的应用

高畅 戴金 张朋

摘要：装配式建筑以其标准化设计、工厂化生产、机械化施工得到了建筑业内的广泛关注及重视，是一种环保、节能、高效的建筑生产方式。而BIM技术作为建筑领域的一种信息化技术，具有可视化、模拟性、协调性、优化性、可出图性等特点。本文将BIM技术应用到装配式建筑，从建设项目全寿命周期的角度看，可以极大的提高建设项目设计、施工、运维的工作质量、效率及管理水平，推动新型建筑业向工业化和信息化方向的发展和融合。

Abstract： The prefabricated building has received extensive attention from the construction industry for its standardized design， factory production and mechanized construction. It is an environmentally friendly， energy-saving and efficient construction method. As an information technology in the field of architecture， BIM technology has the characteristics of visualization， simulation， coordination， optimization， and portability. This paper applies BIM technology to prefabricated buildings. From the perspective of the life cycle of construction projects， it can greatly improve the quality， efficiency and management level of construction project design， construction， operation and maintenance， and promote the new construction industry developing towards industrialization and informatization.

关键词：BIM技术;装配式建筑;施工模拟

Key words： BIM technology;fabricated building;construction simulation

中图分类号：TU17                                        文献标识码：A                                  文章編号：1006-4311（2019）21-0190-02

0  引言

当前我国建筑传统生产方式相比较于国外的建筑方式还相对落后，不注重建筑信息集成一体化，设计阶段与施工环节配合不契合，导致了建筑材料消耗大、建设工程施工效率低、建筑施工周边环境污染严重等突出问题，急需在国家经济转型升级的政策背景下走产业化生产模式。装配式建筑的标准化设计、工厂化生产、机械化施工正好打破了传统建筑生产方式的诟病，得到了建筑业内的广泛关注及重视，是一种环保、节能、高效的建筑生产方式。

与现浇式建筑生产相比，装配式建筑的建筑构件可在构件工厂内进行产业化生产，运输到施工现场后可直接用吊装设备进行安装，即方便又快捷，建筑构件的质量也更容易得到有效控制，还可缩短建筑工程施工工期;周转料具的投入量减少，料具租赁费用也大大降低;施工现场湿作业量也有显著下降，即有利于环境保护，也可在一定程度上降低建筑材料的浪费;并且构件的机械化成度提高，可最大限度的减少现场施工人员配备。

但是，装配式建筑在设计时，必须充分考虑到建筑构件在生产、运输、安装等方面的各种实际问题，以及各个施工项目方面的协调问题，如果这些不能得到有效解决，将会产生各方面的设计冲突，导致大范围的施工、设计变更，从而影响工程施工进度，导致工程施工成本的增加。

然而，我国装配式建筑目前还不能做到完全的标准化一体设计，不能够满足建筑工业化的自动生产模式，施工现场预制构件安装的效率低下，施工项目的各个参与方协调沟通能力较差，建筑资料信息化管理水平还有待提高，这些问题严重阻碍了装配式建筑的在我国的快速发展。

2017年2月24日，国家为了推动预制装配式建筑在我国的快速发展，国务院特别印发了《国务院办公厅关于促进建筑业持续健康发展的意见》，《意见》中指出，国家将大力推广装配式建筑，力争用10年左右的时间，使装配式建筑占新建建筑面积的比例达到30%。发展装配式建筑是建造方式的重大变更，有利于促进建筑业与信息工业化深度融合。而为了增强建筑业信息化发展能力，加快推动信息技术在装配式建筑中的应用，住建部早在2016年就印发《2016-2020年建筑业信息化发展纲要》，《纲要》中明确指出：“研究开发基于BIM的集成设计系统及协同工作系统，实现建筑、结构、水暖电等专业的信息集成与共享。”

2004年，我国建筑业正式引入BIM技术，并在2011年将BIM技术纳入第十二个五年计划。近年来，我国将近百分之八十的世界百强设计企业都已将BIM技术纳入应用范围。为了促进BIM技术在我国的快速发展，很多大型设计的单位还专门成立了BIM技术研究中心，广泛开展BIM技术的应用和推广，甚至还开展了建筑全生命周期的信息技术服务。

BIM技术其本质就是建筑信息模型，它与传统的二维建筑图纸不同，传统的建筑CAD图纸就只是将建筑物以点、线、面的方法呈现出来，而BIM技术是利用计算机技术将建筑建成后的基本图像以三维立体模型的方式展现，还在其中储存了大量的建筑工程项目施工信息，真正的实现了建筑信息集成化协同处理。

本文从四个阶段分析BIM技术在装配式建筑中的应用。

1  设计阶段

工程设计是建设项目的龙头。在建设项目设计阶段，各专业的设计工程师可以基于BIM技术进行三维协同设计。BIM技术可以让二维平面图纸和3D立体模型随时随地的进行转换。设计方将建设项目三维模型设计出来以后，将三维模型交给建设方和施工方，若有不满意或者不符合要求的地方，建设方和施工方不需要将图纸再交还给设计方更改，而是可以利用BIM技术直接在计算机上进行更改，这个更改将会同步到每一个设计方，减少了交回图纸并进行更改的时间。

BIM技术可以对建筑工程的选址及场地进行规划和分析，比如建筑面积分析，建筑性能分析，能源消耗分析，采光、日照分析等，建筑场地的选址关乎到随后施工时的各种构件运输和构件吊装机械的安装，十分重要。

BIM建模中运用到了“族”的设计，将整个建筑工程施工中所需要的异形建筑构件名称、类型、数量、尺寸进行逐一创建，并进行分类统计，预计每个建筑材料的大概使用时间，不仅可以让技术人员在3D立体模型中观察各个构建之间的契合度，还可以使施工阶段不因为过多过早的材料堆放、建筑材料尺寸不契合等方面造成建筑材料的浪费，或者建筑工程施工工期的延迟。

碰撞检查是BIM技术另一重要功能。它利用建好的3D立体模型可以进行不同专业之间的以及专业本身的多种碰撞检查，主要包括硬碰撞和间隙碰撞，也有少数的单专业碰撞和多专业碰撞。硬碰撞主要是指建筑实体结构在空间上有一定的交叉重合，特别是在没有同一标高的情况下，主要发生在结构梁、柱构件和空调、通风、给排水管道等处。间隙碰撞则是指两个实体结构在空间结构上并不存在交叉重合，但他们之间的距离不符合设计要求的距离，一般出于安全考虑，都被认定为此处碰撞，主要发生在不同管道之间。通过碰撞检查可以在设计阶段，即施工之前发现设计中的碰撞点，并及时的对碰撞点进行设计修改，直到消除所有碰撞点为止。这在一定程度上大大的减少了施工阶段的设计变更，從而提高了设计的质量、缩短了施工的工期、节约了施工的成本。

2  施工阶段

通常建筑工程施工进度缓慢，施工效率都得不到很好的掌控，很容易因为天气、交通等种种问题延误工期，导致建筑工程无法如期交付，造成资金等方面的损失。BIM技术恰恰充分考虑到了这一点，我们可以将实现规划好的施工日期、进度、工程量等输入构建好的3D立体模型中，即可对施工进度进行虚拟演示，并可以随时随地将建筑工程施工现场的实际进度与BIM技术的虚拟计划进度进行对比，观察现场施工进度是否合理，可对当前施工进度进行相应的调整，减少因为各种原因造成的施工工期延误。

建筑工程项目施工过程中最重要的就是施工安全问题。安全是一个建筑施工企业的效益表现，没有了安全，也就没有了效益。传统的建筑施工现场的安全交底，通常就是项目技术人员对现场施工人员的耳口相传，施工人员通常都不太能接受并记住，而BIM技术的虚拟建模可以显示出建筑工程施工现场的易发生危险的区域，并进行标识，以此来减少建筑施工安全事故的发生。

BIM技术还可以对建筑工程施工现场进行合理的划分，对施工现场的建筑材料进行三维布置，能够有效减少建筑材料进行二次运输的费用，还可以防止因为建筑材料堆积而造成的建筑施工操作空间的过度狭小。

3  管理阶段

通常在一个建筑工程项目中建筑工程成本管理也是一项相当复杂的工作，这其中包括建筑材料资金管理、建筑设备租赁购置资金管理、建筑工人工资管理等，这些项目管理的复杂之处就在于管理时需要将其逐一拆分，精确到一种构件、一件设备或者一个人上，这个过程是繁琐而易错的。这个时候就要想到BIM技术，运用BIM技术并结合计算机及其相应的通讯技术，以建筑工程施工项目当时所处的社会市场环境作为基础依据，对建筑工程施工中所涉及的建筑材料费、材料运输费、大型设备租赁费、建筑工人住宿饮食费以及建筑工人工资等费用进行处理，并且在需要时可以一件提取某一项建筑费用进行系统查看，使得建筑工程成本管理变得简单化、智能化。

4  运营阶段

一个建设项目竣工后，由施工方将符合要求的竣工模型提交建设单位，供后期的运营维护阶段使用。在运营维护阶段，管理方就不仅可以根据设计和竣工图纸，还可以根据反应真实情况的BIM模型，模型里包括了施工时的具体过程、建筑材料的使用情况、各种建筑用设备的租赁与调试记录以及工程中的各种设计变更情况，同时还可以加载运维阶段的资产信息、空间信息、设备设施信息等丰富BIM运维模型。当出现个别情况需要进行后期维护与管理时，管理方就可以及时发现和维修，减少问题发现与处理的时间，降低不必要的资金支出。

BIM技术在装配式建筑设计、施工、运维等阶段中的应用，都是基于其可视化、模拟性、协调性、优化性、可出图性的特点，对建设项目进行三维可视化的协同设计，对危险性较大的分部分项进行施工方案的设计及模拟，基于运维模型进行空间、资产、设备设施等管控，从建设项目全寿命周期的角度看，极大的提高了建设项目设计、施工、运维的质量及管理水平，推动了建筑业的信息化。

重视BIM技术的发展，建立健全相关制度规定，大力培养更多BIM的技术型人才，国家应出台相应政策法规，扶持BIM技术的发展，改善BIM技术在建筑业中的应用环境，增强建筑企业发展BIM技术的积极性。同时BIM技术的快速发展也推动着我国装配式建筑走向成熟，走向新型建筑产业化。

参考文献：

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