基于BIM的装配式建筑绿色施工管理研究

李龙坤

摘要：本文首先分析了施工准备阶段BIM技术的应用，然后分析了施工进行阶段BIM技术的应用，最后对施工结束阶段BIM技术的应用进行了探讨。希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。

关键词：BIM;装配式建筑;绿色施工管理

引言：

在我国城市发展中，土地资源日益紧张，环境污染日益严重，面对如此发展形势，积极探寻绿色施工技术已经变得越来越重要。建筑行业作为环境污染的巨头之一，长期以来一直处于高耗能、高污染、高排放的发展局面，这不利于我国社会的可持续发展，积极探寻建筑行业的绿色施工技术已经到了迫在眉睫的地步，其更是推动建筑行业实现绿色化、环保化转变的关键。工业化技术的发展，使工业化生产方式被成功引入到建筑行业之中，由工厂对建筑所需的构件进行部分或全部制作与加工，然后再现场中进行装配，从而使装配式建筑真正呈现在人们面前。相比于以往的建筑方式，装配式建筑不仅可减少环境污染，而且可有效缩短工期与成本，这也使绿色施工技术在装配式建筑中有了用武之地，从而使绿色装配式建筑更加符合我国在社会发展中提出的创新、开放、协调、共享与绿色发展新理念。

1 施工准备阶段BIM技术的应用

1.1 数据收集

装配式建筑包括预制装配式混凝土结构、钢结构、现代木结构建筑等，因为采用标准化设计、工厂化生产、装配化施工、信息化管理、智能化应用，是现代工业化生产方式的代表。同时，装配式建筑的类别、建设要求不尽相同，无法通过某一种通用模式进行建设，尝试借助BIM技术给予优化，首先应做好相关数据的收集。如木结构建筑，必须考虑承重要求，来自水平方向的剪应力、来自垂直方向的荷载，均应通过建设要求以及现场环境情况等予以明确，作为模拟工作的依据。

1.2 模拟分析

完成参数的收集后，可根据收集所获的信息进行建筑绿色施工模拟，将各类信息以默认参数的形式表达，代入BIM軟件中，采用约束模拟法或开放模拟法均可，只要前期所获信息丰富和准确，就可获取相对理想的模拟结果。如装配式建筑的保温能力，以绿色施工为要求，应降低非必要的施工工序、材料用量，同时考虑建筑使用后的保温效果。在约束模拟法下，将施工方案中要求的散热标准作为核心约束参数，代入BIM软件中，之后再代入现场收集所获参数，如外层围护木结构的吸热、散热能力，当地平均温度等，如果模拟结果表明，当前参数下的建筑保温能力满足设计要求，可不做调整，如果模拟结果表明，当前参数下的建筑保温能力较差，则可进行参数的调整，包括增加围护结构厚度、增设保温夹层等，直到模拟结果满足保温要求，再调出模拟参数，据此出具施工图纸、进行施工前的各类准备工作。

2 施工进行阶段BIM技术的应用

2.1 初步建模

进入施工阶段后，BIM技术的应用主要体现在既有模型的初步建立和调整两个方面。在施工准备阶段完成的参数收集、优化，可直接调取，生成一个初步契合施工要求的BIM模型，该模型的建立需要考虑如下因素：约束模拟法（或开放模拟法）下的参数是否可实现、模型设计是否可通过图纸完整呈现、模型是否能够完全契合绿色施工要求。模拟参数不可实现，是指所选约束条件下，初步参数不理想、调整后的参数也不理想的情况，如要求围护结构轻量化、降低抗剪和承重能力等，要求予以避免。BIM三维模型通过图纸呈现存在难度，因此很多复杂设计或不必要的设计，应尝试调整，或加强与施工人员的沟通。最后，模型应符合绿色施工要求，不能消耗过多能源。

2.2 模型优化

绿色施工要求下，装配式建筑BIM模型建设完成，要求在初步建模后继续对其进行优化，包括主动优化和被动优化两个方面。主动优化是指结合建设要求进行节能改造、设计调整，其目的在于提升建筑性能。如在满足承重要求的情况下降低装配式建筑屋顶倾斜角度，提升太阳能利用效果、有效收集天然降水等，主动优化一般较少出现，以免破坏施工计划。被动优化更为多见，主要强调根据施工进行更改设计方案，多见原因如参数收集不当、模拟过程不当等等。

3 施工结束阶段BIM技术的应用

3.1 核心参数模拟

装配式建筑绿色施工进入结束阶段，BIM技术的应用主要体现在对核心参数模拟和常规模拟方面。核心参数的模拟，是指在绿色施工要求下，对影响施工能耗、施工质量的因素进行评估，了解建筑建成后是否满足设计要求，同时对未来的能耗态势进行预测。结合大数据信息，以BIM技术支持装配式建筑绿色施工，测试结果合格率理想。而在进行未来能耗态势的评估中，结果带有动态特点，假定模拟对象为建筑能耗，通常散热能力较强的装配式建筑，冬季保温态势不够理想，而保温态势较理想的建筑，夏季散热能力又较差，上述两类建筑，可导致降温和升温能耗的增加。从长期角度上看，可设计能够进行组装拆卸的各类围护结构，包括苯板、可移动围护设备等，应对其使用后的能耗增加问题。

3.2 常规模拟

常规模拟具有全面性特点，主要强调以绿色施工、绿色使用为要求，了解装配式建筑的基本性能。如建筑是否能够应对风力破坏、抗剪能力、抗负载能力是否满足使用要求等等。由于装配式建筑缺乏混凝土钢筋结构的稳定连接、高强度特点，其力学性能的研究十分必要，在BIM技术下，可将建筑建成后的各类参数代入软件中，常规了解建筑的承重能力，包括静态实验、动态实验和老化实验等。静态实验结果反应建筑的直接承重能力和常规工作态势，动态实验可反应建筑在其他参数影响下出现的性能波动，老化实验则反应使用一周时间后建筑的承重能立等性能，可持续积累信息、服务后续工作。

结束语：

总而言之，在科学技术的带动下，BIM技术的不断发展，必将为绿色装配式建筑的推广与应用做出更大贡献，建筑行业的生产方式也将得以彻底改变。在此形势下，我国必须要对装配式建筑予以更高的重视，凭借BIM技术的应用优势，推动绿色装配式建筑在建筑行业中的兴起。

参考文献：

[1]  顾小娟.基于BIM的装配式建筑施工应用管理模式探究[J].绿色环保建材.2019（12）

[2]  闫华.基于BIM的装配式建筑绿色施工流程研究[J].科技经济市场.2018（10）

（作者单位：中国建筑第二工程局有限公司）