BIM技术在装配式建筑中的应用探究

吴楚榆 刘焕玉 赵艳青

(阳光学院，福建 福州 350015)

当前工业化、城市化和信息化是推动社会发展的重要力量，建筑产业在城市化的进程中发挥了很大作用。建筑工业化是建筑产业发展的目标，也是社会进步的产物，并进一步推动城市化的发展。装配式建筑不仅具有工业化生产比例高、标准化程度高等特点，还具有“节能、绿色、环保”等特色，符合可持续发展的要求[1]，因此被视为实现建筑工业化的有效途径而为人们广泛关注。然而当前装配式建筑的发展仍处于一个较低水平，信息化对推动装配式建筑的发展和生产效率的提高具有很大的作用，BIM技术正是信息化在建筑产业的应用。研究BIM技术在装配式建筑产业的应用具有重要意义。

1 装配式建筑和BIM的概念

装配式建筑是指通过可靠的连接将预制构件在施工现场拼接成整体而形成的建筑物，实现了生产和施工的分离。广义的装配式建筑可追溯到远古时代，中国古代的榫卯结构、古希腊的石材建筑都可视为装配式建筑，现代的装配式建筑主要有钢结构、装配式混凝土建筑等。而作为建筑产业未来发展方向的装配式建筑，主要是指集合现代科技而形成的具有标准化、工业化、机械化、信息化和集成一体化等特点的先进建造方式，是建筑产业的一次技术革新，将改变传统建造方式相互脱节的现状，促使建筑产业走上工业化发展之路[2]。

BIM理念最早由美国学者于1975年提出[3]，旨在通过信息的集成与共享提高工程的建设效率。BIM即建筑信息模型，主要由非几何属性信息和几何属性信息组成，是以工程建设过程中的各种信息为基础，并以数字化模型为载体服务于设计、生产、施工及运维等工程建设的全生命周期中。BIM技术是数字技术带来的工程建设技术和管理的集成，具有可视化、集成化、标准化、协调性及信息完备性等特征，可以有利推动建筑技术的智能化。

基于BIM的装配式建筑可以保障信息的有效流通，实现全生命周期的管控，更好的发挥高新科技的集成效应。BIM技术在装配式建筑的应用主要在设计、生产、施工、运营和维护等阶段。

2 BIM在装配式建筑中的应用

2.1 规划设计阶段

规划设计阶段对装配式建筑来说是至关重要的，BIM技术打破了传统设计理念，使设计向着参数化、模块化的方向发展。先由参数化的构件组装成独立的模块，再基于标准化接口进行模块组合就形成了完整的装配式建筑[4]。同时BIM模型良好的可视化使设计从二维转变为三维，更容易为人所接受；基于BIM平台的规划设计可改变传统的单线信息交流模式而形成协同设计。

目前BIM技术在装配式建筑设计阶段的运用主要体现在初步设计、深化设计及协同设计等方面。初步设计时通过建立BIM模型对建筑的结构性能和热环境等方面进行分析，集合多专业比选方案，从而得出最优方案。在深化设计中结合装配方案将模型拆分后分别完成结构配筋设计、水电定位等细化工作，再组合成完整的设计方案，提高了设计效率。协同设计使参与各方在共享的BIM模型上完成各自的设计工作，形成交互式工作机制，并进行碰撞检查，完成联动修改。BIM技术有利于各方共同完善构件库的建设，从而推动设计的标准化和生产的工业化水平。此外BIM技术还可以协助完成相关审批工作。

2.2 生产运输阶段

生产人员可以随时在BIM共享平台上查看三维模型，获得直观、准确的构件加工信息，实现精准化生产。BIM技术便利的信息管理、存储方式，提高了生产人员的沟通效率，减少错误和返工的发生。生产中给预制构件植入可自动识别的标签，后期采用非人工的智能识别技术，可快捷地将标签包含的参数信息上传到BIM平台，便于预制构件在运输、存储、装配过程中的管理[5]。采用BIM技术可以强化运输过程的可控性，准确预估运输时间和进场时间，改善传统运输中存在的物料无法准确跟踪、进场验收繁琐等问题，实现生产单位与施工现场装配的快速、精准化对接，减少现场的二次吊运工作和场地堆放。

2.3 建筑施工阶段

在施工阶段BIM技术可以保障装配式建筑合理的施工次序，使施工过程有序进行。首先运用BIM技术合理布置施工场地，并通过预先模拟施工过程，使现场人员掌握建造顺序，便于提前发现问题，提高了交底质量。其次BIM技术提高项目管理的信息化水平，实现对施工过程的实时监控，有利于完成工程进度、成本、质量及安全等方面的目标。

2.4 运营维护阶段

BIM技术的应用对装配式建筑后期的运营和维护也是革命性的，作为一种信息集成技术，实现了运维阶段与其他建设阶段的无缝对接，从而在全生命周期内进行科学的管理。运用BIM技术可以实现信息化交付，为运维提供高效便捷的信息保障。运用BIM技术便于运维人员对建筑物进行实时监测，实现全面管理。维护人员可以对出现的问题进行快速定位，明晰责任归属，并通过有效信息分析，得出合理解决方案。对于需要处理的构配件，运维人员可在BIM平台中检索出构件预制参数信息和制造商，提高维修工作效率，实现快速维修。

3 应用中存在的问题

基于BIM技术的装配式建筑产业发展虽凸显了优势，但当前装配式建筑整体仍处于较低的发展水平，BIM自2002年被引入我国后的发展时间也还不长，因此当前两者在融合中还存在着一些需要解决的问题。

(1)标准化缺失。装配式建筑相关的标准不完善，使BIM技术在装配式建筑中的应用缺乏有力支撑[6]。装配式建筑涉及多个专业，但未形成专业间的协调标准。部品部件标准化的建设不足，不能充分构建出BIM所需的数据库，使设计只能停留在传统的思路上，无法走上模数化设计的轨道。

(2)BIM技术配套的软件开发不够成熟。当前使用的BIM软件大多由国外开发，与我国相关的技术标准不匹配，能够成熟运用于装配式建筑中的软件就更加不足。各界面间的接口不统一，信息在多种型式间不断转换，使数据的传输不够流畅。如设计阶段的成果还无法与生产单位的加工设备实现有效对接，降低了信息传递的高效性，进一步加剧了BIM技术的应用成本。

(3)专业人才短缺。虽然得益于国家政策的大力支持，BIM技术和装配式建筑产业都取得了高速发展，但专业人才还不能满足当前发展的需要。BIM技术与其他信息化技术相结合将形成集成效果，能更好服务于装配式建筑，而与此相关的支撑理论和研究还不足。

(4)BIM技术在装配式建筑中的应用较低。由于人才短缺、标准化建设不足等原因，使BIM技术在装配式建筑各阶段的应用还比较低，且各阶段的应用发展不协调。目前在设计阶段发展较快，而在施工阶段依然选择采用传统的人工管理方法。

4 结 论

发挥BIM技术在装配式建筑全生命周期的应用优势，可以推动装配式建筑的全面发展。BIM技术和装配式建筑都是高科技发展的成果，两者的融合将更好的体现先进技术的集成效应，两者的深度融合也是建筑业发展的必然趋势。尽管当前BIM技术在装配式建筑的运用中还有些不足，但在国家政策的有利支持下，采取有针对性的改进措施，必将实现装配式建筑与BIM技术的融合。